DE3050652C2

DE3050652C2 - Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromsgnetischer Werkstoffe

Info

Publication number: DE3050652C2
Application number: DE19803050652
Authority: DE
Inventors: Jurij Artamonov; Aleksandr Birman; Aleksandr Klimenko; Rudolf Lizdvoi; Jurij Skornyakov
Original assignee: UK NII SPECIAL NYCH STALEJ SPL
Current assignee: UK NII SPECIAL NYCH STALEJ SPL
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1987-02-26
Also published as: JPS58500131A; DE3050652A1; SE8204351L; JPS6221043B2; SE8204351D0; AT377717B; WO1982001837A1; FR2481165B1; ATA916080A; FR2481165A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe.
Es ist ein Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Metallpulvern bekannt, welches Vermischen des Pulvers für dessen Homogenisierung nach der Kornzusammensetzung, Einfüllen des Pulvers in eine Kapsel, hermetische Abdichtung der Kapsel, deren Erwärmung und Pressen umfaßt (siehe beispielsweise UdSSR-Urheberschein 417246 von 18. 02. 74)
Es ist auch ein Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe bekannt, welches das Vermischen des Pulvers für dessen Homogenisierung in der Kornzusammensetzung, Einfüllen des Pulvers in eine Kapsel, dessen Vibrationsverdichtung in der Kapsel, Erwärmung der Kapsel bis auf die Sintertemperatur des Pulvers, hermetische Abdichtung der Kapsel sowie deren Pressen einschließt (siehe L. Kh. Strokovsky und andere: "Herstellung von Schnellarbeitsstahl nach dem pulvermetallurgischen Verfahren im Ausland" Sammelband "Herstellung von Metallpulvern" Reihe 28, Ausgabe 1, Moskau, Tschermetinformation, 1973, S. 1-11).
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Anlage verwendet, welche einen Mischbehälter mit einem Verschluß in der Entleerungsöffnung enthält. Der Mischbehälter ist in Gestalt einer Trommel aus Konstruktionsstahl ausgeführt, welcher einen Magnetwerkstoff darstellt. Unter dem Verschluß ist ein Rüttler mit einer Plattform zur Kapselanordnung untergebracht. Die Anlage enthält auch einen Kapselerhitzer sowie eine Strangpresse.
Zu den unbezweifelbaren Vorteilen dieser Technologie und der Anlage zählt die Tatsache, daß zur Sinterung des verdichteten Pulvers eine geringere Erwärmung erforderlich ist. Bei der Kapselauffüllung und insbesondere bei der Vibrationsverdichtung ist jedoch eine Fraktionsentmischung des Pulvers zu bemerken. Dies führt letzten Endes dazu, daß die Werkstoffstruktur des Erzeugnisses sowie dessen Eigenschaften über das gesamte Volumen überaus ungleichmäßig sind, wodurch die mechanischen Kennwerte der Erzeugnisse wesentlich verschlechtert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe zu entwickeln, deren technologische und bauliche Besonderheiten es gestatten, dem Pulver Fraktionsentmischung bei der Kapselauffüllung sowie bei der Vibrationsverdichtung des Pulvers verhindernde Eigenschaften zu verleihen und somit die mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses wesentlich zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe, welches das Vermischen des Pulvers für dessen Homogenisierung in der Kornzusammensetzung, Einfüllen des Pulvers in eine Kapsel, dessen Vibrationsverdichtung, darauffolgende Erwärmung der Kapsel bis auf Sintertemperatur des Pulvers, hermetische Abdichtung der Kapsel und deren Pressen umfaßt, gemäß der Erfindung das nach seiner Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver vor dem Einfüllen in die Kapsel magnetisiert wird. Bei der Magnetisierung bilden die kleinen Pulverteilchen zusammen mit etwas gröberen Konglomerate. Dank des remanenten Magnetismus bleiben diese Konglomerate sowohl bei der Kapselauffüllung als auch bei der Vibrationsverdichtung erhalten. Infolgedessen werden Fraktionsentmischung des Pulvers ausgeschlossen und Bedingungen zur Bildung gleichmäßiger Werkstoffstruktur des Erzeugnisses gewährleistet.
Es ist bevorzugt, zur Magnetisierung des Pulvers auf dieses im Verlaufe von 0,1 bis 0,5 min mit einem konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1 · 10³ bis 2 · 10&sup4; A/m einzuwirken. Diese Bedingungen weisen größte Wirtschaftlichkeit auf und gewährleisten eine hinreichend hohe Werkstoffqualität des Erzeugnisses.
