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    公开号:WO1980000804A1
    申请号:PCT/EP1979/000084
    申请日:1979-10-26
    公开日:1980-05-01
    发明作者:Christer Aslund；Hans Eriksson；Claes Tornberg
    申请人:Graenges Nyby Ab；Aslund C；Eriksson H；Tornberg C；
    IPC主号:B22F3-00
    专利说明:
    [0001] Kapseln und Preßlinge zum Extrudieren von Gegenständen, insb. Rohren, und Verfahren zum Herstellen der Kapseln und Preßlinge
    [0002] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen von rostfreien Rohren gemäß der DE-AS 24 19 014 (deutsche- Auslegeschrift Nr. 24 19 014). Die DE-AS 24 19 014 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Rohren aus rostfreiem Stahl, die gleichmäßiges Gefüge sowie gleichmäßig physilcalische und chemische Eigenschaften und eine gute Weiterverarbeitbar- keit aufweisen, wobei Pulver aus solchem Stahl in metallische Kapseln gefüllt und die verschlossenen Kapseln mittels allsei¬ tig wirkendem Druck komprimiert werden und der so erhaltene Preßling zu Rohren stranggepreßt wird, und wobei durch Zer¬ stäuben von Schmelze in Inertgas hergestelltes Stahlpulver aus überwiegend sphärischen Teilchen verwendet wird, dünnwandige Kapseln aus einem duktilen Metall verwendet werden, deren Wand- -X- dicke maximal etwa 5 % des Außendurchmessers der Kapsel be¬ trägt, die Dichte des in die Kapsel eingefüllten Stahlpulvers durch Vibration und/oder Ultraschall auf etwa 60 bis 70 % der theoretischen Dichte erhöht wird und die Dichte des Stahlpulv durch isostatisches Kaltpressen der Kapsel mittels eines Druc von mindestens 1500 bar auf mindestens 80 % , vorzugsweise 80 % bis 93 % der theoretischen Dichte erhöht wird, der Pre߬ ling erwärmt und anschließend heiß, vorzugsweise bei Tempera¬ turen von mindestens etwa 1200 C zu dem gewünschten Halbzeug stranggepreßt wird.
    [0003] Nach der DE-AS 24 19 014.kann man die metallischen Kapseln, d mit dem Stahlpulver gefüllt sind, vor dem Verschließen evakuier und/oder mit einem Gas, insbesondere einem Inertgas, z.B. Arg fülle .
    [0004] Nach der DE-AS 24 19 014 werden vorzugsweise metallische Kapseln verwendet, deren Wanddicke weniger als 3 % , insbeson¬ dere weniger als 1 % des Außendurchmessers der Kapsel beträgt und insbesondere metallische Kapseln verwendet, deren Wanddic • zwischen etwa 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,2 un 3 mm liegt.
    [0005] Nach der DE-AS 24 19 014 sind auch Verbundrohre her¬ stellbar, wobei man dünnwandige metallische Kapseln verwendet die durch eine oder mehrere konzentrische Scheidewände in zwe
    [0006] / oder mehr Bereiche getrennt sind und man die überwiegend sphärischen Pulverteilchen der verschiedenen Stahlqualitäten in jeweils einen dieser Bereiche unter gleichzeitigem Vibrieren einfüllt, danach die Scheidewände entfernt und die Kapseln ver¬ schließt, worauf das isostatische Kaltpressen und das Strang¬ pressen bei erhöhter Temperatur erfolgt. Beim Strangpressen der Preßlinge zu Rohren wird normalerweise Glas als Schmier¬ mittel verwendet. Da große Ansprüche an das Schmiermittel beim Extrudieren, insbes. von rostfreien Stahlqualitäten, bei höheren Temperaturen gestellt werden, ist es notwendig, eine im wesentlicher plane Stirnfläche des Preßlings zu haben, damit das in Form eines Glasrondells auf die Stirnfläche des Preßlings gegebene Schmier¬ mittel wirklich ausgenutzt wird.
    [0007] Es hat sich nun gezeigt, daß die Preßlinge vielfach Abwei¬ chungen von der Idealform zeigen und daher zu Schwierigkeiten und zu Ausschuß beim Extrudieren führen.
    [0008] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kapsel und einen Preßling zu schaffen, bei denen diese Schwierigkeiten der bekannten Ausführungen vermieden werden und bei denen der Ausschuß und die fehlerhaften Produkte möglichst gering • sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest der Mantel άt-r Kapsel über den ganzen Umfang etwa gleiche Festigkeitseigenschaften in axialer Richtung aufweist. Vorzugsweise ist mindestens der Außenmantel der Kapsel nach der Erfindung von einem dünnwandigen, spiralgeschweißten oder extrudierten Rohr gebildet. Eine derartige Ausbildung des Außen¬ mantels der Kapsel bietet den Vorteil, daß extrudierte Produkte, insbesondere Rohre, erhalten werden, bei denen die Fehlerquote und damit der Ausschuß merklich verringert sind.
