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Title:
METHOD FOR PRODUCING A SINTERED PART
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/116386
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a sintered part (1), having at least the following steps: a) providing a sintered part (1), said sintered part (1) having a first end face (2), a second end face (4) arranged at a distance from the first end face in an axial direction (3), and a circumferential surface (5) between the end faces (2, 4); b) arranging the sintered part (1) in a tool (6); c) applying a first pressure force (7), which acts on the end faces (2, 4) at least in the axial direction (3), to the sintered part (1) by means of the tool (6); and d) applying a second pressure force (9), which acts on the circumferential surface (5) at least in a radial direction (8), to the sintered part (1), wherein the sintered part (1) is reshaped at least by the second pressure force (9), or mechanically processing the sintered part (1). Steps c) and d) are carried out at least partly simultaneously.

Inventors:
SCHMITT RAINER (DE)
SIEGERT CHRISTIAN (DE)
VAN DE VELDE MAURITS (DE)
TILLER STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/085726
Publication Date:
June 17, 2021
Filing Date:
December 11, 2020
Export Citation:
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Assignee:
GKN SINTER METALS ENGINEERING GMBH (DE)
International Classes:
B30B15/02; B22F3/02; B22F3/03; B22F3/16; B22F3/18; B30B11/00
Foreign References:
US20150209858A12015-07-30
US4940565A1990-07-10
US20080282544A12008-11-20
DE102015211657B32016-06-09
DE102006041584B42015-10-29
Other References:
TIMOKHOVA M. I.: "Quasi-Isostatic Pressing Technique for Powdered Materials", REFRACTORIES AND INDUSTRIAL CERAMICS, vol. 44, no. 6, 1 November 2003 (2003-11-01), US, pages 364 - 366, XP055786078, ISSN: 1083-4877, DOI: 10.1023/B:REFR.0000016771.06844.04
Attorney, Agent or Firm:
RÖSSLER, Matthias (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils (1), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines Sinterteils (1), wobei das Sinterteil (1) eine erste Stirnfläche (2) und eine in einer axialen Richtung (3) be- abstandet angeordnete zweite Stirnfläche (4) sowie zwischen den Stirnflächen (2, 4) eine Umfangsfläche (5) aufweist; b) Anordnen des Sinterteils (1) in einem Werkzeug (6); c) Beaufschlagen des Sinterteils (1 ) mit einer zumindest in der axi alen Richtung (3) auf die Stirnflächen (2, 4) wirkenden ersten Druckkraft (7) durch das Werkzeug (6); d) Beaufschlagen des Sinterteils (1 ) mit einer zumindest in einer radialen Richtung (8) auf die Umfangsfläche (5) wirkenden zweiten Druckkraft (9), wobei das Sinterteil (1) zumindest durch die zweite Druckkraft (9) umgeformt wird, oder mechanisches Bearbeiten des Sinterteils (1), wobei die Schritte c) und d) zumindest teilweise zeitgleich durchge führt werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1 , wobei die erste Druckkraft (7) mindestens 200 MegaPascal beträgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die erste Druckkraft (7) über die gesamte erste Stirnfläche (2) und die gesamte zweite Stirnfläche (4) auf das Sinterteil (1) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die zweite Druckkraft (9) über mindestens ein Rollierwerkzeug (10) auf das Sinterteil (1) aufgebracht wird. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei entlang einer Umfangsrichtung (11) eine Mehrzahl von Rollierwerk- zeugen (10) in dem Werkzeug (6) angeordnet sind, wobei die zweite Druckkraft (9) zumindest zeitweise gleichzeitig von mehreren Rollier- werkzeugen (10) auf das Sinterteil (1) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Sinterteil (1) durch die erste Druckkraft (7) und die zweite Druck kraft (9) quasi-isostatisch verpresst wird. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Sinterteil (1) auch durch die erste Druckkraft (7) zumindest teil weise umgeformt wird.

