Die Erfindung bezieht sich auf eine Explosionskammer ge äß dem Oberbegriff des Hauptanspruches und auf ein Verfahren zur Verdichtung von metallischen, keramischen oder aus anderen Werkstoffen bestehenden Pulvern zur Herstellung von Festkörpern.

In der gattungsbildenden DE-37 10 669 Cl wird eine Expl osi onskammer beschrieben, die im Prinzip aus zwei Explosionskammern aufgebaut ist, wobei in der inneren Explosionskammer ein Kammerhohlraum geschaf¬ fen wird, der als Arbeitskammer dient. Dieser be¬ kannten Anordnung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Explosionskammer zu schaffen, bei der auch ein hohes Vakuum kostengünstig erzielt werden kann, so daß da- mit die Herstellung mehrschichtiger dünner Blech- und Fol ienpl attierungen , insbesondere mit Faser¬ strukturen auf explosivem Wege möglich ist.

Die eigentliche Arbei tskamrπer ist von der zweiten Kammer getrennt und die zweite Kammer dient im Prin¬ zip nur zur Erzeugung des Vakuums.

In der Zeitschrift Ber. Dt. Keram. Ges. 50 (1973) Nr. 3, Seite 75 ff. wird die Verdichtung von Kera¬ mik- und Metall pul ern sowie deren Mischungen durch Explosionsdruck beschrieben. Für die Verdichtung von Metall- oder Keramikpul vern kann ein indirektes Verdichtungsverfahren eingesetzt werden, bei dem ein Stempel zur Druckübertragung verwendet wird oder ein zunächst auf eine hohe Geschwindigke t beschleunig¬ tes Geschoß durch Abbremsung die Verdichtungsarbeit am pul verförmigen Werkstoff leistet.

Bei der sogenannten Direktverdichtung liegt eine un¬ mittelbare Einwirkung des vom Sprengstoff erzeugten hohen Druckes, z. B. auf ein Rohr, das das zu ver¬ dichtende Pulver enthält, vor. Der bei der Deto- nation des Sprengstoffes erzeugte hohe Druck führt zum Zusammendrücken des Rohres und damit zur Ver¬ dichtung des im Inneren befindlichen Pulvers.

Bei beiden Verfahren wird der hohe Druck, die Explo- sivstoffe bei der Detonation entwickeln, zur Verdich¬ tung oder zum Fügen von Pulvern zu Festkörpern aus¬ genutzt, wobei der Vorteil gegenüber anderen bekann¬ ten Verfahren darin liegt, daß beim sogenannten "Ex- pl os i vkompaktieren" eine hohe Dichte erzielt wird, die ohne größeren apparativen Aufwand erreicht wer¬ den kann.

Nachteilig bei dem bekannten, mit Explosivdruck ar¬ beitenden Verfahren ist, daß es nach der Verdichtung im Kern des zu erzielenden Festkörpers zur Ent-

stehung poröser Zonen, zu Aufschme 1 Zungen und zu Rissen kommt. Insbesondere durch die sich nach dem Übergang der Schockwel lenfront gewaltig entwickelnde Entspannungswelle verursacht Risse und sehr h ufig auch Zerstörungen des verpreßten Körpers.

Der Erf ndung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ex¬ plosionskammer zu schaffen, mit der das Verdichten von Keramik- oder Metall- oder anderen Pulvern durch Explosionsdruck mögl ich ist, ohne daß eine Entspan¬ nung des gebildeten Festkörpers eintreten kann-

Diese der Erfindung zugrundel iegende Aufgabe w rd durch die Lehre des Hau tanspruches gelöst. Vorteil- hafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 erläutert.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein entspannungs- freies Verdichten von aus Keramik-, Metall- oder an¬ deren Pulvern gebildeten Festkörpern möglich ist.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruches 10 gelöst und vorteil- hafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Unteran¬ sprüchen er! utert .