    [0009] Weiter hat sich gezeigt, daß man bei der Extrudierung Oberflächen fehler erhielt, und zwar im vorderen Teil des extrudierten Produk tes, was seinen Grund darin hatte, daß man beim Übergang zwischen Deckel und Mantel eine kräftige Störung des Fließverlaufs erhiel was auf die störende Wirkung der Schweißung zurückzuführen war. Dies verursachte eine bedeutende Ausbeuteeinbuße am fertigen Prod
    [0010] Weiter ist es daher Aufgabe der Erfindung, die Ausbeute, d.h. den prozentuellen Anteil an fehlerhaften Produkten nach der Extrusion
    [0011] » zu verringern.
    [0012] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kapsel auf diese Weise ausgebildet ist, daß eine trichterförmige Einlage
    [0013] ( O PI an der Stirnfläche der Kapsel eingesetzt ist. Diese Ausbildung bietet den Vorteil, daß die Fließeigenschaften beim Extrudieren verbessert werden und daß die Ausbeute an rostfreiem Material erhöht wird.
    [0014] Erfindungsgemäß bestehen die Einsätze vorzugsweise aus elek¬ trisch leitendem Metall, insbesondere Weicheisen oder einem anderen billigen Metall.
    [0015] Er indungsgemäß können die Einsätze als die Kapsel stirn¬ seitig verschließende Deckel ausgebildet sein, wobei die Einsätze mit dem Kapselaußenmantel und dem Kapselinnenmantel dicht verschweißt werden können. Vorteilhafterweise können zwischen den Einsätzen und dem Innenraum der Kapsel auch Blecheinlagen angeordnet werden, die als Deckel ausgebildet sind und mit dem Außenmantel und dem Innenmantel durch Schweißen dicht verbunden werden.
    [0016] Erfindungsgemäß können für Kapseln zum Herstellen von Preßlingen zum Extrudieren von Rohren Einsätze für die vordere Stirnseite der Kapsel verwendet werden, die trichter¬ förmig ausgebildet und mit einer zentralen Bohrung versehen sind, wobei der Winkel o zwischen der Wandung der zentralen Bohrung für den Innenmantel der Kapsel und der kegeligen Mantelfläche des trichterförmigen Einsatzes etwa 40 bis 60 , vorzugsweise etwa 40° bis 50 insbes. etwa 45 beträgt. Erfindungsgemäß kann es für die Rohrherstellung vorteil¬ haft sein, daß zumindestens an der vorderen Stirnseite der Kapsel ein mit einer zentralen Bohrung versehener ringförmiger Einsatz vorgesehen wird, der eine im wesent¬ lichen plane Stirnfläche aufweist, und dessen Begrenzungs¬ fläche zwischen der Wandung der zentralen Bohrung und seinem größten Außendurchmesser ein etwa kreisbogenförmige Querschnittsprofil aufweist, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogenprofils etwa im Bereich der Schnittlinie zwische der planen Stirnfläche und der zentralen Bohrung liegt.
    [0017] Eine weitere wesentliche Verbesserung der Kapseln und der daraus hergestellten Preßlinge und der extrudierten Gegenstände, insbesondere der extrudierten Rohre, kann in Kombination mit de vorstehend beschriebenen erfindungs¬ gemäß ausgebildeten Einlagen dadurch erzielt werden, daß zumindest der Mantel der Kapsel über den ganzen Umfang etwa gleiche Festigkeitseigenschaften in axialer Richtung aufweist. Vorzugsweise ist mindestens der Außenmantel der Kapsel nach der Erfindung von einem dünnwandigen, spiral¬ geschweißten oder extrudierten Rohr gebildet. Eine derart Ausbildung des Außenmantels der Kapsel bietet den Vorteil, daß extrudierte Produkte, insbesondere Rohre, erhalten we bei denen die Fehlerquote und damit der Ausschuß merklich verringert sind. Die Einsatzstücke können auch aus pulverförmigem Aus¬ gangsmaterial gepreßt werden. Hierzu kann z.B. wasser- atomisiertes Weicheisen bzw. wasseratomisierter kohlen¬ stoffarmer Stahl verwendet werden, der kaltisostatisch zu der gewünschten Form der genannten Einsatzstücke ge¬ preßt und anschließend gesintert wird. Die Pressung des Weicheisenpulvers kann kaltisostatisch in einer Kunststoff¬ form vorgenommen werden, wobei der Druck vorzugsweise mindestens genauso hoch, wenn nicht höher als der Druck der für die kaltisostatische Pressung gewählt wird, die für die Herstellung der Kapseln verwendet wird. Durch anschließende Heißsinterung kann ein dichtes Material erhalten werden.
    [0018] Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei Kapseln und Preßlingen zum Extrudieren von Gegenständen, insb.von Rohren, Stangen oder ähnlich profilierten, langgestreckten, dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder hochlegierten Nickelstählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nickelstählen mit 80 % Nickel und 20 % Chrom, wobei in die er indungsge¬ mäße Kapsel Pulver aus Metall oder Metallegierungen oder Mischungen davon oder Mischungen von Pulvern aus .Metallen und/oder Metallegierungen mit keramischen Pulvern gefüllt wird. Als Pulver wird vorzugsweise sphärisches oder zum über¬ wiegenden Teil sphärisches Pulver verwendet, mit einem mittle¬ ren Durchmesser vorzugsweise unter etwa 1 mm. Erfindungsgemäß wird sphärisches Pulver verwendet, das in einer- Schutzgas-, vor- zugsweise Argonatmosphäre, aus dem gewünschten Ausgangsma terial, d.h. dem gewünschten Metall und/oder Metallegieru durch Atomisieren hergestellt worden ist. Dabei werden vo zugsweise Pulverkörner mit einem Durchmesser größer als 1 zumindest zum überwiegenden Teil, abgesiebt, da die Gefah besteht, daß in Pulverkörnern mit einem Durchmesser größe als 1 mm Argon eingeschlossen ist. Ein derartiger Einschl von Argon kann beim Atomisieren z.B. durch Turbulenz erfo gen. Ein Argoneinschluß würde beim Extrudieren ungünstige Eigenschaften der extrudierten Gegenstände hervorrufen un •zu Einschlußzeilen führen.