Die Aufgabe wird in Weiterbildung auch dadurch gelöst, daß eine Anlage zur Herstellung von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe, welche einen Mischbehälter mit einem Verschluß in der Entleerungsöffnung, einen Rüttler mit einer Plattform zur Anordnung der Kapsel, welche unter dem Verschluß der Entleerungsöffnung des Mischbehälters untergebracht ist, sowie einen Kapselerhitzer und eine Presse enthält, gemäß der Erfindung mit einem in der Nähe des Mischbehälters angeordneten Elektromagnet versehen ist und der Mischbehälter sowie dessen Verschluß aus nichtmagnetischem Werkstoff ausführt sind.
Die Anlage in einer derartigen baulichen Ausführung bietet die Möglichkeit, das Pulver im Mischbehälter ohne unmittelbaren Kontakt mit dem Elektromagnet zu magnetisieren. Der remanente Magnetismus der Pulverteilchen erschwert die Kapselauffüllung nicht, da der Mischbehälter sowie der Verschluß aus nichtmagnetischem Stoff ausgeführt sind.
Es ist zweckmäßig, den Elektromagnet unter dem Mischbehälter anzuordnen. In diesem Falle ist der Abstand zwischen dem Elektromagnet und dem Pulver minimal und entsprechend minimal ist auch der Energieaufwand bei der Pulvermagnetisierung.
Zur Erleichterung der Beschickung und Entleerung des Mischbehälters ist es wünschenswert, die Anlage mit einer Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets auszurüsten. Das Vorhandensein einer solchen Vorrichtung schafft die Möglichkeit, den Elektromagnet mit dem Mischbehälter in Berührung zu bringen, bei welcher die Wirksamkeit der Magnetisierung maximal wird.
Es ist eine Modifikation der Anlage möglich, bei welcher die Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets in Gestalt von senkrechten Führungen ausgeführt ist, an welchen ein den Elektromagnet tragender und mit einem Antrieb zur Vor- und Rückwärtsbewegung verbundener Wagen angeordnet ist.
Es ist auch eine Modifikation der Anlage möglich, dergemäß die Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets in Gestalt einer Stütze mit einem waagerechten Schwenkausleger ausgeführt ist, an dessen Ende der Elektromagnet befestigt ist.
Im weiteren ist das Wesen der vorliegenden Erfindung an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine Anlage zur Herstellung von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe, mit teilweisen Ausbrüchen am Mischbehälter und an der Presse, sowie eine Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets, die Plattform und den Erhitzer, in Längsschnitt und Seitenansicht;
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Modifikation der Anlage samt Vorrichtung für die senkrechte Zu- und Abführung des Elektromagnets mit teilweisen Ausbrüchen am Mischbehälter sowie an dieser Vorrichtung und die Plattform in Längsschnitt und Seitenansicht;
Fig. 3 eine Modifikation der Anlage mit einer Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets in Gestalt eines Schwenkauslegers in Seitenansicht;
Fig. 4 eine Modifikation der Anlage mit einer Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets in Gestalt eines Wagens in Seitenansicht.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe wurde eine Anlage verwendet, welche einen in Gestalt einer Trommel ausgeführten und mit einem Drehantrieb 2 (siehe Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen) verbundenen Mischbehälter 1 enthält. Der Mischbehälter 1 weist eine Beschickungsöffnung 3 und eine Entleerungsöffnung 4 auf. In der Entleerungsöffnung 4 ist ein Verschluß 5 ausgeführt, unter welchem ein Rüttler 6 mit einer Plattform 7 zur Anordnung der Kapsel 8 untergebracht ist. Der Mischbehälter 1 und dessen Verschluß 5 sind erfindungsgemäß aus unmagnetischem Werkstoff (beispielsweise nichttrostendem Stahl) ausgeführt. Die Kapsel 8 ist aus Konstruktionsstahl hergestellt.
In der unmittelbaren Nähe von der Plattform 7 sind in der technischen Reihenfolge ein Erhitzer 9 für Kapseln 8 und eine Presse 10 angeordnet.
Die Anlage ist erfindungsgemäß mit einem in der Nähe des Mischbehälters 1 angeordneten Elektromagnet 11 versehen. Es muß berücksichtigt werden, daß der Elektromagnet 11 seitlich vom Mischbehälter 1, über oder unter diesem angeordnet werden kann. Im weiteren wird die Erfindung nur an Hand der bevorzugten Modifikation erläutert, dergemäß der Elektromagnet 11 unter dem Mischbehälter 1 angeordnet ist. In diesem Falle (unabhängig von dem Auffüllungsgrad des Mischbehälters 1) ist der Abstand zwischen dem Elektromagnet und dem Pulver minimal und der Wanddicke des Mischbehälters 1 gleich. Der für die Magnetisierung des Pulvers erforderliche Energieverbrauch ist entsprechend auch minimal.
