WO2004031431A2 - Method and device for the production of metal alloy bodies having localized small particle size - Google Patents

Method and device for the production of metal alloy bodies having localized small particle size Download PDF

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WO2004031431A2
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    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a method for producing metal alloys, in particular magnesium alloys, with small grain sizes within a non-extruded metal alloy body and to an apparatus for carrying out the method.
  • the use of light metal materials primarily serves to reduce the weight of the components used.
  • the use of prefabricated bodies made of light metal materials e.g. Aluminum, metal and titanium alloys, but especially prepares for further processing such as when rolling, forging or rolling, production problems, since due to the mostly large grain sizes of the starting materials, cracks and breaks usually occur along the grain boundaries at the corners of the body made of light metal materials. This influences and reduces the mechanical and optical properties of the components.
  • DE 199 37 184 A1 relates e.g. a metal alloy for use at elevated temperatures, which is particularly suitable for use in the die casting process.
  • the disadvantage here is that previously known and frequently used light metal alloys cannot be used and that a special light metal alloy would have to be developed for each application and each application method.
  • DE 199 17 175 A1 describes a method for producing a component and the component according to the invention.
  • the component is produced in a die-casting mold by means of a ceramic green body in the die-casting mold by filling this green body with a metal or a metal alloy, the green body being produced as a ceramic base body by means of a ceramic powder mixture using a heating and pressing process.
  • the disadvantage here is that this process can only be used in the die casting process.
  • DE 100 33 768 A1 describes a method for folding thin-walled semi-finished products or components made of at least one metallic material, the material being difficult or brittle to deform at room temperature and being heated in the region to be folded.
  • the disadvantage here is that the brittleness properties of the metal materials being processed are not changed during the folding and therefore the components are still susceptible to breakage and cracking in subsequent production stages.
  • the disadvantage here is that the change in the structure depends on the recrystallization rate within the blank and can therefore only be used to a limited extent in the course of a processing and manufacturing process.
  • DE 695 05 327 T2 describes a method for producing a localized fine-decimal microstructure on selected surfaces made of aluminum alloys.
  • the surface of an aluminum sheet with a coarse grain microstructure with long grain boundaries lying generally parallel to the longitudinal plane is characterized by Machining spherical fins locally within existing bores by breaking up the coarse-grained microstructure and then initiating recrystallization by localized heat treatment.
  • the disadvantage here is that the method can only be used for drilling within an aluminum alloy of an aircraft sheet.
  • the depth of deformation of this process into the surface is only very small, so that it merely prevents the surface corrosion of the treated surfaces, but does not prevent cracking and cracking during rolling.
  • the surfaces of a non-extruded metal alloy body with a grain size greater than 200 / m are alternately locally compressed and alternately by a cyclic, location-dependent alternating loading of the surface of the non-extruded metal alloy body decompressed, and permanently heated to a process temperature range of up to 600 ° C.
  • the cyclical, location-dependent, alternating loading of the surface of the metal alloy body takes place by temporary pressure by means of pressure-exerting elements on individual defined surface segments of the surface of the metal alloy body.
  • surface is understood as a surface layer of the metal alloy body which is influenced and changed by the cyclical, location-dependent load.
  • the depth of this surface layer is depending on the metal alloy used, the temperature and the rate of deformation of the metal alloy due to the cyclical, location-dependent alternating load along the outer sides of the metal alloy body.
  • one of two partial surfaces of the surface segment is first loaded by means of pressure-exerting elements in a first pressing cycle and then the second partial surface of the surface segment is compressed by means of other pressure-exerting elements in a second pressing cycle, the first partial surface not being loaded in the second pressing cycle.
  • the shape of the respective surface segment is preferably symmetrical, in particular circular or rectangular.
  • the unloaded first partial surface is decompressed due to volumetric forces within the metal alloy body and / or by means of elements that exert tensile stress during the second pressing cycle.
  • spring-restoring elements which, as a location-dependent counterforce to the first partial surface, allows control of the height and rate of deformation of the decompressing first partial surface, especially at the beginning of the second pressing cycle. Especially at the beginning of the second pressing cycle, a sudden movement of the decompressing first partial area can occur due to the acting frictional forces, which can negatively influence the material properties of the decompressing first partial area.