8. Werkzeug (6) zur Herstellung eines Sinterteils (1 ) mit einem Verfah- ren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das

Sinterteil (1) eine erste Stirnfläche (2) und eine in einer axialen Rich tung (3) beabstandet angeordnete zweite Stirnfläche (4) sowie zwi schen den Stirnflächen (2, 4) eine Umfangsfläche (5) aufweist, wobei das Werkzeug (6) zumindest · eine Aufnahme (12), in der das Sinterteil (1 ) zur weiteren Bear beitung anordenbar ist,

• eine Stempeleinheit (13) zur Beaufschlagung des in der Auf nahme (12) angeordneten Sinterteils (1) mit der ersten Druck kraft (7) sowie • mindestens ein Rollierwerkzeug (10) zur Beaufschlagung des in der Aufnahme (12) angeordneten Sinterteils (1) mit der zweiten Druckkraft (9) oder mindestens ein Bearbeitungswerkzeug (15) zur mechanischen Bearbeitung des in der Aufnahme (12) ange- ordneten Sinterteils (1).

9. Werkzeug (6) nach Patentanspruch 8, zumindest umfassend ein Steuergerät (14), das geeignet ausgeführt ist, das Werkzeug (6) zur Durchführung des Verfahrens zu steuern, wobei durch das Steuerge- rät (14) die erste Druckkraft (7) und zusätzlich die zweite Druckkraft

(9) oder das Bearbeitungswerkzeug (15) zumindest zeitweise gleich zeitig steuerbar sind.

10. Sinterteil (1), zumindest aufweisend eine erste Stirnfläche (2) und eine in einer axialen Richtung (3) beabstandet angeordnete zweite

Stirnfläche (4) sowie zwischen den Stirnflächen (2, 4) eine Umfangs fläche (5), wobei das Sinterteil (1) zumindest durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 7 oder durch ein Werkzeug (6) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 und 9 hergestellt ist.

Description:
Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils. Das Sinterteil wird insbesondere aus einem pulverförmigen Werkstoff durch Verpressen zu einem Grünling und nachfolgend durch Sintern zu einem festen Werkstück (dem Sinterteil) hergestellt.

Derartige Sinterteile können durch ein Nachpressen, ein sogenanntes Ka librieren, zur Erzielung einer höheren Maßhaltigkeit oder einer zumindest lokal höheren Dichte nachbearbeitet werden. Das Kalibrieren erfolgt übli cherweise durch Beaufschlagen des Sinterteils mit einer ersten Druckkraft, die über ein Kalibrierwerkzeug entlang einer axialen Richtung auf das Sin terteil einwirkt.

Derartige Sinterteile können weiterhin durch ein Rollierverfahren (auch als Rollieren bezeichnet) nachbearbeitet, d. h. umgeformt oder nachverdich tet, werden. Bei dem Rollierverfahren wird das Sinterteil durch eine in der radialen Richtung wirkende zweite Druckkraft beaufschlagt.

Das Kalibrieren und Rollieren erfolgt regelmäßig zeitlich nacheinander in voneinander unabhängigen Werkzeugen. Das Sinterteil muss zunächst in dem ersten Werkzeug (Kalibrationswerkzeug oder Rollierwerkzeug) ange ordnet und bearbeitet werden. Nachfolgend erfolgt eine Entnahme aus dem ersten Werkzeug und Anordnung des bearbeiteten Sinterteils in dem zweiten Werkzeug (Rollierwerkzeug oder Kalibrationswerkzeug).

Aus den DE 102015211 657 B3 und DE 102006041 584 B4 sind unter anderem Verfahren zur Herstellung von Bauteilen bekannt, wobei die Bauteile Sinterteile sind, die nach einem Kalibrieren mit einem Rollierver- fahren bearbeitet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbe sondere soll ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils vorgeschlagen werden, wobei das Verfahren eine schnellere und kostengünstigere Bear beitung eines Sinterteils ermöglicht. Dabei soll durch das Verfahren eine hohe Maßhaltigkeit und eine genau eingestellte Dichte des Sinterteils er reicht werden können. Weiter sollen auch komplexe Strukturen mit hoher Reproduzierbarkeit herstellbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Verfahren mit den Merkmalen ge mäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Be schreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei wei tere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Es wird ein Verfahren Herstellung eines Sinterteils vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Sinterteils, wobei das Sinterteil eine erste Stirnflä che und eine in einer axialen Richtung beabstandet angeordnete zweite Stirnfläche sowie zwischen den Stirnflächen eine Umfangsflä che aufweist; b) Anordnen des Sinterteils in einem Werkzeug; c) Beaufschlagen des Sinterteils mit einer zumindest in der axialen Richtung auf die Stirnflächen wirkenden ersten Druckkraft durch das Werkzeug; d) Beaufschlagen des Sinterteils mit einer zumindest in einer radialen Richtung auf die Umfangsfläche wirkenden zweiten Druckkraft, wobei das Sinterteil zumindest durch die zweite Druckkraft umgeformt wird, oder mechanisches Bearbeiten des Sinterteils.