Es ist klar, daß der Elektromagnet 11 unmittelbar am Mischbehälter 1 (in den Zeichnungen ist diese Modifikation nicht gezeigt) befestigt werden kann. Mehr bevorzugt ist aber eine andere Ausführungsvariante der Anlage, welche die Möglichkeit der Zu- und Abführung des Elektromagnets 11 vorsieht. Dies schließt negative Vibrationseinwirkung auf die Kontakte und Speiseleitungen der Wicklungen des Elektromagnets 11 aus und erweist sich viel günstiger bei der Beschickung und Entleerung des Mischbehälters 1.
In Fig. 2, 3 und 4 der beiliegenden Zeichnungen sind Modifikationen der Anlage mit einer Vorrichtung 12 für die Zu- und Abführung des Elektromagnets 11 veranschaulicht.
In Fig. 2 der beiliegenden Zeichnungen ist eine Modifikation der Anlage gezeigt, bei welcher die Vorrichtung 12 für die Zu- und Abführung des Elektromagnets 11 gemäß Weiterbildung der Erfindung in Gestalt senkrechter Führungen 13 ausgeführt ist, an welchen ein den Elektromagnet 11 tragender Wagen 14 angeordnet ist. Der Wagen 14 ist mit einem Antrieb 15 zur Vor- und Rückwärtsbewegung verbunden.
In Fig. 3 der beiliegenden Zeichnungen ist eine Modifikation der Anlage veranschaulicht, bei welcher die Vorrichtung 12 für die Zu- und Abführung des Elektromagnets 11 gemäß der Erfindung in Gestalt einer Stütze 16 mit einem waagerechten Schwenkausleger 17 ausgeführt ist, an dessen Ende der Elektromagnet 11 befestigt ist.
In Fig. 4 der beiliegenden Zeichnungen ist eine Modifikation der Anlage gezeigt, bei welcher die Vorrichtung 12 für die Zu- und Abführung des Elektromagnets 11 mit waagerechten Führungen 18 ausgeführt ist, auf welchen ein den Elektromagnet 11 tragender Wagen 19 angeordnet ist. Der Wagen 19 ist mit einem Antrieb 20 zur Vor- und Rückwärtsbewegung verbunden.
Das Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe wird in folgender Weise durchgeführt.
Es wird das Pulver eines ferromagnetischen Werkstoffes (beispielsweise einen Werkzeugstrahls) genommen und die Pulverteilchen, deren Größe 800 µm übertrifft, werden abgesiebt. Das Pulver mit den Teilchen von 800 µm und darunter wird über die Beschickungsöffnung 3 (siehe Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen) in den Mischbehälter 1 aufgegeben und bei der Rotation des letzteren zwecks Homogenisierung des Pulvers in der Kornzusammensetzung vermischt. Das in seiner Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wird einer Magnetisierung unterzogen, indem es für 0,1 bis 0,5 min im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1 · 10³ bis 2 · 10&sup4; A/m untergebracht wird. Zu diesem Zwecke wird der Elektromagnet 11 verwendet, welcher an den Mischbehälter 1 mit Hilfe der Vorrichtung 12 (siehe Fig. 2, 3 und 4 der beiliegenden Zeichnungen) herangeführt wird.
Dann wird das magnetisierte Pulver über die Entleerungsöffnung 4 (siehe Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen) des Mischbehälters 1 in die auf der Plattform 7 des Rüttlers 6 angeordnete Kapsel 8 eingeschüttet. Das in die Kapsel 8 eingeschüttete magnetisierte Pulver wird einer Vibrationsverdichtung unterworfen, indem die vorstehend erwähnte Kapsel 8 in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz sowie einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wird.
Die Kapsel 8 mit dem verdichteten Pulver wird mit Hilfe des Erhitzers 9 bis auf Sintertemperatur des Pulvers erwärmt. Gleichzeitig mit der Erwärmung wird die Pulverentgasung durchgeführt, wonach die Kapsel hermetisch abgeschlossen wird.
Dann wird die Kapsel 8 mit dem gesinterten Pulver unter Verwendung der Presse 10 stranggepreßt, wobei Stäbe vorgegebener Größe hergestellt werden.
Vom gesinterten und gepreßten Pulver (Erzeugnis) wird der Werkstoff der verformten Kapsel 8 entfernt.
Die gemäß der vorstehend erwähnten Technologie hergestellten Erzeugnisse werden nach thermischer Vorbehandlung (Härten und Anlassen) einer Strukturanalyse und physikalisch-mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt werden.
Zur Bestimmung der Biegefestigkeit des Werkstoffes werden aus den hergestellten Erzeugnissen Probestücke in Gestalt von Stäben mit den Abmessungen von 6 × 6 × 50 mm gefertigt und einer Wärmebehandlung (Härten und dreifaches Anlassen) unterzogen. Die Proben werden in einer speziellen Einrichtung auf Biegung belastet. Die Biegeeinrichtung besteht aus zwei in einem Abstand von 40 mm zueinander angeordneten Biegeauflagern sowie einer mit einer hydraulichen Presse verbundenen Biegeschneide. Die Biegeauflager und der Arbeitsteil der Biegeschneide weisen Rundungen auf, wobei der Rundungshalbmesser der Biegeauflager 15 mm und der des Arbeitsteiles der Biegeschneide 7,5 mm beträgt.