  • the metal alloy body assumed the initial volume shape as before the two pressing cycles. This press cycle sequence can be carried out as often as desired within a surface segment with a further number of integral press cycles.
  • the metal alloy body is heated to a temperature of up to 600 ° C for a period of time if there is a high heat loss rate within the surface segment.
  • the shape of the first partial surface is preferably designed as an annular surface or a semicircular surface within the surface segment and the second partial surface corresponds to the first partial surface within the surface segment.
  • a multiplicity of surface segments are defined on the surface of the metal alloy body, the surface segments adjoining one another and the surface of the metal alloy body being completely covered with surface segments with respect to at least one orientation.
  • a constant temperature is in a temperature range from to within the entire metal alloy body Given 600 ° C. The volume of the metal alloy body is not changed during the process.
  • the method is not only applicable to a surface segment on the surface of a metal alloy body, but can successively cyclically and alternately compress and decompress the two partial surfaces of the respective individual surface segments along connected surface segments.
  • the two partial surfaces of the individual surface segments along the surface of the metal alloy body can be successively cyclically and simultaneously compressed and decompressed along connected surface segments.
  • Several surfaces of the metal alloy body can be successively cyclically compressed or simultaneously compressed and decompressed.
  • a pressure-exerting element loads one of two partial surfaces of the surface segment during a first pressing cycle, and then another one for the first precisely fitting, pressure-exerting element is applied to the surface segment with a second partial surface corresponding to the remaining surface and is loaded in a subsequent second press cycle, and a heat source permanently temperature-regulates the metal alloy body to a predetermined process temperature in a range up to 600 ° C.
  • the heat source is only necessary, however, if the heat loss rates during the process are too high or the manufacturing process takes too long and there is a corresponding temperature loss of the metal alloy body.
  • the surface segment is defined by the inner diameter of a pressure-resistant container parallel to the surface of the metal alloy body.
  • the pressure-exerting elements fill the inside diameter of the container accordingly and precisely.
  • the cross section of the metal alloy body corresponds to the cross section of the container, the dimensions of the container being determined by the dimensions of the metal alloy body and the machining plants, such as the rolling mill.
  • the pressure in the interior of the container is transmitted to one of two partial areas by stamp elements, the stamp elements being controlled by force transmitters connected to an external press. Furthermore, the interior and the surface segment are kept at a process temperature during the process in order to compensate for any temperature losses that may occur.
  • a force transmitter actuates the stamp elements alternately and cyclically and transmits the pressure of the press to the respective partial surfaces of the surface segments.
  • the force transmitter such as a steel plate
  • the force transmitter is relieved by the press and then the pressure is transferred exclusively to the second stamp element via the force transmitter which is reloaded by the press.
  • the force transmitter or the steel plate are heated to the process temperature.
  • the stamp surface of the first stamp element is in particular designed as an annular surface or as a semicircular surface within the inside diameter of the container.
  • the stamp surface of the second stamp element is designed to fit exactly and corresponds to the first stamp surface of the first stamp element within the inside diameter of the container.
  • the height of the first stamp element and the height of the metal alloy body taken together have a greater height extension than the container.
  • the deformation in the surface of the metal alloy body is determined by varying the respective excess height of the stamp element and of the metal alloy body relative to the container.
  • an excessively high height relative to the container leads to instabilities during the pressing cycles and can lead to breakage of the stamp elements.
  • the stamp elements are pressed so far into the metal alloy body during a press cycle that the upper edge of the stamp elements coincide with the upper edge of the container.
  • a continuous arrangement of containers arranged side by side along the surface of a metal alloy body defines a plurality of surface segments along an orientation of the surface of a metal alloy body.
  • a periodic arrangement of first and second stamp elements serves for the cyclical, location-dependent alternating pressing of an elongated metal alloy body and thus influences the grain sizes of certain orientations along the surface of the metal alloy body.
  • the respective first and second stamp elements of a surface segment can be controlled individually.
  • the first stamp element is activated by a force transmitter and in a two pressing cycle the second stamp element is activated and then a new press cycle is initiated in a surface segment closest to this.
  • the grain size of the metal alloy is changed by the device according to the invention along an orientation of the surface. After completing all process cycles, the metal alloy body is removed from the container.