Die Schritte c) und d) werden zumindest teilweise zeitgleich durchgeführt.

Die obige (nicht abschließende) Einteilung der Verfahrensschritte in a) bis d) soll vorrangig nur zur Unterscheidung dienen und keine Reihenfolge und/oder Abhängigkeit erzwingen. Auch die Häufigkeit der Verfahrens schritte kann ggf. variieren. Ebenso ist möglich, dass Verfahrensschritte ei nander zumindest teilweise zeitlich überlagern. Ganz besonders bevorzugt findet Verfahrensschritt d) während Schritt c) statt. Bevorzugt werden zu mindest die Schritte a) bis c) in der angeführten Reihenfolge durchgeführt.

Das in Schritt a) bereitgestellte Sinterteil wird insbesondere aus einem pul verförmigen Werkstoff durch Verpressen zu einem Grünling und nachfol gend durch Sintern zu einem festen Werkstück (dem Sinterteil) hergestellt.

Insbesondere umfasst der für die Herstellung des Grünlings verwendete pulverförmige Werkstoff zumindest teilweise einen metallischen Werkstoff. Weiter wird insbesondere ein Bindemittel bereitgestellt, dass zum Verbin den des metallischen Werkstoffs zum Grünling eingesetzt wird. In Vorbe reitung des Sinterprozesses wird zunächst das Bindemittel aus dem me tallischen Werkstoff entfernt. Beim Sintern erfolgt eine Beaufschlagung des Grünlings bzw. des bindemittelfreien Bräunlings mit einer Temperatur, die nur wenig unterhalb einer Schmelztemperatur des metallischen Werkstoffs liegt, so dass sich die metallischen Partikel über die Ausbil dung von Sinterhälsen miteinander verbinden und ein Sinterteil mit einer einstellbaren Dichte erzeugt wird.

In Schritt b) wird das Sinterteil in dem Werkzeug angeordnet, z. B. in einer Aufnahme des Werkzeugs.

In Schritt c) erfolgt ein Beaufschlagen des Sinterteils mit einer zumindest in der axialen Richtung auf die Stirnflächen wirkenden ersten Druckkraft durch das Werkzeug. Dafür weist das Werkzeug insbesondere zumindest eine erste Stempeleinheit auf, die relativ zu dem Sinterteil verfahrbar ist und eine der Stirnflächen zumindest teilweise kontaktiert. Ggf. ist eine zweite Stempeleinheit vorgesehen, die relativ zu dem Sinterteil verfahrbar ist und die andere der Stirnflächen kontaktiert. Jede Stempeleinheit kann auch mehrteilig ausgeführt sein, so dass durch jeden Teil der jeweiligen Stempeleinheit ein bestimmter Teil der jeweiligen Stirnfläche kontaktiert wird.

Insbesondere wird zumindest ein Teil der jeweiligen Stirnfläche mit der ersten Druckkraft beaufschlagt. Insbesondere werden zumindest 50 % ei ner Stirnfläche mit der ersten Druckkraft beaufschlagt.

In Schritt d) erfolgt ein Beaufschlagen des Sinterteils mit einer zumindest in einer radialen Richtung auf die Umfangsfläche wirkenden zweiten Druckkraft. Alternativ oder ggf. zusätzlich erfolgt in Schritt d) eine mecha nische Bearbeitung des Sinterteils, z. B. durch eine spanabhebende Bear beitung (z. B. Drehen). Das Sinterteil wird zumindest durch die zweite Druckkraft umgeformt und/oder nachverdichtet und die Schritte c) und d) werden zumindest teil weise zeitgleich durchgeführt. Insbesondere wird das Sinterteil mit der zweiten Druckkraft ausschließlich dann beaufschlagt, wenn das Sinterteil auch mit der ersten Druckkraft beaufschlagt wird.

Die erste Druckkraft wird zumindest zur Unterstützung der durch die zweite Druckkraft bewirkten Umformung bzw. Nachverdichtung eingesetzt. Insbesondere erfolgt also durch die erste Druckkraft keine Umformung und/oder Nachverdichtung des Sinterteils.

Alternativ bzw. zusätzlich erfolgt durch die erste Druckkraft zumindest eine Umformung und/oder Nachverdichtung des Sinterteils, zumindest im Be reich einer der beiden Stirnflächen.