    [0019] Erfindungsgemäß wird die Kapsel zum Herstellen der Preßli für die zu extrudierenden Rohre mit dem Pulver gefüllt, w bei die Dichte des in die Kapsel gefüllten Pulvers durch bration auf etwa 60 bis 71 % der theoretischen Dichte er¬ höht wird und wobei die Frequenz der Vibration vorzugswei se mindestens etwa -70 Hz, vorteilhafterweise 80 bis 100 H gewählt wird. Durch Vibration mit 80 bis 100 Hz kann eine Dichte von etwa 68 bis 71 % der theoretischen Dichte er- halten werden.
    [0020] Nach dem Einfüllen und Verdichten des Pulvers mittels Vi¬ bration wird die Kapsel verschlossen, vorzugsweise nach Evakuierung und/oder Füllen mit Inertgas. Danach wird die
    [0021] iλ "V • Dichte des Pulvers durch isostatisches Kaltpressen mit einem Druck von mindestens 4000 bar, vorzugsweise 4200 bis 6000 bar, insb. 4500 bis 5000 bar, auf mindestens 80 bis 93 % der theoretischen Dichte erhöht.
    [0022] Es hat sich gezeigt, daß Kapseln, die im allgemeinen aus dünnem Blech, vorzugsweise etwa 1 bis 2 mm dickem Blech, insb. etwa 1 ,5 mm dickem Blech, besonders vorteilhaft sind. Als Material für diese Kapsel wird vorzugsweise kohlenstoffarmer weicher Stahl, insb. mit einem Kohlenstoffgehalt kleiner 0,015 I, insb. kleiner 0,004 % verwendet, um ein Aufkohlen des Pulvers während der Erwärmung und beim Extrudieren zu verhindern.
    [0023] Durch den allseitigen Druck beim kaltisostatischen Pressen wird die Kapsel gleichförmig sowohl in Längsrichtung wie auch in radialer Richtung komprimiert und bildet dann einen Preßling. Dieser Preßling soll möglichst keine Unregelmäßig¬ keiten aufweisen, da diese zu Schwierigkeiten beim Extrudieren, insb. beim Extrudieren von Rohren, führen.
    [0024] Um einen Preßling zum Extrudieren eines Rohres herzustellen, wird eine Kapsel verwendet, die als Ringkörper ausgebildet' ist, wobei der Außenmantel dieses Ringkörpers von einem spiralgeschweißten Rohrabschnitt gebildet wird, der z.B. aus einem etwa 1 ,5 mm dicken Blech hergestellt ist. Im Inneren dieses Außenmantels wird ein Innenmantel z.B. in Form eines längsgeschweißten Rohrabschnitts einge¬ setzt, der einen kleineren Durchmesser, aber die gleiche Wandstärke aufweist, wie der Außenmantel. An einer Seite wird ein ringförmiger Deckel zwischen Außen- und Innen¬ mantel befestigt und der Ringraum zwischen den beiden Rohren so einseitig verschlossen. Dann wird sphärisches Pulver in den Ringraum eingefüllt und durch Vibrieren mit z.B. 80 Hz auf etwa 68 % der theoretischen Dichte verdichtet. Dann wird evakuiert und die andere Stirnseite des ringförmigen Körpers durch einen entsprechenden zweite Deckel abgedichtet. Danach erfolgt ein kaltisostatisches Pressen in einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, mit einem Druck von z.B. 4700 bar. Durch den allseitigen Druck er¬ hält man einen Preßling mit einer Dichte von z.B. 85 % der theoretischen Dichte.
    [0025] Bei der erfindungsgemäßen Kapsel wird angestrebt, daß die spiralförmige Schweißnaht möglichst glatt ist und möglichst die Eigenschaften des Bleches nicht wesentlich verändert. Daher wird die Schweißnaht vorzugsweise mittels Walzen und/ oder mittels Schleifen geglättet. Die Glättung der. Schweißn mittels Walzen kann unmittelbar an den Schweißvorgang er¬ folgen.
    [0026] Bei Kapseln zum Herstellen von Rohren kann es zweckmäßig sein, nicht nur den Außenmantel, sondern auch den Innen-
    [0027] '' ' /.. mantel aus einem Rohr zu fertigen, das längs seines Umfangs etwa gleiche Festigkeitseigenschaften in axialer Richtung aufweist. Hierbei kann der Innenmantel entweder aus einem spiralgeschweißten Rohr oder aus einem extrudierten Rohr bestehen. Die Anwendung eines extrudierten oder spiralge¬ schweißten Rohres für den Innenmantel ist insbesondere bei großen Abmessungen zweckmäßig. Bei kleineren Abmessungen ist es im allgemeinen ausreichend, wenn der Außenmantel der Kap¬ sel erfindungsgemäß aus einem Rohrabschnitt hergestellt wird, der längs seines Umfangs etwa die gleichen Festigkeitsei¬ genschaften in axialer Richtung aufweist.