Beispiel 1

Erzeugnisse wurden erfindungsgemäß aus Werkzeugstahlpulver folgender Zusammensetzung (in Masseprozent) hergestellt: Kohlenstoff - 1,3; Silizium - 0,4; Mangan - 0,4; Chrom - 4,0; Nickel - 0,4; Wolfram - 11,5; Molybdän - 3,0; Vanadium - 3,0; Kobalt - 10,0; Schwefel - 0,03; Phosphor - 0,03; Eisen - Rest. Zu diesem Zwecke wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 µm abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 µm und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min in der Kornzusammensetzung homogenisiert. Das in der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1 · 10&sup4; A/m untergebracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0,25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in Kapseln aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Jede Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweißt. Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 10^-2 Torr gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1150°C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 3 h gehalten. Dabei fanden Pulverversinterung sowie -entgasung statt.
Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepreßt, wobei man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850°C im Verlaufe von 4 h geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min bis auf 500°C und anschließend an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Drehen auf Drehbänken entfernt.
Die auf diese Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) einer Strukturanalyse sowie physikalisch- mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 260
Härte, HRC 69
Kerbschlagzähigkeit, kpm/cm² 1,8

Auf die gleiche Weise wurden aus dem gleichen Pulver Erzeugnisse hergestellt und geprüft, jedoch ohne Magnetisierung. Beim Vergleich der mechanischen Kennwerte der hergestellten Erzeugnisse hat es sich herausgestellt, daß die spezifische Festigkeit im Durchschnitt um 20 bis 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist. Die Strukturanalyse hat gezeigt, daß die Kornstruktur des Werkstoffes der nach der erfindungsgemäßen Technologie hergestellten Erzeugnisse homogener ist.

