DK153742B - Ringformet kapsel til pulvermetallurgisk fremstilling af taette metalliske roer - Google Patents

Description

DK 153742 B

- 1 -

Den foreliggende opfindelse angår en ringformet kapsel til pulver-metallurgisk fremstilling af tætte metalliske rør, især af rustfrit stål/ højtlegeret nikkelstål eller af varmefast stål til varmevekslere/ ved isostatisk koldpresning af det pulverformede udgangsmateriale og 5 extrudering af pressestykket/ hvilken kapsel består af en yder- og in-derkappe, hvortil er svejst ringformede endedæksler, hvorhos mindst yder- og inderkappen af kapslen består af tyndt/ fortrinsvis 1 - 2 mm tykt og fortrinsvis kulstoffattigt blik med et kulstofindhold på under 0/015%, fortrinsvis under 0,004%.

10 Sådanne kapsler kendes fra DE-fremlæggelsesskrift 2 419 014. Ved disse andrager vægtykkelsen maksimalt ca. 5% af kapslens yderdiameter.

Ved anvendelsen af kapslerne forøges tætheden af det i kapslen indfyldte stålpulver ved vibration og/eller ultralyd til ca. 60 - 70% af den teoretiske tæthed, hvorpå tætheden af stålpulveret forøges ved isosta-15 tisk koldpresning af kapslen ved hjælp af et tryk på mindst 1500 bar til mindst 80%, fortrinsvis 80 - 93% af den teoretiske tæthed. Derpå opvarmes pressestykket og strengpresses varmt til det ønskede halvpro-dukt, fortrinsvis ved temperaturer på mindst 1200*C.

Inden lukningen kan kapslerne evakueres og/eller fyldes med en 20 gas, navnlig en inertgas, som f.ex. argon. Især foretrækkes der ifølge DE-fremlæggelsesskrift 2 419 014 kapsler, hvis vægtykkelse andrager mindre end 3%, navnlig mindre end 1% af kapslens yderdiameter. Som eksempler anføres der kapsler, hvis vægtykkelse ligger mellem ca. 0,1-5 mm, fortrinsvis mellem ca. 0,2 og 3 mm. Det skal for fuldstændigheds 25 skyld nævnes, at der ifølge DE-fremlæggelsesskrift 2 419 014 også kan fremstilles laminerede rør, idet man anvender tyndvæggede metalkapsler, som ved en eller flere koncentriske skillevægge er opdelt i to eller flere områder, i hvert af hvilket man indfylder de overvejende sfæriske pulverpartikler af de forskellige stålkvaliteter under samtidig vibre-30 ring, hvorefter skillevæggene fjernes og kapslen lukkes, hvorpå den isostatiske koldpresning og strengpresning ved forhøjet temperatur finder sted.

Bortset fra de hidtil kendte kapsler, kendes der til presing af pulvre og evt. efterfølgende videreforarbejdning af pressestykker utal-35 lige beholdere og kapsler, med hvilke man kan gå frem efter de mest

DK 153742B

- 2 - forskelligartede fremgangsmåder. Blandt de mange sådanne publikationer kan blot nævnes DE-offentliggørelsesskrifter 2 332 123 og 2 029 116 samt US-patentskrifterne 3 922 769, 3 824 097 og 4 048 738.

Ved strengpresning af pressestykkerne til rør anvendes normalt 5 glas som smøremiddel. Da der stilles krav til høje krav til smøremidlet, navnlig ved extrudering af rustfri stålkvaliteter, ved højere temperaturer, er det nødvendigt at have en hovedsagelig plan endeflade af pressestykket, for at det i form af en glasrondel på pressestykkets endeflade påførte smøremiddel virkelig skal udnyttes.

10 Det har nu vist sig, at der ved extruderingen opstod overflade fejl, nemlig i den forreste del af det extruderede produkt, hvilket havde sin årsag i, at der ved overgangen mellem dæksel og kappe opstod en kraftig forstyrrelse af flydeforløbet, hvilket skyldtes den forstyrrende virkning af svejsningen. Dette forårsagede et betydeligt udbytte-15 tab af det færdige produkt.

Den foreliggende opfindelse har til opgave at forøge udbyttet, dvs. at formindske, den procentuelle mængde cif fejlagtigt extruderede produkter og at forøge kvaliteten og målnøjagtigheden af de extruderede produkter.

20 Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at i hvert fald kaps lens yderkappe har en i kapslens længderetning varierende omkreds, idet yderkappen ved kapslens ender har en diameter svarende til diameteren af det ønskede pressestykke, hvilke kappeender går jævnt over i ét cylindrisk midterstykke, og er forsynet med en mod krympningen ved den 25 isostatiske presning udad rettet udbøjning, som er således dimensioneret, at den i hovedsagen atter fjernes ved krympningen.

Denne udformning af kapslen ifølge opfindelsen har den fordel, at pressestykket efter den koldisostatiske presning af kapslen ikke udviser nogen "timeglasform" med indsnøret midterområde. Denne såkaldte 30 "timeglasform'’ opstår ofte ved, at kapslens ender, som er lukket med dasksler eller lignende, udviser en mindre krympning ved en koldisosta-tisk presning end kapslens midterområde. Da der ved extruderingsope-tionen kræves et pressestykke, hvis yderkappe er såvidt muligt nøjagtigt cylinderformet, er det nødvendigt ved en "timeglasform" af pres-35 sestykket at trimme enderne, hvilket udgør en meget dyr bearbejdning.