    [0028] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
    [0029] Fig. 1 zeigt eine oben offene Kapsel in Ansicht;
    [0030] Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Kapsel im Längsschnitt; und Fig. 3 und 4 Teilschnitte von weiteren Ausführungsformen.
    [0031] Die Kapsel ist in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnet. Die Kapsel weist einen Außenmantel 2 und einen Innenmantel 4 auf. Der Außenmantel 2 besteht aus einem spiralgeschweißten Rohrabschnitt mit der Länge L. Die Schweißnaht 5 verläuft spiralförmig über den Umfang des Außenmantels 2, wobei die Spirale einen Steigungswinkel °L aufweist, der so bemessen ist, daß die Spirale etwa eine vollständige Windung bildet.
    [0032] O PI Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die Schwei߬ naht 5 so anzuordnen, daß sie zwischen der Schweißnaht 16, mittels der der in Fig. 1 nicht dargestellten Deckel der Kapsel an dem Außenmantel 2 festgeschweißt wird,und der bei 16 angedeuteten Schweißnaht, mittels der der Boden der Kaps an dem Außenmantel befestigt ist, eine vollständige Windung bildet.. Die Strecke zwischen den Schweißnähten 16 und 26 is in Fig. 1 mit L' bezeichnet. Diese Länge L1 kann als effek tive Länge der Kapsel bezeichnet werden. Es ist zweckmäßig, den Steigungswinkel der Spiralschweißung so zu wählen, da
    [0033] tg 06 = n 77". D
    [0034] ist, wobei D der Durchmesser der Kapsel und n die Anzahl der gewünschten Windungen ist, die die Spiralschweißnaht 5 aufweisen soll. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, n = 1 zu wählen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, n = 2, 3, 4 oder gleich einer größeren ganzen Zahl zu wählen.
    [0035] Der Außenmantel 2 und auch der Innenmantel 4 der Kapsel 1 bestanden bei einem praktischen Beispiel aus 1,5 mm dickem weichem Stahlblech mit einem Kohlenstöffgehalt kleiner als 0,004 % . Der in Fig. 1 nicht dargestellte Deckel wurde läng der Schweißnaht 16 eingeschweißt. Zum Herstellen des Pre߬ lings wurde Pulver, das zum überwiegenden Teil aus sphärisc Körnern mit einem mittleren Durchmesser unter 1 mm bestand und daß durch Zerstäuben in Argonatmosphäre aus dem ge¬ wünschten Ausgangsmaterial z.B. aus rostfreiem Stahl herge¬ stellt worden war in die Kapsel eingefüllt. Nach dem Ein¬ füllen wurde das Pulver durch Vibration mit einer Frequenz von 80 Hz auf eine Dichte von etwa 68 % der theoretischen Dichte verdichtet. Danach wurde evakuiert und die Kapsel ' mittels eines Deckels verschlossen. Der Deckel wurde durch Schweißen etwa längs der Linie 16 in Fig. 1 mit der Außenwand 2 der Kapsel verbunden. Die Kapsel hatte bei dem genannten Ausführungsbeispiel eine Länge von 600 mm und einen Außendurchmesser von 150'mm. Der Innendurchmesser des Innenmantels 4 betrug etwa 55 mm. Der Innenmantel 4 be¬ stand aus einem längsgeschweißten Rohrabschnitt mit einer Längsschweißnaht 6. Danach wurde die Dichte des Pulvers durch isostatisches Kaltpressen mit einem Druck von 4700 bar auf etwa 85 . der theoretischen Dichte erhöht. Der so erhaltene Preßling wurde, wie in der DE-AS 24 19 014 beschrieben, zum Rohr' extrudiert.
    [0036] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind sowohl im Bereich des Deckels 10 wie des Bodens 20 jeweils ein Einsatz 30 bzw. 40 angeordnet, die die vordere bzw. hintere Stirnfläche der Kapsel bilden. Der vordere Einsatz 30 ist allgemein kegel¬ förmig ausgebildet und weist eine zentrale Bohrung 32 für die Aufnahme des Innenmantels 4 der Kapsel auf. Die Kegelmantel- . fläche 36 des kegel- bzw. trichterförmigen Einsatzes 30 bi det mit der Wandung"der Bohrung 32 einen Winkel v , der vor zugsweise im Bereich zwischen etwa 40 und 60 , vorteilhaf terweise im Bereich zwischen etwa 40° und etwa 50° und ins besondere bei etwa 45 liegt. Der Einsatz 30 weist eine im wesentlichen plane Stirnfläche 34 auf. Er ist jedoch an se nem äußeren Rand bei 35 abgeschrägt bzw. abgerundet und we dann zunächst einen' zylindrischen Abschnitt 37 auf, der in die kegelförmige Mantelfläche 36 übergeht. Bei 39 ist der Übergang von der kegelförmigen Mantelfläche 36 zur Wandung der zentralen Bohrung 32 abgerundet. Der Deckel 10, der al Blecheinlage ausgebildet ist, entspricht in seiner Kontur genau derjenigen der angrenzenden Teile der Einlage 30. In besondere weist der Deckel 10 am äußeren Rand einen zylind schen Abschnitt 17 auf, der eine gute Anlage des Deckels 1 an dem Außenmantel 2 sicherstellt, wobei der äußere Rand d ses zylindrischen Abschnittes 17 mittels einer Schweißnaht mit dem Außenmantel 2 verbunden ist. Auch im inneren Berei weist der Deckel 10 einen kurzen, im wesentlichen zylinder förmigen Abschnitt 19 auf, der an dem Innenmantel 4 der Ka sel anliegt und bei 18 mittels einer Schweißnaht mit dem Innenmantel 4 dicht verschweißt ist. Auch weist der Deckel eine der Abrundung 39 des Einsatzes 30 entsprechende Abrun dung auf.