Diese Nachverdichtung bzw. Umformung eines Sinterteils wird als Kalib rieren bezeichnet. Damit kann z. B. eine höhere Maßhaltigkeit des Sinter teils oder eine zumindest lokal höhere Dichte erzielt werden.

Insbesondere beträgt die erste Druckkraft mindestens 200 Megapascal [MPa], bevorzugt mindestens 500 MPa, besonders bevorzugt mindestens 1.000 MPa.

Insbesondere beträgt die zweite Druckkraft mindestens 200 Megapascal [MPa], bevorzugt mindestens 500 MPa, besonders bevorzugt mindestens 1.000 MPa.

Die Kombination der ersten Druckkraft und der zweiten Druckkraft, also insbesondere die zumindest teilweise zeitgleiche Beaufschlagung des Sinterteils mit diesen Druckkräften, ermöglicht insbesondere die Herstel lung bestimmter Eigenschaften des Sinterteils, die bisher zumindest teil weise nicht realisierbar waren.

Bei nacheinander durchgeführten Prozessen von Kalibrieren und Rollieren kann es aufgrund der hohen Spannungsgradienten im Sinterteil zu Rissbil dungen kommen. Infolge der zumindest teilweise gleichzeitigen Beauf schlagung des Sinterteils mit der ersten Druckkraft und der zweiten Druck kraft können diese Spannungsgradienten im Sinterteil reduziert werden.

Insbesondere kann durch die auf alle Flächen (Stirnflächen, Umfangsflä chen) wirkenden Druckkräfte einer ungewollten Verformung (plastisches Fließen in freie Räume) z. B. beim Rollieren entgegengewirkt werden, bzw. diese plastische Verformung kann gezielt in definierte und exakt re produzierbare Bereiche des Sinterteils gesteuert eingebracht werden.

Insbesondere ist dieses Verfahren bei Sinterteilen mit hoher Eingangspo rosität, z. B. einer Porosität von mindestens 15 %, insbesondere mindes tens 20 %, bevorzugt mindestens 25 %, anwendbar. Infolge der Aufbrin gung von Druckkräften über die Stirnflächen und die Umfangsfläche kön nen mit großen Druckkräften hohe Spannungen im Sinterteil erzeugt und damit sehr hohe Umformgrade und hohe Verdichtungen (auf Dichten von mindestens 95 %, insbesondere von mindestens 97 %, bevorzugt von mindestens 98 %) erreicht werden bei gleichzeitig geringer Rissgefahr und sehr hoher Präzision.

Infolge der Kombination der Verfahren Kalibrieren und Rollieren und/oder mechanische Bearbeitung kann die Bearbeitung des Sinterteils insbeson dere deutlich verkürzt werden. Insbesondere ist nur noch eine Einspannung des Sinterteils in ein Werkzeug erforderlich (bisher zumin dest zwei Einspannungen, eine in das Kalibrationswerkzeug und eine in das Rollierwerkzeug und/oder Bearbeitungswerkzeug). Auch das Handling des Bauteils (Bereitstellung für das erste Werkzeug und nachfolgend für das zweite Werkzeug, zusätzlich zwischenzeitlicher Transport des Sinter teils zu dem anderen Werkzeug) wird deutlich reduziert. Weiter wird die Bearbeitungszeit verkürzt, da nun Kalibrieren und Rollieren und/oder me chanische Bearbeitung zumindest zeitweise parallel zueinander durchge führt werden.

Weiter kann der Platzbedarf für die Bearbeitung des Sinterteils reduziert werden, da nur noch ein Werkzeug benötigt wird.

Infolge der Zusammenlegung der Bearbeitungsverfahren (Kalibrieren, Rol lieren, mechanische Bearbeitung) kann insbesondere eine sonst für das Rollieren bzw. für die mechanische Bearbeitung erforderliche Spanntech nik für das Sinterteil eingespart werden. Die erforderliche Spannkraft wird vorliegend über die mindestens eine Stempeleinheit und die erste Druck kraft erzeugt. Damit ergibt sich insbesondere eine größere Flexibilität hin sichtlich der durch Rollieren umzuformenden Flächen des Sinterteils.