- 3 -

DK 153742B

hvorhos der er risiko for, at der optræder revner. Den ved opfindelsen angivne udformning af kapslen har den fordel/ at en bearbejdning eller en trimning af pressestykket til opnåelse af den cylindrisk form falder bort.

5 Derudover gør opfindelsen det muligt at fremstille pressestykker/ hvis diameter meget nøje svarer til de ønskede diameterdimensioner· I-følge opfindelsen kan der opnås nøjagtigheder på ±0,2%/ navnlig ±0,1%.

Derved kan pressestykkets diameterdimensioner fremstilles absolut på ±0,2 mm, navnlig ±0,1 mm. Fortrinsvis har yderkappen og/eller inderkap-10 pen ved kapslen ifølge opfindelsen ved kapselendeme hovedsagelig cylindriske afsnit, hvis inder- og/eller yderdiameter svarer nøjagtigt, fortrinsvis på nær ±0,1% eller ±0,2mm, navnlig ±0,1mm, til dimensionerne af det ønskede pressestykke, hvorhos udbøjningen af yderkappen munder tangentialt ind i disse cylindriske afsnit.

15 Hensigtsmæssigt udformes kapslens yder- og/eller inderkappe ifølge opfindelsen således, at udbøjningen fra hvert af de cylindriske afsnit ved kapselenderne i aksial retning mod kapslens midte først tiltager efterhånden og jævnt i et område med udad konkavt tværsnitsprofil, hvorhos yderkappens hældning i forhold til kapselaksen ligedeles tilta-20 ger efterhånden og jævnt, hvorefter fortrinsvis følger et konisk mellemområde, i hvilket hældningen af yderkappen forbliver hovedsagelig konstant, og til hvilket fortrinsvis slutter sig et område, i hvilket yderkappen har en udad konveks tværsnitsprofil og efterhånden og jævnt går over i et akseparallelt midterafsnit, og at områderne med varieren-25 de tværsnit af yderkappen hver danner et overgangsområde, som fortrinsvis er beliggende ved en indsats, hvis tværsnitskontur tilnærmelsesvis danner et spejlbillede af overgangsområdets kontur, som er spejlet i linien for den ønskede cylinderform af pressestykket, men er forøget i forholdet af pressestykkets diameter til diameterkrympningen i radial 30 retning. Derved kan det cylindriske midterafsnit af yderkappen og/eller inderkappen med en i det væsentlige konstant diameter strække sig over hele området melem indsatsene.

En forbedring af pressestykkernes målnøjagtighed og en formindskelse af brokprocenten kan ifølge opfindelsen også opnås ved, at der 35 ved den forreste ende af kapslen er anbragt en med en central boring

DK 153742B

- 4 - forsynet kegle-, halvkugle-eller tragtformet indsats i en eller flere dele af massivt materiale og/eller presset af pulver, der med sin kegle- eller halvkugleformede omkredsflade rager ind i rummet til pulverfyldning.

5 Ved anbringelsen af sådanne indsatser forbedres flydeegenskaberne ved extruderingen af pressestykkerne væsentligt, og udbyttet af rustfrit materiale forøges, da indsatserne, som fortrinsvis består af elektrisk ledende metal, navnlig blødjern eller et kulstoffattigt blødt stål, danner de extruderede rørs ender, som alligevel skal bortskæres.

10 Endvidere letter de fortrinsvis af et elektrisk ledende metal bestående indsater ved den forreste og/eller bageste endeflade af kapslen opvarmningen af pressestykket inden ext ruderingen ved hjælp af induktiv varme, da de metalliske indsatser let kan opvarmes induktivt og afgive deres varme til de øvrige dele af pressestykket, navnlig til det med pul- 15 ver fyldte indre rum, og således bidrager til hurtig opvarmning af hele pressestykket.

Det har vist sig særlig fordelagtigt at kombinere de førnævnte indsatser ved kapslens forreste og/eller bageste endeflade og udformningen af kapslens yder- og/eller inderkappe med en mod krympningen ved 20 den isostatiske presning udad rettet udbøjning, da pressestykkets dimensioner kan overholdes langt mere nøjagtigt, især er det muligt at overholde pressestykkets dimensioner med en nøjagtighed på ±0,05% eller en absolut nøjagtighed på ±0,1mm eller mere nøjagtigt, hvilket er af største betydning for en fejlfri fremstilling af extruderede rør.

25 Ifølge opfindelsen kan indsatserne være udformet som dæksler, der lukker kapslens ender, hvorhos indsatsene kan sammensvejses med kapslens ydre kappe og indre kappe. Hensigtsmæssigt kan der mellem indsatserne og kapslens indre rum også anbringes blikindlæg, der er udformet som dæksel.

30 Det har endvidere vist sig hensigtsmæssigt, at der til forenden af kapslen anvendes indsatse, som er tragtformet udformet, hvorhos vinklen mellem væggen i den centrale boring for kapslens inderkappe og den koniske omkredsflade af den tragtformede indsats andrager ca. 40* - 60*, fortrinsvis ca. 45*.