    [0037] Im Bereich der hinteren Stirnseite der Kapsel 1 ist ein ei - 15 -
    [0038] etwa ebene Platte bildenderEinsatz 40 angeordnet, der eine zentrale Bohrung 42 aufweist und eine nach außen weisende Stirnfläche 44- Dieser plattenför ige Einsatz 40 ist am Rand bei '45 ebenfalls abgeschrägt bzw. abgerundet und weist einen äußeren zylindrischen Abschnitt 47 auf. Der Kapsel¬ boden 20 entspricht in seiner Form der Form des Einsatzes 40 und weist auch einen äußeren zylindrischen Abschnitt 27 und einen inneren zylindrischen Abschnitt 29 auf. Der Boden 20 ist mittels Schweißnähten 26 und 28 mit dem Außenmantel 2 bzw. dem Innenmantel 4 dicht verschweißt. Die Einsätze 30 und 40 bestehen vorzugsweise aus Weicheisen bzw. kohlenstoff¬ armem weichem Stahl.
    [0039] In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Kapsel dargestellt, wobei ein an der vorderen Stirnseite der Kap¬ sel vorgesehener Einsatz 130 ein im wesentlichen kreisbogen¬ förmiges Querschnittsprofil 136 aufweist sowie eine plane Stirnfläche 134 und eine zentrale Bohrung 132. Die Mittel¬ punktedes kreisbogenförmigen Querschnittsprofils 136 liegen auf einem Kreis, der etwa im Bereich der Schnittlinie zwischen der planen Stirnfläche 134 und der Wandung der Bohrung 132, d.h. im Bereich der vorderen Begrenzungslinie der Bohrung 132, liegt und durch zwei Kreuze 138 in Fig. 3 angedeutet ist. Das etwa kreisbogenförmige Querschnittsprofil 136 bietet den Vorteil, daß beim Extrudieren des Preßlings der aus Weich¬ eisen oder einem ähnlichen Metall bestehende Einsatz 130 zu¬ sammen mit dem Deckel 110, den Schweißnähten 116, 118 und den benachbarten
    [0040] - JREΛ OMPI Teilen des Außenmantels 102 und des Innenmantels 104 den ersten Teil des Rohres bilden, der nach dem Extrudieren abgeschnitten wird oder sogar von selber abfällt, wenn die Verbindung zu dem vorzugsweise aus rostfreiem Stahl beste¬ henden, aus der Pulverfüllung der Kapsel hergestellten nach folgenden Rohr keine oder keine hinreichende Festigkeit auf weist. Durch die etwa kreisbogenförmige Ausbildung der Begrenzungslinie 136 des Einsatzes 130 wird erreicht, daß die Trennungslinie zwischen dem vorderen, als Abfall anfall den Abschnitt des extrudierten Rohres und dem eigentlichen aus hochwertigem rostfreiem Material bestehenden Rohr schar und als sich im wesentlichen senkrecht zur Rohrlängsachse erstreckende Trennungsfläche ausgebildet ist. Auch der Deck 110 weist einen in etwa zylindrischen Abschnitt 117 auf, de bei 116 mit dem Außenmantel 102 der Kapsel verschweißt ist, sowie einen etwa zylinderför igen inneren Abschnitt 119, de an dem Innenmantel 104 anliegt und bei 118 mittels einer umlaufenden Schweißnaht dicht mit dem Innenmantel verbunden ist. Der Obergang von der Wandung der zentralen Bohrung 132 zu dem kreisförmigen Querschnittsprofil 136 ist bei 139 ab¬ gerundet.
    [0041] Es kann auch vorteilhaft sein, die Einsätze 30 und 40 un¬ mittelbar mit dem Außenmantel 2 bzw. dem Innenmantel 4 dich zu verschweißen. In diesem Fall können Deckel 10 und Boden entfallen. In analoger Weise kann der Einsatz nach Fig. 3 direkt mit dem Außenmantel 102 und dem Innenmantel 104 dicht verschweißt werden.
    [0042] Bei Verwendung von Blecheinlagen als Deckel bzw. Boden kann es zweckmäßig sein, an diesen die Einsätze 30, 40, 130 durch Punktschweißen zu befestigen. Vielfach genügt es je¬ doch auch, die Einsätze 30, 40 und 130 durch die gebördel¬ ten Enden 15, 25 bzw. 115 des Außenmantels 2 bzw. 102 fest¬ zulegen.