  • the grain sizes are reduced only along a selected orientation vertical to the longitudinal axis of the metal alloy body, the orientations of the reduced grain sizes along the surface of the metal alloy body being symmetrical with respect to the longitudinal axis of the metal alloy body and in particular a sandwich structure with respect to the treated and untreated surfaces form the metal alloy body.
  • the method of the present application excludes the processing of extruded metal alloys as in DE 195 08 718 A1. It is used to process non-extruded metal alloys with a grain size of more than 200 ⁇ m due to a cyclical, location-dependent alternating load, which leads to local compression and decompression on individually defined surface segments.
  • the features of the application differ significantly from the features of DE 195 08 718 A1 by these features. When "kneading" a raw alloy by applying a force from different directions, cyclical, location-dependent loading of the metal alloy, which leads to local compression and decompression, is excluded.
  • 1b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention along a periodic arrangement of the entire surface with first stamp elements symmetrical with respect to the central axis;
  • FIG. 2b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention along a periodic arrangement of the entire surface with first stamp elements asymmetrical with respect to the central axis;
  • Figure 3 is a schematic transverse view of the invention
  • Figure 6 is a schematic view of the product according to the invention.
  • FIG. 1a shows a schematic illustration of the transverse view of the device according to the invention during three different process sections.
  • the metal alloy body 10 is compressed within a container 11 by a first stamp element 12.
  • the upwardly oriented surface of the metal alloy body 10 corresponds to a defined surface segment.
  • the first stamp element 12 compresses only a part that is symmetrical with respect to the shape of the surface segment.
  • the second stamp element 13 is inserted into the remaining intermediate space of the surface segment in a second process section (middle illustration) and pressed into the metal alloy body 10.
  • the first stamp element 12 which is not loaded in the second process cycle, has been partially pushed out of the container 11 and the metal alloy body 10 has assumed its initial volume shape.
  • the metal alloy body 10 is heated to a predetermined process temperature by a heater (not shown) or the metal alloy body 10 itself has the required process temperature due to preheating (not shown).
  • FIG. 1b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention in two different process stages.
  • the method according to the invention is carried out within a surface segment A defined by the first stamp element 12 along the surface of the metal alloy body 10, in in which the first stamp element 12 is pressed into the metal alloy body 10 in a first process cycle and the second stamp element 13 is also pressed into the metal alloy body 10 in a second press cycle and the first stamp element 12 is relaxed back unloaded (left illustration).
  • the method according to the invention is then applied to the following surface segment B and to the subsequent surface segments along the surface (illustration on the right).
  • FIG. 2a shows a schematic representation of the transverse view of the device according to the invention during three different process sections.
  • the surface segment of the surface of the metal alloy body is loaded asymmetrically with respect to the central axis of the container 11.
  • the metal alloy body 10 is compressed within a container 11 by a first asymmetrical stamp element 12. Only the cross section of the metal alloy body 10 is visible in this schematic illustration.
  • the first stamp element 12 compresses only an asymmetrical part of the surface segment.
  • the second stamp element 13 is inserted into the remaining intermediate space of the surface segment in a second process section (middle illustration) and pressed into the metal alloy body 10.
  • the first stamp element 12 which is not loaded in the second process cycle, has been partially pushed out of the container 11 and the metal alloy body 10 has assumed its initial volume shape.
  • the metal alloy body 10 is heated to a predetermined process temperature by a heater (not shown) or the metal alloy body 10 itself has the required process temperature due to preheating (not shown).
  • FIG. 2b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention in two different process stages for an asymmetrical variant of the inventive arrangement in FIG. 1b.
  • the method according to the invention is carried out within a defined surface segment A, in which the first stamp element 12 is asymmetrically pressed into the metal alloy body 10 in a first process cycle and the second stamp element 13 in a second press cycle is also pressed into the metal alloy body 10, the first stamp element 12 being relaxed in the second pressing cycle without being loaded (left illustration).
  • the method according to the invention is then applied to the following surface segment B and to the subsequent surface segments along the surface (illustration on the right).
  • FIG. 3 shows a schematic transverse view of the device according to the invention with a first stamp element which is asymmetrical with respect to the central axis.