Mit anderen Worten ausgedrückt, wird gemäß der Er¬ findung vorgeschlagen, eine Explosionskammer zu schaffen, in der die Explosivschwaden nicht nur während der Detonation des Sprengstoffes ihre Arbeit ausführen und sich danach sofort entspannen, sondern die Sprengschwaden bleiben weiter unter hohem Druck und entweder wird die normalerweise auftretende Ent- Spannung gezielt abgebaut oder aber es werden sogar

zusätzliche Arbeitsgase eingeführt, um somit eine Kombination eines mit Explosivdruck arbeitenden Ver- dichtungs- oder Fügevorganges mit einem nach dem so¬ genannten "kal tisostatischen Preßverfahren' ^r , "heißiso* statischem Preßverfahrens" oder "Sinterverfahrens" ar¬ beitenden Arbeitsweise zu erzielen.

Durch die erf ndungsgemäß vorgesehene kolbenartige Wand in der Explosi kammer wird erreicht, daß nach der Detonation des Sprengsto fes diese Wand in Bewe¬ gung gesetzt wird, in den Aufnahmeraum für das Pul¬ ver und den zu bildenden Festkörper vordringt und dabei das Pulver verdichtet. Im Gegensatz zu allen bisherigen Explosionsverfahren wird jedoch der Aus- lauf der explosiven Schwaden n cht zugelassen, son¬ dern erf ndungsgemäß werden die Schwaden gezielt eingesetzt, um weitere Bearbeitungsprozesse durch¬ zuführen und das ganze System bleibt unter hohem Druck .

Die erfindungsgemäßen Vorschläge ermöglichen eine Minderung der Intensität der sehr oft die Werkstücke zerstörenden Entspannungswelle, auch eine weitere Durchführung eines Prozesses eines nach Zeit, Tempe- ratur und Druck genauer gesteuerten Diffusion- und/oder Rekr stallisationsvorganges, wobei auch eine Wärmebehandlung unter Schutzgas vorgenommen werden kann, um so die Festigkeit und Betriebseigen¬ schaften des zu bildenden Festkörpers zu optimieren.

Schließlich ist es gemäß der Erfindung möglich, daß durch Wahl der Sprengstoffart, Form des Sprengstoff¬ raumes und Form des Aufnahmeraumes sowie Abmessungen und Arten der kolbenartigen Wand, das Verfahren auf verschiedene Energieni eaus oder aber optimal tech-

nologisch für den Werkstofftyp des Werkstückes zu steuern, wobei auch die kolbenartige Wand zum inte¬ gralen Teil des Werkstückes werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol¬ gend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeich¬ nungen zeigen dabei in

Fig. 1 rein schematisch eine erste Ausfüh¬ rungsform einer Explosionskammer, in Fig. 2 eine abge nderte Ausführungsform der Explosionskammer, in Fig. 3 wiederum eine abgeänderte Ausführungs¬ form der Explosionskammer, in Fig. 4 in größerem Maßstab einen Ausschnitt aus der kolbenartigen Wand einer Ex¬ plosionskammer und in

Fig. 5 eine abgeänderte Ausführungsform einer Expl osionska er.

In den Zeichnungen ist mit 5 eine Expl os i onskämmer bezeichnet, in der ein Aufnähme äum 1 für das zu verdichtende Metall- oder Keramikpulver, aus wel¬ chem die Festkörper gebildet werden sollen, vorge¬ sehen ist. Dieser Aufnahmeraum 1 wird von einem Sprengstoffräum 2 durch eine kolbenartige Wand 6 getrennt. Der Aufnahmeraum 1 steht mit einer Vakuum¬ anlage 3 und der Sprengstoffräum 2 mit einer Hoch¬ druckanlage 4 in Verbindung. Die kolbenartige Wand 6 kann sich in dem durch die beiden Räume 1 und 2 gebildeten zylinderartigen Raum der Explosions¬ kammer 5 bewegen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind zwei kol- benartige W nde 6a vorgesehen, die zwischen sich den

