171751. lajstromszámú szabadalom • Eljárás csövek, rudak vagy hasonló alakos, rúdszerű tömör fémtárgyak előállítására, valamint az eljárás foganatosítására szolgáló tok és préstuskó

3 171751 4 préstuskó héját alkotó tok gyűrődésre és ráncképződésre hajlamos. így hosszú rúdszerű tárgyak, mint például csövek előállításakor a préstuskó hossza mindenképpen nagyobb kell legyen, mint az átmérője. Ez viszont kedvező körülmény a gyűrődésre, illetve ráncképződésre nézve, különösen vékonyfalú tok esetén. A probléma megoldására számos javaslat született, mind ez ideig azonban gazdasági és technológiai szempontból egyaránt kielégítő eredmény nem született. Javasolták már például a tok hidegsaj tolását a por betöltése és a tok lezárása után. Ennél az eljárásnál azonban a tok és a mechanikus szerszám fala között fellépő súrlódás hatása rendkívül kedvezőtlen, különösen ha a tok hosszának és átmérőjének aránya egynél nagyobb. A nagy súrlódási erő következtében az elérhető összes redukció mértéke is viszonylag kicsi, és a préstuskó hosszától függ. Ez többek között viszont az extrudálás előtti hevítést nehezíti meg. A jelen találmánnyal célunk a felsorolt nehézségek kiküszöbölése és olyan eljárás, valamint az eljárás foganatosítására szolgáló tok és préstuskó kialakítása, amelyekkel csövek, rudak vagy hasonló alakos rúdszerű, tömör fémtárgyak, elsősorban rozsdamentes acélból egy vagy több lépésben úgy állíthatók elő, hogy a tok gyűrődése, illetve a ráncképződés veszélye elkerülhető. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy alapanyagként olyan port állítunk elő, amely teljes egészében vagy legalább 75%-ban, célszerűen legalább 90%-ban gömbalakú szemcsékből áll, majd ezt vékonyfalú és célszerűen nagyképlékenységű anyagból készült tokba töltjük, ahol a tok falvastagsága külső átmérőjének legfeljebb 5%-a vagy legfeljebb 5 mm, a tokot lezárjuk és azután minden oldalról egyenletesen ható izzóstatikus nyomással hidegen öszszepréseljük, amíg a por sűrűsége a tömör anyag elméleti sűrűségének legalább 80%-át eléri. Az így előállított préstuskót színterelés vagy előzetes hőkezelés alkalmazása nélkül az extrudálási hőmérsékletre melegítjük és egy vagy több lépésben, ismert módon a kívánt alakra extrudáljuk. A vékonyfalú tok előnyösen szénacélból, vagy nikkelből készülhet. Előnyös, ha a falvastagság a külső átmérő 3%-nál kisebb, sőt a legjobb eredmények 1%-nál kisebb falvastagsággal érhetők el. Általában az alkalmazott tok falvastagsága 0,1 és 5 mm között van, célszerűen 0,2—3 mm. Az alkalmazott por gömbszemcséinek átmérője célszerűen 1 mm-nél kisebb. Igen előnyösen alkalmazhatók 0,6 mm-nél kisebb átmérőjű szemcsék. Igen jó eredmény érhető el, ha a tokba töltött por sűrűségét az izosztatikus nyomás kifejtése előtt vibrátor és/vagy ultrahang alkalmazásával az anyag elméleti sűrűségének 60—70%-ig tömöri tjük. Az eljárás során alkalmazott izosztatikus nyomás, amellyel a porral megtöltött és lezárt tokokat tömörítjük, legalább 1500 bar, célszerűen nagyobb, mint 5000 bar. Az eljárás elsősorban a rozsdamentes anyagok feldolgozásánál alkalmazható. Természetesen alakíthatók az eljárással egyéb fémes anyagok vagy keverékek, például fémes és keramikus porok ke-5 verékei. Az eljárás foganatosításakor hibátlan termék előállításához figyelembe kell venni, hogy az alkalmazott por oxigéntartalma csak kicsi lehet. A követelménynek jól megfelelnek semleges gáz-10 ban porlasztva szárított porok. A gömbszemcsés porok alkalmazása és a pornak vibrációval, illetve ultrahang hatásával történő tömörítése következtében rendkívül magas töltési sűrűség érhető el, így a találmány szerinti 15 eljárás szempontjából különleges fontosságú, hogy — a hasonló eljárásoktól eltérően — szabályos gömbszemcsékből álló porokat alkalmazzunk. A port nagy képlékenységű anyagból az előállítandó terméknek megfelelő formájúra készített 20 tokokba töltjük, majd vibrációval a por sűrűségét az anyag elméleti sűrűségének 60—70%-áig növeljük. Az alkalmazott anyag elméleti sűrűségén a porral azonos összetételű tömör anyag sűrűségét értjük. 25 A találmány szerinti eljárással rétegelt termékek is előállíthatók. Ha ilyen terméket kívánunk készíteni, a tokokba különböző összetételű porokat töltünk. A tokokat ekkor válaszfalakkal részekre osztjuk és a különböző porokat a külön-30 böző részekbe töltjük. A falakat, amelyekkel a tokokat felosztjuk, műanyagból, acélból vagy hasonló anyagból készíthetjük. A porok betöltése és vibrációval való sűrítése után a válaszfalak kivehetők. 35 Célszerű a képlékeny anyagból készített tokba töltött por tömörítése után a tokot lezárás előtt evakuálni. A tok lezárása után az így előállított préstuskót minden oldalról egyenletesen ható izosztatikus nyomással hidegen tovább tömörítjük. 40 Az alkalmazott nyomás legalább 1500 bar, célszerű azonban nagyobb, 5000 bar fölötti nyomást alkalmazni. Az izosztatikus nyomással történő tömörítés után a por sűrűsége az elméleti sűrűség 60—70%-áról 80—90%-ra emelkedik. Az elért sű-45 rűség nagysága az alkalmazott nyomás nagyságától függ. Minthogy az alkalmazott por sűrűsége ilyen nagy mértékben emelkedett, a tok a hidegsajtolás vagy extrudálás során egyáltalán nem ráncosodik, annak ellenére, hogy hosszának és át-50 mérőjének aránya nagyobb egynél. Ez az arány akár 4 is lehet, és még a rendkívül vékony falú tok sem gyűrődik a megmunkálás során, amikoris a fenti arány betartása gazdasági okokból rendkívül fontos. 55 Fontos viszont az eljárás alkalmazásakor a tok külső átmérője és a falvastagsága közötti arány betartása. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során alkalmazott tokok falvastagsága legfeljebb a külső átmérő 5%-a lehet, célszerűen 60 azonban nem haladja meg a 3%-ot. Különösen előnyös, ha a falvastagság kisebb, mint a külső átmérő 1%-a. Az alkalmazott tokok falvastagságának abszolút értéke általában 1 és 5 mm között van. Célszerű a falvastagságot még ennél is szű-65 kebb tartományban, 0,2 és 2 mm között tartani. 2