  • the first stamp element 12 is replaced by a force transmitter 14, e.g. a steel plate, pressed into the container 11 (left illustration).
  • the bottom of the container 11 is fixed by a steel plate 15 as a corresponding holder.
  • the force transmitter 14 is replaced by an asymmetrical force transmitter 14 (middle illustration).
  • the force transmitter 14 at the position corresponding to the first stamp element 12, there is a resetting spring element 16 which, during the second process cycle, relaxes the first stamp element 12 while simultaneously compressing the second stamp element 13 in the metal alloy body
  • FIG. 4 shows a recording of the grain sizes within a metal alloy body before and after the application of the method according to the invention.
  • An AZ31 magnesium alloy with an average grain size of 800 ⁇ m is used as the starting body (FIG. 4A).
  • the grain size in the deformation region has been reduced to an average of 17 ⁇ m.
  • the reduction in grain size - measured from the outside of the magnesium alloy body - can be measured down to a depth of deformation of 9mm.
  • 5 shows two different configurations of the device according to the invention.
  • a circular magnesium alloy body 10 is inserted into a circular container 11 with an inner diameter of 30 mm.
  • This magnesium alloy body 10 is loaded by a first ring-shaped stamp element 12, the inside diameter of the first stamp element 12 with 15 mm corresponding to the outside diameter of the second stamp element 13.
  • the punch elements 12, 13 are connected to an external press (not shown) via a steel plate 14 as a force transmitter.
  • the two stamp elements 12, 13 are semicircular, the respective outer diameter of the stamp elements 12, 13 corresponding to the internal pressure gauge of the container 10.
  • the force transmitter 14 is provided with a spring-restoring element 16. A spring-like movement of the decompressing first partial area is avoided by the spring-restoring element 16 at the beginning of the second pressing cycle.
  • the metal alloy body 10 is characterized in that on two, mutually symmetrical side surfaces with respect to the longitudinal axis of the metal alloy body 10, a reduction in the grain sizes is achieved by the method according to the invention and, above all, the tendency to break and crack due to this sandwich structure with regard to the surfaces processed and unprocessed according to the invention is reduced at the edges of the metal alloy body 10 during further forming, in particular during rolling, of the product according to the invention.

Abstract

The invention relates to a method for the production of metal alloys, especially magnesium alloys, having small particle size in a non-extruded metal alloy body, in addition to a device for carrying out said method and a product which is produced according to the inventive method. Cyclical, location-dependent, alternating charging of partial surfaces of the surface of the non-extruded metal alloy body enables them to be locally compressed and de-compressed. In association with a process temperature of up to 600 DEG C of the metal alloy body, this leads to a reduction in the particle size of the metal alloy on the surface, which in turn leads to a significant improvement of the rollability of the metal alloy.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metalllegierungskörpern mit lokalisierten kleinen Korngrößen Method and device for producing metal alloy bodies with localized small grain sizes
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metalllegierungen, insbesondere Magnesiumlegierungen, mit geringen Korngrößen innerhalb eines nicht- extrudierten Metalllegierungskörpers sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing metal alloys, in particular magnesium alloys, with small grain sizes within a non-extruded metal alloy body and to an apparatus for carrying out the method.
Die Verwendung von Leichtmetallwerkstoffen, insbesondere im Automobil- und Flugzeugbau, dient vor allem der Gewichtsreduzierung der verwendeten Bauteile. Die Verwendung von vorgefertigten Körpern aus Leichtmetallwerkstoffen, wie z.B. Aluminium-, Metall- und Titanlegierungen, bereitet jedoch insbesondere bei der weiteren Verarbeitung wie z.B. beim Walzen, Schmieden oder Rollen, Fertigungsprobleme, da aufgrund der zumeist großen Korngrößen der Ausgangswerkstoffen Risse und Brüche zumeist entlang der Komgrenzen an den Ecken der Körper aus Leichtmetallwerkstoffen entstehen. Dies beeinflusst und reduziert die mechanischen und optischen Eigenschaften der Bauteile.The use of light metal materials, especially in automobile and aircraft construction, primarily serves to reduce the weight of the components used. The use of prefabricated bodies made of light metal materials, e.g. Aluminum, metal and titanium alloys, but especially prepares for further processing such as when rolling, forging or rolling, production problems, since due to the mostly large grain sizes of the starting materials, cracks and breaks usually occur along the grain boundaries at the corners of the body made of light metal materials. This influences and reduces the mechanical and optical properties of the components.