Insbesondere ermöglicht es bei kleinen Sinterteilen (z. B. bei Sinterteilen mit höchstens 10 cm 2 [Quadratzentimeter], insbesondere höchstens 7 cm 2 , bevorzugt höchstens 5 cm 2 Stirnfläche), dass die Sinterteile auf ihre gan zen Umfangsfläche durch das Rollierwerkzeug partiell auch gegenüber der axialen Richtung abgestützt werden können (zusätzlich zu der Abstüt zung durch die die erste Druckkraft aufbringenden Komponenten des Werkzeugs, z. B. die mindestens eine Stempeleinheit). Dies wird ermög licht, da die in der axialen Richtung wirkende erste Druckkraft für das Kalibrieren so hoch ausgelegt werden kann, dass eine plastische Verfor mung im Sinterteil durch diese Beaufschlagung mit der ersten Druckkraft entsteht. Beim konventionellen Rollieren sind die Spannkräfte demgegen über typischerweise so zu wählen, dass die plastisch-elastische Span nungsgrenze des Werkstoffes des Sinterteils nicht erreicht wird, da hier eine Verformung nicht erwünscht ist. Demzufolge können bei dem hier vorgeschlagenen, zumindest teilweise zeitlich parallelen Kalibrieren und Rollieren, deutlich kleinere Flächen zur Einspannung des Sinterteils aus reichen und entsprechend die das Sinterteil gegenüber der axialen Rich tung einspannenden Werkzeuge kleiner ausfallen, so dass mehr Fläche zur Anlage am Rollierwerkzeug und zur Umformung und/oder Nachver dichtung durch das Rollierwerkzeug freigegeben ist.

Bei den vorgenannten kleinen, aber auch bei größeren Sinterteilen ermög licht die nahezu vollumfassend mögliche Einspannung des Sinterteils im Werkzeug die gezielte und hochintensive Umformung auch sehr kleiner Bereiche des Sinterteils. Dabei führen die dafür erforderlichen hohen Druckspannungen an den Bereichen des Sinterteils, die an den von dem Rollierwerkzeug kontaktierten Teilen der Umfangsfläche angrenzen, nicht zu Rissen im Material des Sinterteils oder zu ungewollten Verformungen des Sinterteils.

Insbesondere können die folgenden Vorteile mit dem kombinierten Verfah ren erzielt werden:

• Die herstellbaren Geometrien werden durch radiale Merkmale bzw. Merkmale an der Umfangsfläche (Umfangsnuten, Fasen, Kantenbrü che, Entgraten, Abrunden, geringe Wandstärken (höchstens 0,8 mm [Millimeter], Geometrie-/ Formänderungen, Winkel, usw.) erweitert. • Die Dichte im Sinterteil kann auch in lokalen Bereichen stark erhöht werden.

• Oberflächennahe Festigkeitserhöhung durch Kaltverfestigung bzw. Kaltumformung.

• Die Oberflächenqualität kann verbessert werden.

• Durchmessertoleranz kann stark verbessert werden.

• Rundlauftoleranzen können verbessert werden.

• Herstellung dünnwandiger Sinterteile mit in der axialen Richtung gro ßer Länge möglich, z. B. Verhältnis von Länge zu Wanddicke von mehr als 20. Dabei kann nun eine möglichst hohe und gleichzeitig ggf. homogene Dichte im Sinterteil realisiert werden.

• Erzeugung von geringen Wandstärken, die bisher bei Grünlingen o- der durch das Kalibrieren alleine nicht herstellbar waren, z. B. auf grund von erforderlichen Trennprozessen der Werkzeuge bei der Herstellung des Grünlings oder beim Kalibrieren.

• Herstellung kegliger Abschnitte des Sinterteils, insbesondere mit Winkeln von weniger als 60 Winkelgrad gegenüber der axialen Rich tung.

• Herstellung von radialen Ausprägungen und/oder Hinterschnitten so wie umlaufende Nuten am Sinterteil.

• Erzeugung von lokal veränderten Dichten im Sinterteil über die zweite Druckkraft.

• Erzeugen einer Dichte von mindestens 98 %, insbesondere von min destens 99%, bevorzugt von mindestens 99,5 % zumindest in Berei chen der Umfangsfläche.

Insbesondere wird die erste Druckkraft über mindestens 75 %, bevorzugt über mindestens 90 %, besonders bevorzugt über mindestens 95 % der ersten Stirnfläche und/oder zweiten Stirnfläche auf das Sinterteil aufgebracht. Insbesondere wird die erste Druckkraft über die gesamte erste Stirnfläche und/oder die gesamte zweite Stirnfläche auf das Sinterteil aufgebracht.