35 Endvidere er det anbefalelsesværdigt, at der i hvert fald ved den - 5 -

DK 153742B

forreste ende af kapslen er anbragt en indsats, som har en hovedsagelig plan endeflade, og hvis begrænsningsflade mellem den centrale borings væg og sin største yderdiameter har et hovedsagelig cirkelbueformet tværsnitsprofil, hvis centrum ligger tilnærmelsesvis ved den cirkulære 5 skæringslinie mellem den plane endeflade og den centrale boring eller inden for denne cirkel.

En yderligere væsentlig forbedring af kapslerne og de deraf fremstillede pressestykker og de extruderede rør kan i kombination med de ovenfor beskrevne, ifølge opfindelsen udformede indlæg eller uafhængigt 10 af disse indlæg ifølge opfindelsen opnås ved, at i hvert fald kapslens yderkappe over hele omkredsen har hovedsagelig samme styrkeegenskaber i aksial retning. Fortrinsvis er i det mindste kapslens ydre kappe enten spiralsvejset eller extruderet. En sådan udformning af kapslens yderkappe har den fordel, at der fås extruderede rør, ved hvilke fejlfore-15 komsterne og dermed brokprocenten formindskes kendeligt.

Ved svejsede kapper dimensioneres stigningen af den af svejsesømmen dannede spiral i forhold til kapslens længde, således, at svejsesømmen tilnærmelsesvis danner en fuldstændig vinding. En med en sådan svejsesøm forsynet yderkappe har ved hvert punkt langs sin omkreds i 20 aksial retning kun §n svejsesøm og hovedsagelig samme styrkeegenskaber. Alternativt kan svejsesømmen danne to, tre eller flere fuldstændige vindinger. I denne forbindelse er det en fordel, hvis den spiralformede svejsesøm udglattes.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp cif et på 25 tegningen gengivet udførelseseksempel. På tegningen viser: fig. 1 en foroven åben kapsel, set i perspektiv, fig. 2 et længdesnit af en modificeret udførelsesform for kapslen, og fig. 3-6 lignende længdesnit som i fig. 2 af yderligere modifice-30 rede udførelsesformer ifølge opfindelsen.

Ifølge fig. 1 har kapslen 1 en yderkappe 2 og en inderkappe 4. Yderkappen 2 består af et spiralsvejset rørafsnit med længden L. Svejsesømmen 5 forløber spiralformigt over yderkappen 2's omkreds, hvorhos spiralen har en stigningsvinkel α som er således afpasset, at spiralen 35 tilnærmelsesvis danner en fuldstændig vinding.

DK 153742B

- 6 -

Det har vist sig/ at det er hensigtsmæssigt at anbringe svejsesømmen 5 således/ at den danner en fuldstændig vinding mellem svejsesømmen 16, med hvilken det i fig. 1 ikke viste dæksel på kapslen fastsvejses ved yderkappen 2, og den ved 26 antydede svejsesøm, med hvilken kaps-5 lens bund fastgøres ved yderkappen. Strækningen mellem svejsesømmen 16 og 26 er i fig. 1 betegnet med L'. Denne længde L' kan betegnes som effektiv længde af kapslen. Det er hensigtsmæssigt at vælge spiralsvejsningens stigningsvinkel α således, at 10 tg α - —»τ·»ττ· hvor D betegner kapslens diameter og n antallet af ønskede vindinger, som spiralsvejsesømmen 5 skal udvise. Det har vist sig hensigtsmæssigt at vælge n = 1. Det kan imidlertid også være fordelagtigt at vælge n = 15 2, 3, 4 eller et andet større helt tal.

Kapslen 1's yderkappe 2 og inderkappen 4 bestod i et praktisk eksempel af stålblik med en tykkelse på 1,5 mm og med et kulstof indhold på under 0,004%. Det i fig. 1 ikke viste dæksel blev indsvejst langs svejsesømmen 16. Ved fremstilling af pressestykket blev kapslen fyldt 20 med pulver, som i overvejende grad bestod af sfæriske korn med en gennemsnitsdiameter under 1 mm, og som var fremstillet ved forstøvning af et ønskede udgangsmateriale, f.ex. af rastfrit stål, i argonatmosfære.

Efter påfyldningen blev pulveret ved vibrering med en frekvens på 80 Hz komprimeret til en tæthed på ca. 68% af den teoretiske tæthed. Derefter 25 blev der evakueret, og kapslen blev lukket med et dæksel. Dækslet blev forbundet med kapslens ydervæg 2 ved svejsning hovedsagelig langs linien 16 i fig. 1. Kapslen havde i det nævnte udførelseseksempel en længde på 600 mm og en udvendig diameter på 150 mm. Den indvendige diameter af inderkappen 4 androg ca. 55 mm. Inderkappen 4 bestod af et længdesvej-30 set rørafsnit med en længdesvejsesøm 6. Derefter blev pulverets tæthed ved isostatisk koldpresning med et tryk på 4700 bar forøget til ca. 85% af den teoretiske tæthed. Det således fremkomne pressestykke blev ex-truderet til rør.

