CH357950A - Verfahren zur Herstellung von aus Aluminium und Sinteraluminium bestehenden Verbundkörpern - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von aus Aluminium und Sinteraluminium bestehenden  Verbundkörpern    Es ist oft erwünscht, über Verbundkörper ver  fügen zu können, die zum Teil aus Aluminium kon  ventioneller Herstellungsweise (als Metall oder Legie  rung) und zum Teil aus Sinteraluminium bestehen.  Dies kommt insbesondere bei     Leichtmetallkolben    vor.  Solche Kolben werden im Betrieb hohen Temperatu  ren ausgesetzt und deshalb vorzugsweise aus hitze  beständigen     Speziallegierungen    hergestellt. Als beson  ders warmfester Werkstoff hat sich das Sinteralumi  nium erwiesen. Dieses Material wird auf pulvermetal  lurgischem Weg hergestellt und ist deshalb ziemlich  teurer als geknetete oder gegossene Aluminiumwerk  stoffe.

   Aus wirtschaftlichen Gründen muss deshalb oft  auf die Fertigung von Aluminiumkolben verzichtet  werden, die ganz aus Sinteraluminium bestehen. Um  jedoch von der hohen Warmfestigkeit des Sinteralu  miniums Nutzen zu ziehen, wurde bereits vorgeschla  gen und versucht, nur die am meisten auf     Wärme     beanspruchten Teile der Kolben, nämlich den Kol  benboden und die Kolbenringzone, teilweise oder  ganz aus Sinteraluminium und die übrigen Teile des  Kolbens aus einer gekneteten oder gegossenen Alu  miniumlegierung herzustellen. Zu diesem Zweck hat  man zum Beispiel Einsätze aus Sinteraluminium ein  gegossen oder eingepresst.  



  Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass es sehr  schwierig ist, nach den erwähnten Verfahren eine  innige und einwandfreie Verbindung zwischen dem  Sinteraluminium und dem übrigen Teil des Kolbens  zu erzeugen.  



  Die vorliegende Erfindung soll nun die Mängel  der bekannten Arbeitsweisen beheben. Sie     betrifft     ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern  aus Aluminium und Sinteraluminium, wobei unter  dem Begriff Aluminium sowohl das Metall als auch    die Aluminiumlegierungen im gekneteten oder gegos  senen Zustand zu verstehen sind.  



  Erfindungsgemäss wird auf ein Aluminiumstück  Aluminiumpulver kalt aufgepresst, das gewonnene  Verbundstück dann aufgeheizt und einem Sinterpres  sen in der Wärme unterworfen.  



  Das Kaltpressen wird vorzugsweise in einem Ge  senk ausgeführt, in dessen Matrize zuerst das Alu  miniumstück richtig angeordnet und das Aluminium  pulver anschliessend aufgefüllt wird. Als Aluminium  pulver wird zweckmässigerweise ein blättchenförmiges  Pulver verwendet, das ein Aluminiumoxydgehalt von  mindestens 6 0/o und ein Gesamtfettgehalt von weni  ger als 0,3 0/o aufweist und zum Beispiel nach dem im  Schweizer Patent Nr. 307704 beschriebenen Verfah  ren hergestellt ist. Das Aluminiumoxyd entsteht  hauptsächlich während des Mahlens durch Oxydation  der Pulverteilchen     und    wird nicht als Aluminiumoxyd  pulver dem Aluminiumpulver zugesetzt.  



  Die Zeichnungen zeigen als Ausführungsbeispiel  verschiedene Stufen des     erfindungsgemässen    Verfah  rens.  



  Die Fig. 1 und 2 zeigen das Kaltpressen eines vol  len Presslings in einem Gesenk vor und nach dem  Pressen.  



  Die Fig. 3 zeigt einen aus dem nach Fig. 1 und 2       erzeugten        Pressling    hergestellten Kolben.  



  Die     Fig.4    und 5 zeigen das Kaltpressen eines       ringförmigen        Presslings    vor und nach dem Pressen.  In die zylindrische Matrize 1 eines     Gesenkes          (Fig.    1 und 2) wird ein vorbereitetes Stück 2 aus Alu  miniumlegierung eingeführt und darauf die ge  wünschte Menge Aluminiumpulver 3 eingefüllt. Der  Stempel 4 presst bei     gewöhnlicher    Temperatur das  Pulver zu einem     Pressling    5     zusammen,    der dabei mit      dem Aluminiumstück 2 bereits verbunden wird. Die  ses Kaltpressen erfolgt beispielsweise unter einem  Druck von 1 bis 4 t/cm2.