Aufnahmeraum 1 für den zu bildenden Festkörper ein¬ schließen, während beiderseits der Wände 6a Spreήg- stoffräume 2 gebildet sind. Ebenso sind Vakuum- und Hochdruckanlagen 3, 4 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind wiederum zwei kolbenartige Wände 6a vorgesehen, die zwischen sich aber den Sprengstoffräum 2 einschließen. So werden zwei Aufnahmeräume 1 für den zu bildenden Festkörper geschaffen. Ebenso sind Vakuum- und Hoch¬ druckanlagen 3, 4 vorgesehen. Außerdem ist in Fig. 3 angedeutet, daß die Wandung der Explosionskammer 5 mit einem Heiz- oder Kühlsystem 7 bzw. 8 ausge¬ rüstet sein kann.

Bei 9 ist in Fig. 1 rein schematisch die Zündvor¬ richtung für den im Sprengstoffräum 2 befindlichen Sprengstoff angedeutet.

In Fig. 4 ist in größerem Maßstab die Wandung der Explosionskammer 5 und ein Teil der kolbenartigen Wand 6 dargestellt, und es ist erkennbar, daß im Grenzbereich zwischen der kolbenartigen Wand 6 und der Wandung der Explosionskammer 5 eine Dichtung aus de r Wand 6 ausgeformt oder an der Wand 6 angeordnet ist, die zum Sprengstoffräum 2 hin gerichtet ist. Durch Zünden des Sprengstoffes wird diese Dichtung 10 dicht an die Wandung der Expl osionskammer 5 ange¬ legt und verhindert damit, daß SprengstoffSchwaden in den Aufnahmeraum 1 eindringen können. Gleichzei¬ tig kann diese Dichtung 10 auch eine Zurückbewegung der kolbenartigen Wand mit verhindern.

über die Hochdruckanlage 4 kann z. B. Argon unter einem Druck von 2000 bis 3000 bar zugeführt werden

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Explosions¬ kammer 5 dargstellt, bei welcher der das zu ver¬ dichtende Pulver aufnehmende Aufnahmeraum 1 inner¬ halb des ihn komplett umgebenden Sprengs toffrau es 2 angeordnet ist. Das zu verdichtende Pulver ist in seinem Aufnahmeräum 1 von dem Sprengstoffraum 2 durch eine Wand 6b getrennt, die bei Zündung des Sprengstoffes zusammengedrückt wird und damit die Verd chtung des Pulvers be irkt.

Anstelle einer massiven Explosionskammer 5 kann auch eine Kammer 5 eingesetzt werden, die aus mehreren ineinandergeschachtelten Bauelementen besteht. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, daß sich die berührenden Wandfl chen der ineinandergeschachtelten Bauteile miteinander verschweißen und weiterhin ist es mögl ich, daß zwischen die einzelnen Bauteile eine eine sehr schlechte Wärmeleitf higkeit aufweisende Schicht eingesetzt wird, so daß die Explosionswärme über einen langen Zeitraum in der Explosionskammer aufrechterhalten werden kann.

Durch die erfi ndungsge äße Anordnung wird erreicht, daß die Explosionsgase oder -Schwaden nicht nur während der Detonation des Sprengstoffes ihre Arbeit ausführen und sich danach entspannen können, so daß dadurch in dem zu bildenden Festkörper Entspannungs¬ risse bilden können, sondern nach Abschluß des Ex¬ plosionsvorganges bleiben die Sprengschwaden weiter unter hohem Druck. Diese Sprengschwaden können aus¬ genutzt werden, um ein weiteres Bearbeitungsverfah¬ ren, wie beispielsweise ein Sinterverfahren, ein kalt isostatisches Pressen oder ein heiß isostati¬ sches Pressen durchzuführen.