Ved udførelsesformen ifølge fig. 2 er der både ved dækslet 10 og 35 ved bunden 20 anbragt en indsats 30 henholdsvis 40, som danner kapslens

DK 153742B

- 7 - forreste henholdsvis bageste endeflade· Den forreste indsats 30 er generelt udformet kegleformet og har en central boring 32 til optagelse af kapslens inderkappe 4. Den kegle- eller tragtformede indsats 30's koniske omkredsflade 36 danner med boringen 32' s væg en vinkel γ, som 5 fortrinsvis ligger i området mellem ca. 40* og 60*, hensigtsmæssigt i området mellem ca. 40* og ca· 50* og navnlig ca. 45*. Indsatsen 30 har en hovedsagelig plan endeflade 34. Den er imidlertid afskrånet eller afrundet ved sin ydre rand 35 og har derefter første et cylindrisk afsnit 37, som går over i den koniske omkredsflade 36. Ved 39 er overgan-10 gen fra den koniske omkredsflade 36 til den centrale boring 32's væg afrundet. Dækslet 10, der er udformet som blikindlæg, svarer i sin kontur nøjagtigt til de tilgrænsende dele af indsatsen 30. Navnlig har dækslet 10 ved den ydre rand et cylindrisk afsnit 17, som sikrer et godt anlæg af dækslet 10 mod yderkappen 2, hvorhos den ydre rand af 15 dette cylindriske afsnit 17 ved hjælp af en svejsesøm 16 er forbundet med yderkappen 2. Også i det indre område har dækslet 10 et kort, hovedsagelig cylindrisk afsnit 19, som ligger an mod kapslens inderkappe 4 og ved 18 er tæt sammensvejst med denne. Ligeledes har dækslet 10 en til indsatsen 30's afrunding 39 svarende afrunding.

20 Ved kapslen 1's bages te endeflade er anbragt en indsats 40 i form af en hovedsagelig plan plade, som har en central boring 42 og en udad-vendende endeflade 44. Denne pladeformede indsats 40 er ligeledes af-skrånet eller afrundet ved randen 45 og har et ydre cylindrisk afsnit 47. Kapselbunden 20 svarer i sin form til formen af indsatsen 40 og har 25 også et ydre cylindrisk afsnit 27 og et indre cylindrisk afsnit 29.

Bunden 20 er ved hjælp af svejsesømme 26 og 28 tæt sammensvejst med yderkappen 2 og inderkappen 4. Indsatserne 30 og 40 består fortrinsvis af blødt jern eller kulstoffattigt blødt stål.

I fig. 3 er vist en udførelsesform for kapslen, hvor en ved kaps-30 lens forreste ende anbragt indsats 130 har et hovedsagelig cirkelbueformet tværsnitsprofil 136 samt en plan endeflade 134 og en central boring 132. Centrum for det cirkelbueformede tværsnitsprofil 136 ligger på en cirkel, som forløber i nærheden af skæringslinien mellem den plane endeflade 134 og boringen 132's væg, dvs* i nærheden af boringen 35 132's forreste begrænsningslinie, og som i fig. 3 er antydet med to

DK 153742B

- 8 - kryds 138. Det hovedsagelig cirkelbueformede tværsnitsprofil 136 har den fordel, at den af blødt jern eller et lignende metal bestående indsats 130 sammen med dækslet 110, svejsesømmene 116, 118 og de tilgrænsende dele af yderkappen 102 og inderkappen 104 ved extruderingen af 5 pressestykket danner den første del af røret, som skæres bort efter extruderingen eller endog falder af af sig selv, hvis forbindelsen til det fortrinsvis af rustfrit stål bestående, af pulverfyldningen i kapslen fremstillede, efterfølgende rør ikke har tilstrækkelig styrke. Ved den hovedsagelig cirkelbueformede udformning af indsatsen 130's be-10 gzænsningslinie 136 opnås, at skillelinien mellem det forreste, som affald fremkommende afsnit af det extruderede rør og det egentlige, af rustfrit materiale af høj kvalitet bestående rør former sig som en skarp og hovedsagelig vinkelret på længdeaksen forløbende skilleflade.

Også dækslet 110 har et hovedsagelig cylindrisk afsnit 117, som ved 116 15 er sammensvejst med kapslens yderkappe 102, samt et hovedsagelig cylindrisk indre afsnit 119, som ligger an mod inderkappen 104 og er tæt forbundet med denne ved en rundtgående svejsesøm 118. Overgangen fra den centrale boring 132*s væg til det cirkelbueformede tværsnitsprofil 136 er afrundet ved 139.

20 Det kan også være fordelagtigt at sammensvejse indsatserne 30 og 40 tæt direkte med yderkappen 2 og inderkappen 4. I dette tilfælde kan dækslet 10 og bunden 20 udelades. På tilsvarende måde kan indsatsen 130 ifølge fig. 3 sammensvejses tæt direkte med yderkappen 102 og inderkappen 104.

25 Ved anvendelse af blikindlæg som dæksel og bund kan det være hen sigtsmæssigt at fastgøre indsatserne 30, 40, 130 ved dem ved punktsvejsning. Ofte er det dog tilstrækkeligt at fastholde indsatserne 30, 40 og 130 ved hjælp af de indadbukkede ender 15, 25 eller 115 af yderkappen 2 eller 102.