    [0043] Der Einsatz im Bereich der vorderen Stirnfläche der Kapsel führt beim Extrudieren zu einer Art Tunneleffekt, wenn die¬ ser Einsatz aus duktilem Material, z.B. duktilem Eisen, Weicheisen, niedriglegiertem Kohlenstoffstahl oder Gu߬ eisen, besteht. Der Druck, der im Container der Extrusions- presse zum Extrudieren des Preßlings erforderlich ist, erniedrigt sich, wenn der vordere Einsatz aus duktilem Material be¬ steht und dieses Material leichter zum Fließen bringbar ist, als die Pulverfüllung des Preßlings. Ist der .Fließvorgang, der bei der Extrusion stattfindet, einmal eingeleitet, so greift er auch auf die Pulverfüllung über, selbst dann, wenn die Fließgrenze der Pulverfüllung höher liegt als die Fließgrenze des duktilen Materials des Einsatzes; es findet- also eine Art Tunneleffekt statt.
    [0044] O PI . IPO ,.« Der Preßling war auch im übrigen vollständig gerade und konnte nach induktiver Erwärmung auf 1200 C direkt zu dem gewünschten nahtlosen Rohr aus rostfreiem Stahl extru- diert werden, ohne daß weitere Bearbeitungen notwendig waren. Der aus niedriglegiertem Kohlenstoffstahl bestehende vordere Abschnitt des Rohres wurde abgeschnitten. Von dem • rostfreien Stahl wurde nichts abgeschnitten. Dadurch, daß der Einsatz konisch ist, hielt man bei dem extrudierten Rohr eine gegen die Rohrachse etwa senkrechte Trennungs¬ linie zwischen dem extrudierten Einsatz und dem rostfreien Stahl. Der Teil des Rohres, der aus rostfreiem Material be¬ stand, hatte eine fehlerfreie Oberfläche. Der Materialver¬ lust wurde dadurch auf ein Minimum eingeschränkt.
    [0045] Um eine gute Trennung zwischen dem vorderen Abschnitt des extrudierten Rohres, der aus niedriglegiertem Kohlenstoff- stahl besteht, und dem gewünschten nahtlosen Rohr aus rost¬ freiem Stahl zu erzielen, kann erfindungsgemäß eine Glas¬ schicht auf der der Pulverfüllung 8, 108 zugewandten Fläche Deckels 19 bzw. 110 aufgebracht werden. Hierzu kann es zweckmäßig sein, den Deckel 10 bzw. 110 zu erwärmen und seine Außenfläche mit Glaspulver zu bestreuen, wobei die Temperatur des Einsatzstückes so gewählt wird, daß das Glas¬ pulver erweicht und festklebt. Durch eine derartige Glas¬ zwischenschicht wird die Trennung zwischen dem niedrig¬ legierten Kohlenstoffstahl und dem rostfreien Stahl bei Erhalt des extrudierten Rohres wesentlich erleichtert, so daß die beiden Stahlsorten völlig getrennt voneinander und ohne Vermischung erhalten werden. In analoger Weise kann auch die an die Pulverfüllung 8 angrenzende Fläche des Bodens 20 am unteren Kapselende mit einer Glasschicht versehen werden, die eine Trennung von rostfreiem Material und niedriglegiertem Kohlenstoff¬ stahl erleichtert.
    [0046] Die gewölbten bzw. abgerundeten Einsatzstücke 30, 40 und 130 können auch aus pulverförmigem Ausgangsmaterial gepreßt werden. Hierzu kann z.B. wasserato isiertes Weicheisen bzw. wasseratomisierter kohlenstoffarmer Stahl verwendet werden, der kaltisostatisch zu der gewünschten Form der genannten Einsatzstücke gepreßt und anschließend gesintert wird. Die Pressung des Weicheisenpulvers kann kaltisostatisch in einer Kunststofform vorgenommen werden, wobei der Druck vorzugs¬ weise mindestens genauso hoch, wenn nicht höher als der Druck der für die kaltisostatische Pressung gewählt wird, die für die Herstellung der Kapseln verwendet wird. Durch anschließende Heißsinterung kann ein dichtes Material er¬ halten werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch Auf¬ bringen einer äußeren Glasschicht, in diesem Fall auch auf den Stirnseiten 34, 134 und 334 bzw. 44 und auch im Bereich der Umfangsflachen eine Abdichtung erhalten werden.
    [0047] Die Ausführungsform gemäß Fig. entspricht weitgehend -derjenigen gemäß Fig. 3. Lediglich der obere Einsatz weist eine abgeänderte Form auf. Der vordere Einsatz 330' besteht aus zwei Ringen 380 und 381, die mittels mehrerer Punkt- schweißungen 382 zusammengehalten sind. Anstelle von zwei Ringen 380, 381 können natürlich auch drei und mehrere Ringe vorgesehen sein, deren äußere Kontur eine Annäherung an die ideale Kontur des vorderen Einsatzstückes darstellt, welche durch den kreisbogenförmigen Querschnitt 136 der Fig. 3 gegeben ist.Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, da zwischen dem Einsatz 330 r und der Pulverfüllung 308 keine Blecheinlagen vorgesehen sind, sondern der Außenmantel 301 bei 316 und der Innenmantel 304 bei 318 direkt mit dem Ein¬ satz bzw. dessen oberem Ring dicht verschweißt ist. Der Rin 381 ist bei 335 abgeschrägt bzw. abgerundet., analog zu der A rundung 35 des Einsatzes 30 und der Abrundung 135 des Einsat 130. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 besteht der nicht dargestellte bodenseitige Einsatz aus einer ringförmigen Platte, die auch direkt mit dem Außen- und Innenmantel dicht verschweißt ist, so daß ein Bodenblech entfällt.