Im Stand der Technik wird daher zum einen versucht, die mechanischen Eigenschaften der entsprechenden Ausgangslegierungen zu verbessern. Die DE 199 37 184 A1 betrifft z.B. eine Metalllegierung für die Verwendung bei erhöhten Temperaturen, die sich besonders zur Verwendung beim Druckgießverfahren eignet. Nachteilig hierbei ist, dass bisher bekannte und häufig verwendete Leichtmetalllegierungen nicht verwendet werden können und für jede Anwendung und jedes Anwendungsverfahren eine spezielle Leichtmetalllegierung entwickelt werden müsste.The prior art therefore tries on the one hand to improve the mechanical properties of the corresponding starting alloys. DE 199 37 184 A1 relates e.g. a metal alloy for use at elevated temperatures, which is particularly suitable for use in the die casting process. The disadvantage here is that previously known and frequently used light metal alloys cannot be used and that a special light metal alloy would have to be developed for each application and each application method.
Weiterhin sind im Stand der Technik spezielle Bearbeitungs- und Fertigungsverfahren von häufig verwendeten Leichtmetalllegierungen bekannt. Die DE 199 17 175 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, sowie das erfindungsgemäße Bauteil. Das Bauteil wird in einer Druckgussform mittels eines keramischen Grünkörpers in der Druckgussform dadurch hergestellt, dass dieser Grünkörper mit einem Metall oder einer Metalllegierung befüllt wird, wobei der Grünkörper als keramischer Grundkörper mittels einer keramischen Pulvermischung durch ein Heiz- und Pressverfahren hergestellt wird. Nachteilig ist hierbei, dass dieses Verfahren nur im Druckgussverfahren anwendbar ist. Die DE 100 33 768 A1 beschreibt ein Verfahren zum Falzen von dünnwandigen Halbzeugen oder Bauteilen aus mindestens einem metallischen Werkstoffen, wobei der Werkstoff bei Raumtemperatur schwer oder spröde verformbar ist und im zum falzenden Bereich erhitzt wird. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die Sprödeigenschaften der bearbeitenden Metallwerkstoffe während der Falzung nicht verändert werden und daher die Bauteile weiterhin bruch- und rissanfällig in nachfolgenden Fertigungsabschnitten sind.Furthermore, special processing and manufacturing methods of frequently used light metal alloys are known in the prior art. DE 199 17 175 A1 describes a method for producing a component and the component according to the invention. The component is produced in a die-casting mold by means of a ceramic green body in the die-casting mold by filling this green body with a metal or a metal alloy, the green body being produced as a ceramic base body by means of a ceramic powder mixture using a heating and pressing process. The disadvantage here is that this process can only be used in the die casting process. DE 100 33 768 A1 describes a method for folding thin-walled semi-finished products or components made of at least one metallic material, the material being difficult or brittle to deform at room temperature and being heated in the region to be folded. The disadvantage here, however, is that the brittleness properties of the metal materials being processed are not changed during the folding and therefore the components are still susceptible to breakage and cracking in subsequent production stages.