30 Indsatsen ved den forreste endeflade af kapslen fører ved extrude ringen til en art tunneleffekt, hvis denne indsats består af duktilt materiale, f.ex. duktilt jern, blødt jern, lavtlegeret kulstofstål eller støbejem. Det tryk, som er nødvendigt i extrusionspressens container til extrudering af pressestykkerne, formindskes, hvis den for-35 reste indsats består af duktilt materiale, som er lettere at bringe til - 9 -

DK 153742 B

flydning end pressestykkets pulverfyldning. Når først den flydeproces, som finder sted ved extruderingen, er indledt, griber den også over på pulverfyldningen, selv om dennes flydegrænse ligger højere end flyde-grænsen for det duktile materiale i indsatsen. Der optræder altså en 5 art tunneleffekt.

Yderkappen 102 har i fig. 3 en udbøjning 103, som er rettet modsat krympningen ved den koldisostatiske presning. I fig. 3 har også indsatsen 140 ved kapselbunden 120 et hovedsagelig cirkelbueformet tværsnits-profil 146, som ved den centrale boring 142 via et afrundet område 149 10 går over i boringen 142's væg. Udvendigt har indsatsen 140 et hovedsagelig cylindrisk afsnit 147, mod hvilket et cylindrisk afsnit 127 på bunden 120 ligger an. Det cylindriske afsnit 127 er ved 126 fastsvejst ved et hovedsagelig cylindrisk afsnit 166 af yderkappen 102. Mod inder-kappen 104 ligger dækslet an med sit cylindriske afsnit 129 og er ved 15 128 sammensvejst med inderkappen. indsatsen 140's ydre endeflade 144 er plan med afrundet eller afskrånet ydre rand 145, så at den indadbukkede nedre rand 125 af yderkappen 102 kan fastholde indsatsen 140. Udbøjnin-gen 103 er således dimensioneret, at yderkappen 102's inderflade efter den koldisostatiske presning er krympet til linien 170, som svarer til 20 den ideale cylinderform. Tilsvarende er også yderkappen 102's cylindriske afsnit 156 og 166 trukket ind til flugtning med linien 170, fortrinsvis ved valsning.

Til undgåelse af foldedannelse og til opnåelse af et såvidt muligt nøjagtigt centreret pressestykke er det ifølge opfindelsen fordelagtigt 25 hovedsagelig at begrænse ændringen af yderkappen 102's diameter til områderne ved indsatserne 130 og 140. Mellem disse indsatser har yderkappen 102 i det med 150 betegnede område hovedsagelig konstant yderdiameter. Det har vist sig særlig fordelagtigt til de cylindriske afsnit 156, 166 i retning mod kapslens midte at tilslutte et område 157 30 henholdsvis 167 med udad konkavt tværsnitsprofil og derefter et kegle-stubformet mellemområde 158 henholdsvis 168 og et efterfølgende område 159, 169, som har udad konvekst tværsnitsprofil, og som går over i det cylindriske, akseparallelle midterområde 150. Det er væsentligt, at de udad konkave områder 157 og 167 er udformet tilnærmelsesvis spejlbil-35 ledligt i forhold til indsatsernes tværsnitsprofiler 136 og 146, idet

DK 153742B

- 10 - linien 170 danner spejlsymmetriaksen, og idet den ved 3 antydede krumningsvinkel af yderkappen er formindsket i samme forhold som den pro-centuale krympning i forhold til den tilgrænsende indsats' krumningsvinkel 5.

5 Fig. 4 viser en modificeret udførelsesform af lignende art som den i fig« 3 viste, hvor de samme eller lignende dele er forsynet med henvisningsbetegnelser, der er forøget med hundrede. Den væsentlige forskel består i, at indsatserne 230 og 240 har et ved 239 og 249 hovedsagelig spidst udløbende tværsnitsprofil, så at det tilsvarende udformede 10 dasksel 210 og den tilsvarnede udformede bund 220 strækker sig umiddelbart hen til inderkappen 204 og med denne danner en stump vinkel a henholdsvis a*. Det har vist sig, at denne udformning er fordelagtig for en nøjagtig centrering af pressestykket. Ved udførelsen ifølge fig. 4 er en udbøjning af inderkappen 204 ikke nødvendig. Derimod kan en ringe 15 udadrettet udbøjning af inderkappen være fordelagtig ved udførelsen i-følge fig. 3. Udbøjningen af yder- og/eller inderkappen kan ifølge opfindelsen være fordelagtig i forbindelse med vilkårligt udformede indsatser. Ligeledes kan udbøjningen være fordelagtig i kombination med et spiralsvejset yder- og/eller inderrør.