    [0048] Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.
    [0049] OMPI__
    权利要求:
    Claims A n s p r ü c h e
    1. ' Kapseln für Preßlinge zum Extrudieren von Gegen¬ ständen, insb. von Rohren, Stangen oder ähnlich profilier¬ ten, langgestreckten, dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder hochlegierten Nickel¬ stählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nickelstählen mit 80 % Nickel und 20 % Chrom, wobei die Kapsel aus dünnem, vorzugsweise 1 bis 2 mm dickem und vorzugsweise kohlenstoffarmem, einen Kohlenstoff¬ gehalt kleiner als 0,015 % , vorzugsweise kleiner als 0,004 % , aufweisenden Blech besteht und in die Kapsel Pulver aus Metall oder Metallegierungen oder Mischungen da¬ von oder Mischungen von Pulvern aus Metallen und/oder Me¬ tallegierungen mit keramischen Pulvern gefüllt wird, das vorzugsweise aus sphärischen oder zum überwiegenden Teil aus sphärischen Körnern besteht, die in einer Schutzgas-, vorzugsweise Argonatmosphäre, aus dem gewünschten Ausgangs¬ material durch Atomisieren hergestellt sind und wobei die Dichte des in die Kapsel gefüllten Pulvers durch Vibration mit vorzugsweise 80 bis 100 Hz auf etwa 60 bis 71 % der theoretischen Dichte erhöht wird und nach Verschließen der Kapsel die Dichte des Pulvers durch isostatisches Ka pressen mit einem Druck von mindestens 4000 bar, vorzugs weise 4200 bis 6000 bar, insbesondere 4500 bis 5000 bar, weiter auf mindestens 80 bis 93 % der theoretischen Dich erhöht wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , da zumindest der Außenmantel (2) der Kapsel (1) längs seine Umfangs etwa gleiche Festigkeitseigenschaften in axialer Richtung aufweist.
    2. Kapseln nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zumindest der Außenmantel (2) spiralgeschweißt ist.
    3. Kapseln nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zumindest der Außenmantel (2 extrudiert ist.
    4. Kapseln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n z e i c h n e t , daß die Steigung (ü der von der Schw naht (5) gebildeten Spirale im Verhältnis zur Länge (L) der Kapsel (1) so bemessen ist, daß die Schweißnaht (5) etwa eine, zwei oder mehr vollständige Windungen bildet.
    5. Kapseln nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die spiralförmige Schweißnaht mittels Walzen und/oder Schleifen geglättet ist.
    6. Kapseln für Preßlinge zum Extrudieren von Gegen¬ ständen, insb. von Rohren, Stangen oder ähnlich profilier¬ ten, langgestreckten, dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere- aus rostfreiem Stahl oder hochlegierten Nickel¬ stählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nickelstählen mit 80 % Nickel und 20 % Chrom, wobei die Kapsel aus dünnem, vorzugsweise 1 bis 2 mm dickem und vorzugsweise kohlenstoffarmem, einen Kohlenstoff¬ gehalt kleiner als 0,015 % , vorzugsweise kleiner als 0,004 % , aufweisenden Blech besteht und in die Kapsel Pulver aus Metall oder Metallegierungen oder Mischungen da¬ von oder Mischungen von Pulvern aus Metallen und/oder Me¬ tallegierungen mit keramischen Pulvern gefüllt wird, das vorzugsweise aus sphärischen oder zum überwiegenden Teil aus sphärischen Körnern besteht, die in einer Schutzgas-, vorzugsweise Argonatmosphäre, aus dem gewünschten Ausgangs¬ material durch Atomisieren hergestellt sind und wobei die Dichte des in die Kapsel gefüllten Pulvers durch Vibration mit vorzugsweise 80 bis 100 Hz auf etwa 60 bis 71 % der theoretischen Dichte erhöht wird und nach Verschließen der Kapsel die Dichte des Pulvers durch isostatisches Kalt¬ pressen mit einem Druck von mindestens 4000 bar, vorzugs¬ weise 4200 bis 6000 bar, insbesondere 4500 bis 5000 bar, weiter auf mindestens 80 bis 93 % der theoretischen Dichte erhöht wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite der Kapsel (1) ein platten-, egel-, halbkugel- oder trichterförmiger Einsatz {30, 40) aus Vollmaterial vorgesehen ist.
    7. Kapsel nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß der bzw. die Einsätze (30, 40) als die Kapsel (1) stirnseitig verschließende Deckel ausgebildet sind.
    8. Kapsel nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die Einsätze (30, 40) mit dem Kapselaußenmantel (2) und ggf. mit dem Kapselinnenmantel (4) verschweißt sind.
    9. Kapsel nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß zwischen den Einsätzen (30, 40) und dem Innenraum (8) der Kapsel (1) Blecheinlagen (10, 20) angeordnet sind.
