DE938818C - Verfahren zum Herstellen kleiner Metallkugeln, insbesondere fuer Kugellager - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen kleiner Metallkugeln, insbesondere für Kugellager Die Herstellung kleiner Metallkugeln genauer geometrischer Gestalt, wie sie vorzugsweise für Kugellager Verwendung finden, erfordert eine, Reihe zeitraubender Arbeitsgänge. Aus dem Werkstoff müssen zunächst dünne Stangen oder Drähte gezogen und Abschnitte dieser zu Kugelrohformen gepreßt werden; hieran schließen sich Härtungs-und zahlreiche Polier- und Schleifvorgänge. Die Kugeln können hierbei nur aus solchen Metallen hergestellt werden, die sich zu dünnen Stangen oder Drähten ausziehen lassen. Metalle und Legierungen, die spanlos nicht verformbar sind, scheiden als Werkstoff bei diesem Verfahren vom vornherein aus. Man hat weiterhin schon zur Herstellung kleiner Metallkugeln aus Metallschmelzen Tropfen in Flüssigkeiten unter Ausnutzung der Oberflächenspannung zu Kugeln erstarren lassen. Dieses Verfahren zeigt in der Praxis erhebliche Nachteile und ist vor allem bei hochschmelzenden Metallen und Metallegierungen praktisch nicht durchzuführen, weil hierbei bereits die Verluste durch Abstrahlung derart erheblich sind, daß beim Ausgießen der Schmelze, die Tropfen nicht zu Kugelgestalt erstarren.
• Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Herstellung kleiner Metallkugeln zu vereinfachen und darüber hinaus ein Verfahren zu ermitteln, das eine Herstellung kleiner Kugeln auch aus solchen Metallen und Legierungen gestattet, die spanlos nicht verformbar sind und auch wegen ihres hohen Schmelzpunktes eine Herstellung durch das erwähnte Tropfverfahren nicht gestatten.
• Die Lösung dieser Aufgabe wurde in einem Verfahren gefunden, bei dem feste Formlinge, welche die Bestandteile der herzustellenden kleinen Kugeln enthalten, einzeln geschmolzen werden und die dann unter der Wirkung der Oberflächenspannung in an sich bekannter Weise zu Kugeln erstarren; diese Arbeitsweise wird durch die Anwendung eines Induktionsofens ermöglicht. Erfindungsgemäß werden also nach einem beliebigen Verfahren kleine, einen vorübergehenden Zusammenhalt gewährleistende Körper hergestellt, welche die einzelnen Bestandteile enthalten, aus denen die fertige Kugel bestehen soll; beispielsweise werden aus einem Metallpulver oder einem Gemisch vom verschiedenen Metallpulvern im gewünschten Mengenverhältnis Pillen gepreßt. Diese Körper werden dann in einem Induktionsofen erhitzt. Infolge der Oberflächenspannung, welche die geringstmögliche Oberfläche anstrebt, bildet sich dann ein Schmelzkörper in Kugelgestalt aus, der beim Abkühlen eine Metallkugel in genauer geometrischen Gestalt ergibt. Es hat sich gezeigt, daß bei der Herstellung kleiner Kugeln bis zu einem Durchmesser von etwa 2 mm herab die bekannten Hilfsmittel zum Ausbilden einer Metallkugel, wie Eintragen in eine Flüssigkeit, noch nicht notwendig sind, sondern es genügt, diese kleinen Schmelzkörper auf einer einigermaßen ebenen Unterlage zu erhitzen und abkühlen zu lassen.
• Es ist bereits bekannt, Gegenstände aus Metallpulver oder einem Metallpulvergemisch, die mit nichtmetallischen Stoffen durchsetzt sein, können, durch Wirbelströme zusammenzufritten. Auch ist es bekannt, kleine Metallkörper, wie Schreibfederspitzen oder Schallplattennadeln, in der Weise herzustellen, daß ein Metallpulver in eine Form gepreßt wird, welche der Gastalt des gewünschten Gegenstandes entspricht, aber um das Schrumpfmaß größer ist als dieser, und der so, erhaltene Preßling durch Wärmebehandlung verfestigt wird. Hingegen entsteht die Kugelform der nach der Erfindung hergestellten Metallkörper unter Ausnutzung der Oberflächenspannung des schmelzflüssig gemachten Preßlings. Es ist zwar ferner schon bekanntgeworden, pulverförmige Edelmetalle auf einer Unterlage, welche mit diesen Metallen keine Reaktion ergibt, zu Kügelchen zu verschmelzen, man hat aber gerade hierbei die für die praktische Durchführung wesentliche Erhitzung in einem Induktionsofen nicht vorgeschlagen. Der bedeutend technische Fortschritt der Erfindung wird erst bei Einhaltung der gesamten oben angegebenen Lehre der Erfindung erzielt.
• Als Induktionsöfen werden vorzugsweise die Hochfrequenzöfen, für die neuerdings mehr die Bezeichnung »kernlose Induktions-Tiegelöfen« in Gebrauch ist, benutzt. Die Ausgestaltung des Ofens und die Frequenzzahl richten sich nach der Größe und dem Werkstoff der herzustellenden Kugeln. Gute Erfolge wurden beispielsweise mit einer Frequenz von 2o MHz erzielt. Das Verfahren läßt sich so ausgestalten, daß ein einziger Hochfrequenzgenerator gleichzeitig mehrere Schmelzstellen betreibt.
• Da die Formkörper mit sehr genauer Kugelgestalt erhalten werden, fallen die zeitraubenden Schleifvorgänge im allgemeinen ganz weg, und es sind allenfalls einfache Pollervorgänge notwendig. Dabei ist es ohne weiteres möglich, Metalle und Legierungen zu Kugeln zu verarbeiten, die spanlos nicht verformbar und die auch durch Abkühlen von Tropfen aus einer Metallschmelze nicht zu kleinen Kugeln zu gestalten sind, z. B. Werkstoffe mit einem Gehalt an Karbiden von der Art des Wolframkarbids, bestimmte Platinmetallegierungen, wie Legierungen des Osmiums und Rutheniums, und Legierungen des Rheniums.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Herstellen kleiner Metallkugeln, insbesondere für Kugellager, mittels Kugelbildung durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Werkstofffes, dadurch gekennzeichnet, daß kleine, einen vorübergehenden Zusammenlhalt gewährleistende Körper, welche die einzelnen Bestandteile im gewünschten Mengenverhältnis- und der der Metallkugel entsprechenden Gesamtmenge enthalten, beispielsweise Preßlinge aus, entsprechend zusammengesetzten Metallpulvern, in einem Induktionsofen, vorzugsweise einem kernlosen Induktions-Tiegelofen, geschmolzen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge, auf einer ebenen Unterlage geschmolzen werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 387 992, 405 880; USA.-Paten-tischrift Nr. 2 -r69 28o; »E:lektrowärme«, März 1942, S. 33 bis 37; Auszüge deutscher Patentanmeldungen 1949, Bd. 2o, S. 893.