20 Fig. 5 viser en modificeret udførelsesform af lignende art som den i fig. 4 viste, hvor alle ens eller lignende dele er forsynet med henvisningsbetegnelser, der er forhøjet med hundrede. Den væsentlige forskel består i, at indsatserne 330 og 340 er forsynet med spidser 339 og 349, og at der ikke findes noget blikindlæg. Udbøjningen 303 fra hvert 25 af de cylindriske afsnit 356 og 366 i aksial retning mod kapselmidten tiltager først efterhånden og jævnt i et område 357, 367 med udad konkavt tværsnitsprofil, hvorhos yderkappen 302's hældning mod kapselaksen ligeledes tiltager efterhånden og jævnt, hvorefter hældningen af yderkappen 302 i et konisk mellemområde 358, 368 forbliver hovedsagelig 30 konstant, og der følger et område 359, 369, i hvilket yderkappen 302 har et udad konvekst tværsnitsprofil og efterhånden går jævnt over i et akseparallelt midterområde 350. Yderkappen 302's områder med varierende tværsnit danner et overgangsområde 355, 365, som er beliggende ud for en indsats 330 eller 340. Tværsnitskonturen 336, 346 af indsatserne 35 330, 340 er hovedsagelig et spejlbillede af yderkappens kontur i over-

DK 153742B

- 11 - gangsområderne 355/ 365, spejlet i linien 370 for den ønskede cylinderform af pressestykket, men forlænget i radial retning, hvorhos størrelsen af forlængelsen hovedsagelig svarer til forholdet mellem forskellen mellem pressestykkets yder- og inderdiameter og kapslens diameterkrymp-5 ning, fortrinsvis under hensyntagen til ændringen af tværsnitsfladen med aftagende radius.

Ved 316, 318, 326 og 328 er indsatserne 330 og 340 tæt fastsvejst ved yder- og inderkappen. 337 og 347 er cylindriske afsnit af indsatserne 330 og 340, der svarer til de cylindriske afsnit 137 og 147 samt 10 237 og 247 i fig. 3 og 4.

EKSEMPEL.

Til fremstilling af et pressestykke med en udvendig diameter på 144 mm til extrudering af et rustfrit rør med en udvendig diameter på 15 50 mm og en vægtykkelse på 5 mm blev som yderkappe for kapslen et spi ralsvejset 600 mm langt rør med en udvendig diameter på 154 mm og en vægtykkelse på 1,5 ran ved begge ender indsnævret ved valsning eller drejepresning på en sådan måde, at der ved enderne fandtes cylindriske afsnit med en yderdiameter på 144 mm, svarende til afsnittene 156, 166, 20 256, 266, 356, 366 i fig. 3, 4 og 5, i tilslutning hvortil der fandtes overgangsområder, som var udformet i overensstemmelse med overgangsområderne 155, 165, 255, 265, 355, 365. Derefter blev yderkappens ender planslebet. Ved den ene ende blev et blikindlæg, som dannede en bund ligesom indlægget 120 i fig. 3, tæt sammensvejst med yderkappen og med 25 en inderkappe, som bestod af et 590 mm langt længdesvejset rør med en vægtykkelse på 1,5 mm og en indvendig diameter på 40 mm.

En ringformet eller tragtformet indsats svarende til indsatsen 140 og bestående af lavt legeret kulstofstål med ca. 0,004% kulstof blev fra den åbne ende af yderkappen skudt ind til anlæg mod bundpladen og 30 fastgjort ved punktsvejsning.

Kapslen blev stillet oprejst på en plade, fyldt med pulver og vibreret med 80 Hz til komprimering af dens indhold til ca. 68% af den teoretiske tæthed og blev samtidig forsynet med et tragtformet, som dasksel tjenende blikindlæg svarende til delen 110 i fig. 3, som ovenfra 35 med højt tryk blev skudt ind mellem inder- og yderkappen. Derefter blev - 12 -

DK 153742 B

blikindlægget tæt sammensvejset med inder- og yderkappen, som antydet i fig. 3 ved 116 og 118. Derpå blev den forreste ring- eller tragtformede indsats svarende til delen 130 i fig. 3 og bestående af lavt legeret kulstofstål med ca. 0,004% kulstof, skudt ind fraoven. Denne ringforme-5 de indsats blev med fordel fastsvejst ved det tragtformede blikindlæg eller ved inder- eller yderkappen ved punktsvejsning.

Kapslen blev presset koldisostatisk ved 4700 bar i vand til en tæthed på 88% af den teoretiske tæthed. Herunder krympede pressestykket til 144 mm yderdiameter, dvs. til samme dimension som de indtrukne cy-10 lindriske afsnit ved enderne. Dimensionen på 144 mm svarede ligeledes til den indvendige diameter i containeren i extrusionspressen. Der var dermed sikret en perfekt centrering. Desuden var også den indvendige diameter af pressestykket næsten nøjagtigt 40 mm.

Pressestykket var iøvrigt fuldstændigt retliniet og kunne efter 15 induktiv opvarmning til 1200* C direkte extruderes til det ønskede sømløse rør af rustfrit stål, uden at yderligere bearbejdninger var nødvendige. Det af lavtlegeret kulstofstål bestående forreste afsnit af røret blev skåret af. Af det rustfri stål blev intet afskåret. Som følge af, at indsatsen er konisk, fik man ved det extruderede rør en på 20 røraksen hovedsagelig vinkelret skillelinie mellem den extruderede indsats og det rustfri stål. Den del af røret, som bestod af rustfrit materiale, havde en fejlfri overflade. Materialetabet blev derved begrænset til et minimum.