    10. Kapsel nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß die Blecheinlagen (10, 20) als Deckel ausgebildet sind und mit dem Außenmantel (2) der Kapsel (1) und ggf. mit dem Innenmantel (4) durch Schweißungen (16, 18, 26, 28) verbunden sind.
    11. Kapsel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einsätze (30, 40) aus elektrisch leitendem Metall, vorzugsweise Weich¬ eisen, bestehen.
    12. Kapsel zum Herstellen von Preßlingen zum Extrudieren von Rohren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Einsätze (20) für die vordere Stirnseite der Kapsel (1) verwendet werden, die trichterförmig ausgebildet sind und mit einer zentralen Bohrung (32) versehen sind, wobei der Winkel zwischen der Wandung der zentralen Bohrung (32) für den Innenmantel (4) der Kapsel (1) und der kegelförmigen Mantelfläche (36) des trichterförmigen Einsatzes (30) etwa 40 bis 50 , vorzugs¬ weise etwa 45° beträgt.
    13. Kapsel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindestens an der vorderen Stirnseite der Kapsel (1) ein mit einer zentralen Bohrung (132) versehener ringförmiger Einsatz (130) vorgesehen ist, der eine im wesentlichen plane Stirnfläche (134) aufweist, und dessen Begrenzungsfläche (136) zwischen der Wandung der zentralen Bohrung (132) und seinem größten Außen¬ durchmesser ein etwa kreisbogenförmiges Querschnittsprofil (136) aufweist, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogenprofils (136) vorzugsweise etwa im Bereich der kreisförmigen Schnittlinie (138) zwischen der planen Stirnfläche (134) und der zentralen Boh¬ rung (132) oder innerhalb dieses Kreises (138) liegt.
    ^REAC
    14. Preßling zum Extrudieren von Gegenständen, insb. von Rohren, Stangen oder ähnlich profilierten, langgestreckten, dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere aus rost¬ freiem Stahl oder hochlegierten Nickelstählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nick stählen mit 80 % Nickel und 20 % Chrom, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß er eine Kapsel (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
    15. Verfahren zum Herstellen von Kapseln nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n - z e i c h n e t , daß an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite der Kapsel ein platten-, kegel-, halbkugel- oder trichterförmiger Einsatz aus Vollmaterial eingesetzt wird.
    16. Ver ahren nach Anspruch 15, dadurch g e e n n ¬ z e i c h n e t , daß der bzw. die Einsätze mit dem Kapselauß mantel und ggf. mit dem Kapselinnenmantel verschweißt werden.
    17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zwischen den Einsätzen und dem Innen¬ raum der Kapsel Blecheinlagen angeordnet werden.
    18. Verfahren nach Anspruch 16 , dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zwischen den Einsätzen und dem Innenraum der. Kapsel Blecheinlagen angeordnet werden.
    19. -Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest der Außenmantel der Kapsel aus einem spiral¬ geschweißten oder extrudierten Rohrabschnitt" hergestellt wird.
    20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Steigung der spiralförmigen Schweißnaht im Verhältnis zur Länge des Rohrabschnitts so gewählt wird, daß die Schweißnaht des Rohrabschnitts etwa eine, zwei oder mehr vollständige Windungen bildet.
    21. Verfahren zum Herstellen von Preßlingen gemäß Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kapsel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt wird, und mindestens der an der vorderen Stirnseite vorgesehene Einsatz aus einem duktilen Material, vorzugsweise duktilen Metall, wie z.B. Weicheisen, kohlenstoffarmer Stahl oder Gußeisen, hergestellt wird, dessen Fließgrenze im Container der Extrusionspresse merklich unterhalb der Fließgrenze der Pulverfüllung des Preßlings liegt, derart, daß der Extrusions- vorgang bei dem für das duktile Material des Einsatzes er¬ forderlichen Druck beginnt und durch Tunneleffekt
    Pulverfüllung übergreift.
    22. Verfahren zum Extrudieren von Gegenständen, insb. von Rohren, Stangen oder ähnlich profilierten, langgestreckten dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere aus rost¬ freiem .Stahl oder hochlegierten Nickelstählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nickelstählen mit 80 % Nickel und 20 % Chrom, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß Kapseln oder Preßlinge ver¬ wendet werden, die die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 14 aufweisen und/oder nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 21 hergestellt sind.
    23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch g e e n n ¬ z e i c h n e t , daß zur Erzielung einer guten Schmierung beim Extrudiervorgang, das zur Schmierung dienende Glas, welches in Form einer Glasrondelle an der Stirnseite (34, 134, 334) des Preßlings im Container bzw. Rezipienten der Extrusionspresse plaziert wird, durch die abgeschrägte vordere Kante (35, 135, 335) des vorderen Einsatzes (30, 130, 330') und die sehr genaue Anpassung des im wesentlichen genau zylindrischen Außendurchmessers des Preßlings an den im wesentlichen zylindrischen Innendurchmesser des Containers bzw. Rezipienten der Extrusionspresse während des gesamten Extrudiervorganges etwa gleichmäßig in Umfangrichtung ver¬ teilt zwischen Werkzeug und extrudiertem Gegenstand zugeführt wird.
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