Insbesondere wird die zweite Druckkraft über mindestens ein Rollierwerk- zeug auf das Sinterteil aufgebracht. Das mindestens eine Rollierwerkzeug ist insbesondere Bestandteil des Werkzeugs. Mit dem mindestens einen Rollierwerkzeug kann das in der Aufnahme des Werkzeugs angeordnete und durch die erste Druckkraft zumindest fixierte Sinterteil an seiner Um fangsfläche, falls erforderlich insbesondere an seiner gesamten Umfangs fläche, bearbeitet werden.

Ein Rollierwerkzeug umfasst insbesondere eine Rolle, die zumindest oder ausschließlich entlang einer Umfangsrichtung an der Umfangsfläche des Sinterteils entlanggeführt wird. Über die Rolle wird die zweite Druckkraft auf das Sinterteil aufgebracht. Insbesondere rollt die Rolle dabei auf dem Sinterteil ab. Das Rollierwerkzeug kann eine bestimmte Form an seiner Außenumfangsfläche aufweisen, so dass über das Rollierwerkzeug diese bestimmte Form im Rahmen des Rollierens auf das Sinterteil übertragen wird.

Insbesondere sind entlang einer Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Rol- lierwerkzeugen in dem Werkzeug angeordnet, wobei die zweite Druckkraft zumindest zeitweise gleichzeitig von mehreren Rollierwerkzeugen auf das Sinterteil aufgebracht wird.

Insbesondere gelten die Ausführungen zu dem Rollierwerkzeug gleicher maßen für die mechanische Bearbeitung und für ein dafür verwendetes Bearbeitungswerkzeug, z. B. ein Drehmeißel. Insbesondere wird das Sinterteil durch die erste Druckkraft und die zweite Druckkraft quasi-isostatisch verpresst. Insbesondere erfolgt durch die erste Druckkraft und die zweite Druckkraft also im Wesentlichen ein Span nungsausgleich im Sinterteil, da sowohl in der axialen Richtung und in der radialen Richtung (in Abhängigkeit von der Anzahl und Größe der kontak tierten Bereiche der Umfangsfläche) Kräfte auf das Sinterteil einwirken. Insbesondere werden die Druckkräfte so eingestellt, dass möglichst ge ringe Spannungsgradienten im Sinterteil vorliegen. Insbesondere sind also erste Druckkraft und zweite Druckkraft gleich groß oder liegen zumindest in gleichen Größenordnungen (also 100 bis 999 MPa, oder 1.000 bis 9.999 MPa, etc.).

Insbesondere wird das Sinterteil auch durch die erste Druckkraft zumin dest teilweise umgeformt. Insbesondere wird das Sinterteil durch die erste Druckkraft zumindest teilweise nachverdichtet.

Es wird weiter ein Werkzeug zur Herstellung eines Sinterteils mit dem be schriebenen Verfahren vorgeschlagen. Das Sinterteil weist eine erste Stirnfläche und eine in einer axialen Richtung beabstandet angeordnete zweite Stirnfläche sowie zwischen den Stirnflächen eine Umfangsfläche auf. Das Werkzeug umfasst zumindest

• eine Aufnahme, in der das Sinterteil zur weiteren Bearbeitung anordenbar ist,

• eine Stempeleinheit zur Beaufschlagung des in der Aufnahme ange ordneten Sinterteils mit der ersten Druckkraft sowie

• mindestens ein Rollierwerkzeug zur Beaufschlagung des in der Auf nahme angeordneten Sinterteils mit der zweiten Druckkraft oder mindestens ein Bearbeitungswerkzeug zur mechanischen Bearbei tung des in der Aufnahme angeordneten Sinterteils.

Insbesondere umfasst das Werkzeug zumindest ein Steuergerät, das ge eignet ausgeführt (ausgestattet, konfiguriert oder programmiert) ist, das Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens zu steuern, wobei durch das Steuergerät die erste Druckkraft und zusätzlich die zweite Druckkraft oder das Bearbeitungswerkzeug zumindest zeitweise gleichzeitig steuerbar sind.

Insbesondere ist auf jeder Seite des Sinterteils eine Stempeleinheit vorge sehen, deren Stempel gegenüber dem Sinterteil entlang der axialen Rich tung verfahrbar ist bzw. sind.