Til opnåelse af en god adskillelse mellem det forreste afsnit af 25 det extruderede rør, der består af lavtlegeret kulstofstål, og det ønskede sømløse rør af rustfrit stål kan der påføres et glaslag på den mod pulverfyldningen 308 vendende flade af den forreste indsats. Hertil kan det være hensigtsmæssigt at opvarme det forreste indsatsstykke 330 og at bestrø fladen 336 med glaspulver, hvorhos indsatsstykkets tem-30 peratur vælges således, at glaspulveret blødgøres og klæber fast. Med et sådant glasmellemlag lettes adskillelsen mellem det lavtlegerede kulstofstål og det rustfri stål væsentligt ved fremkomsten af det extruderede rør, så at de to stålsorter holdes fuldstændig adskilt fra hinanden uden sammenblanding.

35 På tilsvarende måde kan også den mod pulverfyldningen 308 grænsen- - 13 -

DK 153742 B

de flade af Indsatsstykket 340 i bunden forsynes med et glas lag, som letter én adskillelse af rustfrit materiale og lavtlegeret kulstofstål.

Indsatsstykkerne 30, 40, 130, 140, 230, 240, 330 og 340 kan også presses af pulverformet udgangsmateriale. Hertil kan fx. anvendes vand-5 atomiseret blødjern eller vandatomiseret kulstoffattigt stål, som presses koldisostatisk til den ønskede form af de nævnte indsatsstykker og derefter sintres. Presningen af blødjernspulveret kan foretages koldisostatisk i en kunststofform, hvorhos trykket fortrinsvis vælges mindst nøjagtigt så højt, om ikke højere, som trykket ved den koldisostatiske 10 presning, som anvendes til fremstilling af pressestykkerne. Ved efterfølgende varmsintring kan fås et tæt materiale. Alternativt hertil eller i forbindelse dermed kan der også ved påføring af et ydre glaslag, i dette tilfælde også på endefladerne 34, 134, 234, 334 henholdsvis 44, 144, 244 og 344 samt på omkredsfladerne, fås en af tætning.

15 Udførelsesformen i fig. 6 svarer i vid udstrækning til den i fig.

5 viste. Kun indsatsstykkerne udviser en modificeret form. Den forreste indsats 330' består af to ringe 380 og 381, som er sammenholdt ved flere punktsvejsninger 382. I stedet for to ringe 380, 381 kan naturligvis også findes tre eller flere ringe, hvis ydre kontur udgør en tilnærme1-20 se til den ideale kontur af det forreste indsatsstykke, der er givet ved kurven 336 i fig. 5 eller det cirkelbueformede tværsnit 236 i fig.

4 eller 136 i fig. 3. Ved udførelsesformen ifølge fig. 6 består bundindsatsen 340' af en ringformet plade. Også her kan der, om ønskes, være anbragt yderligere ringe med aftrappet yderdiameter og/eller aftrap-25 pet inderdiameter til opnåelse af en tilnærmelse til det ønskede ideale profil, f.ex. en tilnærmelse til profilet 346 i fig. 5.

Claims (16)

1. Ringformet kapsel (1# 101, 201, 301) til pulvermetallurgisk fremstilling af tætte metalliske rør, især af rustfrit stål, højtlegeret nikkelstål eller af varmefast stål til varmevekslere, ved isostatisk koldpresning af det pulverformede udgangsmateriale og extrudering af pres- 5 sestykket, hvilken kapsel (1, 101, 201, 301) består af en yder- (2, 102, 202, 302) og inderkappe (4, 104, 204, 304), hvortil er svejst ringformede endedæksler (10, 20, 110, 120, 210, 220, 330, 340, 330', 340*), hvorhos mindst yder- (2, 102, 202, 302) og inderkappen (4, 104, 204, 304) af kapslen (1, 101, 201, 301) består af tyndt, fortrinsvis 1 10 - 2 mm tykt og fortrinsvis kulstoffattigt blik med et kulstofindhold på under 0,015%, fortrinsvis under 0,004%, kendetegnet ved, at i hvert fald kapslens (1, 101, 201, 301) yderkappe (2, 102, 202, 302) har en i kapslens længderetning varierende omkreds, idet yderkappen ved kapslens ender har en diameter svarende til diameteren af det ønskede 15 pressestykke, hvilke kappeender går jævnt over i et cylindrisk midterstykke, og er forsynet med en mod krympningen ved den isostatiske presning udad rettet udbøjning (103, 203, 303), som er således dimensioneret, at den i hovedsagen atter fjernes ved krympningen.

2. Kapsel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der ved den 20 forreste ende af kapslen (1, 101, 201, 301) er anbragt en med en central boring (32, 42, 132, 142, 232, 242, 332, 342) forsynet kegle-, halvkugle-eller tragtformet indsats (30, 40, 130, 140, 230, 240, 330, 340, 330', 340') i én eller flere dele af massivt materiale og/eller presset af pulver, der med sin kegle- eller halvkugleformede omkreds- 25 flade (36, 136, 146, 236, 246, 336, 346) rager ind i rummet til pulverfyldning (8, 108, 208, 308).

3. Kapsel ifølge krav 2, kendetegnet ved, at indsatsen eller indsatserne (330, 340, 330', 340') er udformet som dæksler til aflukning af kapslens (301) ender.