Beispiel 2

Erzeugnisse wurden erfindungsgemäß aus Werkzeugstrahlpulver folgender Zusammensetzung (in Masseprozent) hergestellt: Kohlenstoff - 1,2; Chrom - 4,2; Nickel - 0,4; Mangan - 0,4; Silizium - 0,4; Wolfram - 12,0; Molybdän - 3,0; Vanadium - 2,2; Kobalt - 8,2; Schwefel - 0,03; Phosphor - 0,03; Eisen - Rest. Zu diesem Zwecke wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 µm abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 µm und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min in der Kornzusammensetzung homogenisiert. Das in der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1 · 10&sup4; A/m untergebracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0,25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweißt. Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 10^-2 Torr gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1150°C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 3 h gehalten. Dabei fanden die Pulverversinterung sowie -entgasung statt. Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepreßt, wobei man zylindrische Stangen mit eine Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850°C im Verlaufe von 4 h abgeglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min bis auf 500°C und anschließend an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Drehen auf einer Drehbank entfernt.
Die auf diese Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) einer Strukturanalyse sowie physikalisch- mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 270
Härte, HRC 68
Kerbschlagzähigkeit, Kpm/cm² 1,5

Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, daß die Festigkeit der nach der erfindungsgemäßen Technologie hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu den gemäß dem Prototypverfahren gefertigten Erzeugnissen im Durchschnitt um 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist.

Beispiel 3

Erzeugnise wurden erfindungsgemäß aus Werkzeugstahlpulver folgender Zusammensetzung (in Masseprozent) hergestellt: Kohlenstoff - 1,0; Mangan - 0,4; Silizium - 0,4; Chrom - 3,9; Wolfram - 6,0; Molybdän - 4,8; Vanadium - 1,7; Kobalt - 4,8; Schwefel - 0,03; Phosphor - 0,03; Eisen - Rest. Zu diesem Zwecke wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 µm abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 µm und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min in der Kornzusammensetzung homogenisiert. Das in der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1 · 10³ A/m unterbracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0,25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweißt. Der Stutzen an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 10^-2 Torr gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1130°C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 2 h gehalten. Dabei fanden die Pulverversinterung sowie -entgasung statt. Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepreßt, wobei man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850°C im Verlaufe von 4 h geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min bis auf 500°C und anschließend an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Drehen auf einer Drehbank entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) einer Strukturanalyse sowie physikalisch- mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden. Die Prüfungen wurden auf die vorstehend beschriebene Weise durchgeführt.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 300
Härte, HRC 68
Kerbschlagzähigkeit, kpm/cm² 1,8

Beispiel 4

Erzeugnisse wurden erfindungsgemäß aus Werkzeugstahlpulver folgender Zusammensetzung (in Masseprozent) hergestellt: Kohlenstoff - 1,0; Silizium - 0,4; Mangan - 0,4; Chrom - 3,2; Nickel - 0,4; Wolfram - 9,0; Molybdän - 4,0; Vanadium - 2,3; Kobalt - 8,0; Schwefel - 0,03; Phosphor - 0,03; Eisen - Rest. Zu diesem Zwecke wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 µm abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 µm und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min in der Kornzusammensetzung homogenisiert. Das in der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 2 · 10&sup4; A/m untergebracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0,25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweißt. Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 10^-2 Torr gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1130°C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 2 h gehalten. Dabei fanden Pulverversinterung sowie -entgasung statt. Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgedichtet. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepreßt, wobei man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern derjeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850°C im Verlaufe von 4 h geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min bis auf 500°C und anschließend an der Luft bis auf die Raumtemperatur abgekühlt.
Die Hülle wurde von den Stangen durch Drehen auf Drehbänken entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) einer Strukturanalyse sowie physikalisch- mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 320
Härte, HRC 67
Kerbschlagzähigkeit, kpm/cm² 1,8