   Das abgebildete Aluminium  stück weist einen ringförmigen     Vorsprung    auf. Es ist  aber auch möglich, ein Stück zu verwenden, dessen  Verbindungsfläche anders gestaltete Unebenheiten  aufweist oder auch flach ist.  



  Der erzeugte Verbundkörper wird dann in eine       Aluminiumfolie    eingehüllt, in     einem    Ofen langsam  auf hohe Temperatur     erhitzt    und anschliessend unter  höherem Druck, z. B. von 5-8 t/cm2, in der Wärme  sintergepresst. Dadurch entsteht die gewünschte Sin  terstruktur sowie eine innige Verbindung zwischen  dem     gesinterten    und dem übrigen Teil.  



  Es kann darauf noch ein Schmieden zur Erzeu  gung eines Formkörpers, z. B. des in Fig. 3 abgebil  deten Kolbens, vorgenommen werden. Dieser Kolben  weist eine Zone. 6 aus     einer        Aluminiumlegierung    und  eine Zone 7 aus     gesintertem        Aluminium    auf. Das  Schmieden bewirkt noch ein Kneten des ganzen Kör  pers und erhöht insbesondere die Dehnung des Sinter  materials.  



  Die Fig. 4 und 5 zeigen, wies ein ringförmiger,  gesinterter Teil auf einem     Grundkörper    aufgebracht  werden kann. Auf das entsprechend vorbereitete, in  die Matrize 1 gelegte Aluminiumstück 8 mit Vor  sprung 9 wird ein Aufsatz 10 gestellt und das Pulver  11 um diesen Aufsatz herum eingefüllt. Das Kaltpres  sen     erfolgt    dann     mit    Hilfe eines Hohlstempels 12, und  es wird ein ringförmiger, mit dem Aluminiumstück  verbundener Kaltpressling 13 erzeugt. Aus dem ge  wonnenen Verbundkörper lässt sich durch Schmieden  ein roher Kolben herstellen, dessen Kolbenringzone  aus     gesintertem    Aluminium besteht.  



  In den erwähnten Beispielen wird das Schmieden  anschliessend an das Sinterpressen vorgenommen. Es  wäre aber auch möglich, das Schmieden     zusammen     mit dem Sinterpressen in einem einzigen Arbeitsgang  durchzuführen.  



  Für die Herstellung des gesinterten Teiles gelten  im allgemeinen die Arbeitsvorschriften, die bei der  Herstellung von Aluminium-Sinterstücken üblich sind,  unter der Voraussetzung jedoch, dass auf die Eigen-    schaften des Werkstoffes des Aluminiumstückes Rück  sicht genommen wird. Wenn zum Beispiel Sinteralu  minium mit einer Aluminiumlegierung verbunden wer  den muss, soll die Glüh- und die Sintertemperatur un  terhalb des Soliduspunktes der Legierung bleiben.  



  Nicht nur das Gesenkschmieden kann für die Her  stellung des verbundenen Kaltpresslings angewandt  werden, sondern jedes andere Verfahren, bei welchem  ein genügender Druck ausgeübt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von aus Aluminium und Sinteraluminium bestehenden Verbundkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumpulver auf ein Aluminiumstück kaltverpresst wird und das ge wonnene Verbundstück dann aufgeheizt und einem Sinterpressen in der Wärme unterworfen wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Aluminiumpulver ein blättchen- förmiges Pulver mit einem Oxydgehalt von minde stens 6 /o- und ein Gesamtfettgehalt von weniger als 0,3 % verwendet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kaltpressen in einem Gesenk erfolgt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwecks Vergrösserung der Verbin dungsfläche das Aluminiumstück mit Rinnen ver sehen ist, in welche ein Teil des Pulvers eingepresst wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwecks Vergrösserung der Verbin dungsfläche das Aluminiumstück mit Vorsprüngen versehen ist, die in den Sinterteil hineinragen. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass nach dem Sinterpressen in der Wärme der Verbundkörper geschmiedet wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Sinterpressen in der Wärme und das Schmieden gleichzeitig in einem Arbeitsgang durchgeführt werden.