4. Kapsel ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at ind satserne (330, 340, 330', 340') er sammensvejst med yderkappen (302) og inderkappen (304).

5. Kapsel ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der mellem DK 153742 B -15- indsatserne (30, 40, 130, 140, 230, 240) og kapslens (1, 101, 201) indre rum (8, 108, 208) er anbragt som dæksler udformede blikindlæg (10, 20, 110, 120, 210, 220).

6. Kapsel ifølge ethvert af kravene 2-5, kendetegnet 5 ved, at indsatsene (30, 40, 130, 140, 230, 240, 330, 340, 330', 340') består af elektrisk ledende metal, fortrinsvis blødjern.

7. Kapsel ifølge ethvert af kravene 2-6, kendetegnet ved, at der til forenden af kapslen (1) anvendes indsatse (30), som er tragtformet udformet, hvorhos vinklen (γ) mellem væggen i den centrale 10 boring (32) for kapslens (1) inderkappe (4) og den koniske omkredsflade (36) af den tragtformede indsats (30) andrager ca. 40* - 60*, fortrinsvis ca. 45*.

8. Kapsel ifølge ethvert af kravene 2 - 7, kendetegnet ved, at der i hvert fald ved den forreste ende af kapslen (101, 201) er 15 anbragt en indsats (130, 230), som har en hovedsagelig plan endeflade (134, 234), og hvis begrænsningsflade (136, 236) mellem den centrale borings (132, 232) væg og sin største yderdiameter har et hovedsagelig cirkelbueformet tværsnitsprofil (136, 236), hvis centrum (138, 238) ligger tilnærmelsesvis ved den cirkulære skæringslinie mellem den plane 20 endeflade (134, 234) og den centrale boring (132, 232).

9. Kapsel ifølge ethvert af kravene 1 -8, kendetegnet ved, at i hvert fald yderkappen (2, 102, 202, 302) af kapslen (1, 101, 201, 301) langs sin omkreds har hovedsagelig samme styrkeegenskaber i aksial retning.

10. Kapsel ifølge krav 9, kendetegnet ved, at i hvert fald yderkappen (2, 102, 202, 302) er spiralsvejset.

11. Kapsel ifølge krav 10, kendetegnet ved, at stigningen (a) af den af svejsesømmen (5) dannede spiral i forhold til længden (L, L·') af kapslen (1, 101, 201, 301) er således dimensioneret, at svejse- 30 sømmen (5) danner en, to eller flere fuldstændige vindinger.

12. Kapsel ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved, at den spiralformede svejsesøm (5) er glattet.

13. Kapsel ifølge ethvert af kravene 1 - 12, kendetegnet ved, at i hvert fald yderkappen (2, 102, 202, 302) er extruderet.

14. Kapsel ifølge ethvert af kravene 1 - 13, kendetegnet DK 153742B - 16 - ved, at yder- (102, 202, 302} og/eller inderkappen (104, 204, 304) ved kapselenderne har hovedsagelig cylindriske afsnit (156, 166, 256, 266, 356, 366), hvis yder- og/eller inderdiameter er hovedsagelig nøjagtigt, fortrinsvis inden for ±0,1% eller ±0,2 mm, navnlig ±0,1 mm, overens-5 stemmende med de ønskede diameterdimensioner af pressestykket, og at udbøjningen (103, 203, 303) af yderkappen (102, 202, 302) indmunder tangentialt i disse cylindriske afsnit.

15. Kapsel ifølge krav 14, kendetegnet ved, at udbøjningen (103, 203, 303) fra hvert af de cylindriske afsnit (156, 166, 256, 266, 10 356, 366) i aksial retning mod kapselmidten først tiltager efterhånden og jævnt i et område (157, 167, 257, 267, 357, 367) med udad konkavt tværsnitsprofil, idet yderkappens (102, 202, 302) hældning i forhold til kapselaksen ligeledes tiltager efterhånden og jævnt, hvorefter yderkappens (102, 202, 302) hældning fortrinsvis over et konisk mellem-15 område (158, 168, 258, 268, 358, 368) forbliver hovedsagelig konstant, og at der fortrinsvis følger et område (159, 169, 259, 269, 359, 369), i hvilket yderkappen (102, 202, 302) har et udad konvekst tværsnitsprofil og efterhånden og jævnt går over i et akseparallelt midterområde (150, 250, 350), og at områderne med varierende tværsnit af yderkappen (102, 20 202, 302) hver danner et overgangsområde (155, 165, 255, 265, 355, 365), som fortrinsvis er beliggende ved en indsats (130, 140, 230, 240, 330, 340), hvis tværsnitskontur (136, 146, 236, 246, 336, 339, 346, 349. tilnærmelsesvis danner et spejlbillede af overgangsområdets kontur, som er spejlet i linien (170, 270, 370) for den Ønskede cylinder-25 form af pressestykket, men er forøget i forholdet af pressestykkets diameter til diameterkrympningen i radial retning.

16. Kapsel ifølge krav 15, kendetegnet ved, at yderkappens (102, 202, 302) og/eller inderkappens (104, 204, 304) cylindriske midterområde (150, 250,350) med hovedsagelig konstant diameter strækker 30 sig tilnærmelsesvis over hele området mellem indsatsene (130, 140, 230, 240). 1