Insbesondere ist in einer radialen Richtung neben der Aufnahme für das Sinterteil das mindestens eine Rollierwerkzeug bzw. das Bearbeitungs werkzeug angeordnet. Entweder rotiert das Rollierwerkzeug bzw. das Be arbeitungswerkzeug um das Sinterteil in der Umfangsrichtung oder das Sinterteil wird (insbesondere zusammen mit der Stempeleinheit) in Dre hung versetzt.

Es wird weiter ein Sinterteil vorgeschlagen, zumindest aufweisend eine erste Stirnfläche und eine in einer axialen Richtung beabstandet angeord nete zweite Stirnfläche sowie zwischen den Stirnflächen eine Umfangsflä che. Das Sinterteil ist zumindest durch das beschriebene Verfahren oder durch das beschriebene Werkzeug hergestellt.

Die Ausführungen zu dem Verfahren gelten insbesondere gleichermaßen für das Werkzeug und das Sinterteil und umgekehrt. Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entspre chend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu ver stehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ... ) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleicharti gen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen o- der Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben o- der es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konk ret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach Vorkom men kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht be schränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dar gestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachver halte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist da rauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen: Fig. 1: ein Werkzeug in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 2: ein Detail des Werkzeugs nach Fig. 1 in einer Seitenansicht, im Schnitt;

Fig. 3: eine perspektivische Ansicht zumindest eines Teils des

Werkzeugs nach Fig. 1 ; Fig. 4: eine erste Ausführungsvariante von Rollierwerkzeugen in dem Werkzeug nach Fig. 1, in einer Seitenansicht im Schnitt (links) und in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt (rechts); und Fig. 5: eine zweite Ausführungsvariante von Rollierwerkzeugen in dem Werkzeug nach Fig. 1, in einer Seitenansicht im Schnitt (links) und in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt (rechts). Die Fig. 1 zeigt ein Werkzeug 6 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 2 zeigt ein Detail des Werkzeugs 6 nach Fig. 1 in einer Seitenansicht, im Schnitt. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht zumindest eines Teils des Werkzeugs 6 nach Fig. 1. Die Fig. 1 bis 3 werden im Folgenden ge meinsam beschrieben.

Das Werkzeug 6 umfasst eine Aufnahme 12, in der das Sinterteil 1 zur weiteren Bearbeitung angeordnet ist. Weiter umfasst das Werkzeug 6 eine obere Stempeleinheit 13 oberhalb der Aufnahme 12 und eine untere Stempeleinheit 13 unterhalb der Aufnahme 12 zur Beaufschlagung des in der Aufnahme 12 angeordneten Sinterteils 1 mit der ersten Druckkraft 7. Die untere Stempeleinheit 13 weist einen ersten Dorn 19 und einen zwei ten Dorn 20 (bzw. Stempel) auf. Die Aufnahme 12 wird hier über die Stem peleinheiten 13 gebildet. Weiter sind vier Rollierwerkzeuge 10 zur Beauf schlagung des in der Aufnahme 12 angeordneten Sinterteils 1 mit der zweiten Druckkraft 9 vorgesehen.

Die Rollierwerkzeuge 10 sind in einer radialen Richtung 8 neben der Auf nahme 12 für das Sinterteil 1 angeordnet. Die Rollierwerkzeuge 10 sind gegenüber dem Sinterteil 1 und den Stempeleinheiten 13 drehbar ange ordnet und können gemeinsam um das Sinterteil 1 in der Umfangsrichtung 11 rotieren. Dafür sind die Rollierwerkzeuge 10 in einem drehbaren ersten Werkzeugteil 16 angeordnet, der gegenüber einem feststehenden zweiten Werkzeugteil 17 über Lager 18 drehbar gelagert ist.

Jedes Rollierwerkzeug 10 umfasst eine Rolle 21 , die zumindest oder aus schließlich entlang einer Umfangsrichtung 11 an der Umfangsfläche 5 des Sinterteils 1 entlanggeführt wird. Über die Rolle 21 wird die zweite Druck kraft 9 auf das Sinterteil 1 aufgebracht. Die Rolle 21 rollt dabei auf dem Sinterteil 1 ab. Das Rollierwerkzeug 10 weist eine bestimmte Form an der Außenumfangsfläche der Rolle 21 auf, so dass über das Rollierwerkzeug 10 diese bestimmte Form im Rahmen des Rollierens auf das Sinterteil 1 übertragen wird. In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Rolle 21 einen Absatz 22 aufweist, durch den das Sinterteil 1 auch gegenüber der axialen Richtung 3 abgestützt wird.