Beispiel 5

Erzeugnisse wurden erfindungsgemäß aus Werkzeugstahlpulver folgender Zusammensetzung (in Masseprozent) hergestellt: Kohlenstoff - 1,0; Mangan - 0,4; Silizium - 0,4; Chrom - 3,9; Wolfram - 6,0; Molybdän - 4,8; Vanadium - 1,7; Kobalt - 4,8; Schwefel - 0,03; Phosphor - 0,03; Eisen - Rest.
Zu diesem Zwecke wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 µm abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 µm und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min in der Kornzusammensetzung homogenisiert. Das in der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1 · 10&sup4; A/m untergebracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0,1 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweißt.
Der Stutzen wurden an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 10^-2 Torr gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1130°C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 2 h gehalten. Dabei fanden die Pulverversinterung sowie -entgasung statt. Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen.
Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepreßt, wobei man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850°C im Verlaufe von 4 h geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min bis auf 500°C und anschließend an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Drehen auf Drehbänken entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) einer Strukturanalyse sowie physikalisch- mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 310
Härte, HRC 68
Kerbschlagzähigkeit, kpm/cm² 1,8

Auf die gleiche Weise wurden aus dem gleichen Pulver Erzeugnisse hergestellt und geprüft, jedoch ohne Magnetisierung. Beim Vergleich der mechanischen Kennwerte der hergestellten Erzeugnisse hat sich herausgestellt, daß die spezifische Festigkeit im Durchschnitt um 20 bis 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist.
Die Strukturanalyse hat gezeigt, daß die Kornstruktur des Werkstoffes der nach der erfindungsgemäßen Technologie hergestellten Erzeugnisse homogener ist.

Beispiel 6

Erzeugnisse wurden erfindungsgemäß aus Werkzeugstahlpulver folgender Zusammensetzung (in Masseprozent) hergestellt: Kohlenstoff - 1,0; Mangan - 0,4; Silizium - 0,4; Chrom - 3,9; Wolfram - 6,0; Molybdän - 4,8; Vanadium - 1,7; Kobalt - 4,8; Schwefel - 0,03; Phosphor - 0,03; Eisen - Rest.
Zu diesem Zweck wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 µm abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 µm und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min in der Kornzusammensetzung homogenisiert. Das in der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1 · 10&sup4; A/m untergebracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0,5 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem diese in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweißt. Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 10^-2 Torr gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1130°C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 2 h gehalten. Dabei fanden Pulverversinterung sowie -entgasung statt.
Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepreßt, wobei man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850°C im Verlaufe von 4 h geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min bis auf 500°C und anschließend an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Drehen auf Drehbänken entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) einer Strukturanalyse sowie physikalisch- mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 320
Härte, HRC 68
Kerbschlagzähigkeit, kpm/cm² 2,0

Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, daß die spezifische Festigkeit der nach der erfindungsgemäßen Technologie hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu den gemäß Prototypverfahren gefertigten Erzeugnissen im Durchschnitt um 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 35% gestiegen ist.

Beispiel 7 (negativ)

Erzeugnisse wurden im wesentlichen so, wie im Beispiel 1 beschrieben, und aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Während der Pulvermagnetisierung betrug jedoch die Stärke des konstanten Magnetfeldes, 1 · 10² A/m (d. h. sie blieb unter der empfohlenen und durch Anspruch 2 der Patentansprüche beanspruchten Grenze, d. h. unterschritt die Minimalgrenze).
Bei Prüfung der hergestellten Erzeugnisse wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 210
Härte, HRC 69
Kerbschlagzähigkeit, kpm/cm² 1,1

Diese Werte zeugen davon, daß bei der angegebenen Stärke des konstanten Magnetfeldes die erforderlichen Pulvermagnetisierung nicht gewährleistet wird, was zur Trennung der Pulverteilchen nach der Kornzusammensetzung bei dessen Einfüllen in die Kapsel und somit zur Verschlechterung der Eigenschaften von gefertigten Erzeugnissen (im Vergleich zu Beispiel 1) führt. Insbesondere wird die Biegefestigkeit nur um 1% höher als bei den Erzeugnissen, die keiner Magnetisierung unterworfen wurden.

Beispiel 8 (negativ)

Die Erzeugnisse wurden im wesentlichen so, wie im Beispiel 4 beschrieben, und aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Während der Pulvermagnetisierung betrug jedoch die Stärke des konstanten Magnetfeldes, 5 · 10&sup4; A/m (d. h. ging über die empfohlene und durch Anspruch 2 der Patentansprüche beanspruchte Grenze hinaus, d. h. überschritt die Maximalgrenze).
Bei Prüfung der Erzeugnisse wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Biegefestigkeit, kp/mm² 320
Härte, HRC 67
Kerbschlagzähigkeit, kpm/cm² 1,8

Die angeführten Werte zeugen davon, daß sich bei den angegebenen Werten der Stärke des konstanten Magnetfeldes die Eigenschaften der hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu denen mit einer Stärke entsprechend der erfindungsgemäßen Technologie nicht verbessern.
Gleichzeitig ist in diesem Falle viel mehr Energie nutzlos verbraucht.
Die vorliegende Erfindung kommt beim Herstellen von zylindrischen und sonstigen Formstücken aus magnetischen Metallpulvern, beispielsweise aus Baustahl, sowie schwerverformbaren Werkstoffen, z. B. Karbidstählen, zur Anwendung. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung bei Herstellen von bimetallischen Werkstücken mit unterschiedlicher Kombination zweier Metalle verwendet werden. Die vorstehend erwähnten Werkstücke werden bei Herstellen von hochfesten Schneid- sowie Stanzwerkzeugen eingesetzt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe, welches Vermischen des Pulvers für dessen Homogenisierung in der Kornzusammensetzung, Einfüllen des Pulvers in eine Kapsel, dessen Vibrationsverdichtung sowie darauffolgende Erwärmung der Kapsel bis auf Sintertemperatur des Pulvers, hermetische Abdichtung der Kapsel und deren Pressen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver vor dem Einfüllen in die Kapsel magnetisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Magnetisierung des Pulvers dieses im Verlaufe von 0,1 bis 0,5 min der Einwirkung eines konstanten Magnetfeldes mit einer Stärke von 1 · 10³ bis 2 · 10&sup4; A/m unterzogen wird.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, welche einen Mischbehälter mit einem in der Entleerungsöffnung angeordneten Verschluß, einen Rüttler mit einer Plattform für die Anordnung der Kapsel, welcher unter dem Verschluß der Entleerungsöffnung des Mischbehälters untergebracht ist, sowie einen Kapselerhitzer und eine Presse enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen in der Nähe des Mischbehälters (1) angeordneten Elektromagnet (11) aufweist und der Mischbehälter (1) sowie sein Verschluß (5) aus nichtmagnetischem Stoff ausgeführt sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (11) unter dem Mischbehälter (1) angeordnet ist.

5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (12) für die Zu- und Abführung des Elektromagnets (11) aufweist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (12) für die Zu- und Abführung des Elektromagnets (11) in Gestalt senkrechter Führungen (13) ausgeführt ist, auf welchen ein den Elektromagnet (11) tragende sowie mit einem Antrieb (15) zur Vor- und Rückwärtsbewegung verbundener Wagen (14) angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (12) für die Zu- und Abführung des Elektromagnets (11) in Gestalt einer Stütze (16) mit einem waagerechten Schwenkausleger (17) ausgeführt ist, an dessen Ende der Elektromagnet (11) befestigt ist.