Das Sinterteil 1 weist eine erste Stirnfläche 2 und eine in einer axialen Richtung 3 beabstandet angeordnete zweite Stirnfläche 4 sowie zwischen den Stirnflächen 2, 4 eine Umfangsfläche 5 auf. Das Werkzeug 6 umfasst ein Steuergerät 14, das geeignet ausgeführt (ausgestattet, konfiguriert oder programmiert) ist, das Werkzeug 6 zur Durchführung des Verfahrens zu steuern, wobei durch das Steuergerät 14 die Stempeleinheiten 13 mit den Dornen 19, 20, und damit die erste Druckkraft 7, und zusätzlich die Rollierwerkzeuge 10 und das erste Werk zeugteil 16, und damit die zweite Druckkraft 8, zumindest zeitweise gleich zeitig steuerbar sind.

Es wird darauf hingewiesen, dass anstatt z. B. eines oder jedes Rollier- werkzeuges 10 (oder zusätzlich) ein Bearbeitungswerkzeug 15 in dem Werkzeug 6 zur z. B. spanenden Bearbeitung der Umfangsfläche 5 des Sinterteils 1 angeordnet werden kann.

Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsvariante von Rollierwerkzeugen 10 in dem Werkzeug 6 nach Fig. 1 , in einer Seitenansicht im Schnitt (links) und in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt (rechts). Auf die Ausführun gen zu Fig. 1 bis 3 wird Bezug genommen.

Das Sinterteil 1 weist eine erste Stirnfläche 2 und eine in einer axialen Richtung 3 beabstandet angeordnete zweite Stirnfläche 4 sowie zwischen den Stirnflächen 2, 4 eine Umfangsfläche 5 auf.

Jedes Rollierwerkzeug 10 umfasst eine Rolle 21 , die zumindest entlang ei ner Umfangsrichtung 11 an der Umfangsfläche 5 des Sinterteils 1 entlang geführt wird. Über die Rolle 21 wird die zweite Druckkraft 9 auf das Sinter teil 1 aufgebracht. Die Rolle 21 rollt dabei auf dem Sinterteil 1 ab. Das Rol lierwerkzeug 10 weist eine bestimmte Form an der Außenumfangsfläche der Rolle 21 auf, so dass über das Rollierwerkzeug 10 diese bestimmte Form im Rahmen des Rollierens auf das Sinterteil 1 übertragen wird. Die Rolle 21 weist einen Absatz 22 auf, durch den das Sinterteil 1 auch ge genüber der axialen Richtung 3 abgestützt wird. Es ist hier erkennbar, dass über die Rolle 21 an der Umfangsfläche 5 des Sinterteils 1 umlaufende Nute 23, also Hinterschnitte, erzeugt werden kön nen. Weiterhin kann eine homogene Dichte auch in Bereichen mit geringer Wandstärke 24 erzielt werden. Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsvariante von Rollierwerkzeugen 10 in dem Werkzeug 6 nach Fig. 1, in einer Seitenansicht im Schnitt (links) und in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt (rechts). Auf die Ausführun gen zu Fig. 1 bis 4 wird Bezug genommen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante weisen die Rollen 21 hier eine glatte Außenumfangsfläche auf. Weiter weist die Rolle einen kegeli gen Abschnitt 25 auf, wobei der Winkel 26 gegenüber der axialen Rich tung 3 weniger als 60 Winkelgrad beträgt, hier ca. 20 Winkelgrad. Auch hier kann eine homogene Dichte auch in dem kegeligen Abschnitt 25 er- zielt werden.

Bezugszeichenliste

1 Sinterteil

2 erste Stirnfläche

3 axiale Richtung

4 zweite Stirnfläche

5 Umfangsfläche

6 Werkzeug

7 erste Druckkraft

8 radiale Richtung

9 zweite Druckkraft

10 Rollierwerkzeug

11 Umfangsrichtung

12 Aufnahme

13 Stempeleinheit

14 Steuergerät

15 Bearbeitungswerkzeug

16 erstes Werkzeugteil

17 zweites Werkzeugteil

18 Lager

19 erster Dorn

20 zweiter Dorn

21 Rolle

22 Absatz

23 Nut

24 Wandstärke

25 kegeliger Abschnitt

26 Winkel