Ebenfalls ist bekannt, dass insbesondere bei der Weiterumformung von herkömmlichen Metallwerkstoffen, wie z.B. dem Walzen oder Schmieden, die Verteilung und die Größe von Korngrößen in einem herkömmlichen Metallwerkstoffkörper, insbesondere bei der Walzbearbeitung, einen entscheidenden Einfluss auf während der Fertigung entstehende Bruch- und Rissstellen der Bauteile hat. Die 25 21 330 C2 beschreibt ein Verfahren zur Induzierung einer gleichzeitig mit der Wärmeverformung verlaufenden dynamischen Rekristallisation in einer Metalllegierung mit einem nichtausreichenden feinkörnigen Gefüge, wobei zur Gefügebeeinflussung einer Metalllegierung der Metalllegierungsrohling zusätzliche Elemente, wie z.B. Kupfer oder Zink, enthält und diese als Mischkristalle vorliegen, wobei das feinkörnige Gefüge sich aufgrund einer vorgegebenen Verformtemperatur und einer vorgegebenen Dehnungsgeschwindigkeit im Rohling aufgrund einer fortschreitenden Rekristallisation ausbildet. Nachteilig ist hierbei, dass die Veränderung des Gefüges von der Rekristallisationsgeschwindigkeit innerhalb des Rohlings abhängt und daher im Rahmen eines Bearbeitungs- und Fertigungsverfahrens nur eingeschränkt einsetzbar ist.It is also known that in particular in the further forming of conventional metal materials, e.g. rolling or forging, the distribution and the size of grain sizes in a conventional metal material body, in particular in the case of rolling processing, has a decisive influence on breakages and cracks of the components that occur during production. 25 21 330 C2 describes a method for inducing a dynamic recrystallization in a metal alloy which is simultaneous with the thermal deformation, with an inadequate fine-grained structure, the additional metal elements of the metal alloy blank being used to influence the structure of a metal alloy, e.g. Contains copper or zinc, and these are present as mixed crystals, the fine-grained structure being formed on the basis of a predetermined deformation temperature and a predetermined rate of expansion in the blank due to progressive recrystallization. The disadvantage here is that the change in the structure depends on the recrystallization rate within the blank and can therefore only be used to a limited extent in the course of a processing and manufacturing process.
Weiterhin beschreibt die DE 695 05 327 T2 ein Verfahren zur Herstellung eines lokalisierten Feinkommikrogefüges auf ausgewählten Oberflächen aus Aluminiumlegierungen. Die Oberfläche eines Aluminiumbleches mit einer Grobkornmikrostruktur mit allgemein parallel zur Längsebene liegenden langen Korngrenzen wird durch eine Kugelfinnenbearbeitung innerhalb von vorhandenen Bohrungen lokal bearbeitet, indem die grobkörnige Mikrostruktur aufgebrochen und anschließend durch eine lokalisierte Wärmebehandlung eine Rekristallisation initiiert wird. Nachteilig ist hierbei, dass das Verfahren nur für Bohrung innerhalb einer Aluminiumlegierung eines Flugzeugbleches anwendbar ist. Weiterhin ist die Deformationstiefe dieses Verfahrens in die Oberfläche nur sehr gering, so dass hiermit lediglich die Oberflächenkorrosion der behandelten Flächen nicht jedoch eine Bruch- und Rissbildung beim Walzen verhindert wird.Furthermore, DE 695 05 327 T2 describes a method for producing a localized fine-decimal microstructure on selected surfaces made of aluminum alloys. The surface of an aluminum sheet with a coarse grain microstructure with long grain boundaries lying generally parallel to the longitudinal plane is characterized by Machining spherical fins locally within existing bores by breaking up the coarse-grained microstructure and then initiating recrystallization by localized heat treatment. The disadvantage here is that the method can only be used for drilling within an aluminum alloy of an aircraft sheet. Furthermore, the depth of deformation of this process into the surface is only very small, so that it merely prevents the surface corrosion of the treated surfaces, but does not prevent cracking and cracking during rolling.
Die DE 195 08 718 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer Legierung mittels Extrusion oder alternativ durch Anwendung einer Kraft aus verschiedenen Richtungen. Beide alternativen Verfahrensarten sollen einen „Knetvorgang" der Rohlegierung gewährleisten. Dadurch wird die Feinkörnigkeit innerhalb des gesamten Metalllegierungskörper erhöht.DE 195 08 718 A1 describes a method for improving the properties of an alloy by means of extrusion or alternatively by applying a force from different directions. Both alternative types of process are intended to ensure a “kneading process” of the raw alloy. This increases the fine-grained nature within the entire metal alloy body.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gefüge von vorhandenen Metalllegierungen derart zu beeinflussen, dass die Bruch- und Rissneigung von nicht-extrudierten Metalllegierungskörpern in Bearbeitungs- und Fertigungsverfahren, insbesondere beim Walzen, reduziert wird und damit eine kostengünstige Herstellung von walzfähigen Metalllegierungskörpern bereitgestellt wird.Starting from this prior art, it is the object of the present invention to influence the structure of existing metal alloys in such a way that the tendency to break and crack of non-extruded metal alloy bodies in machining and manufacturing processes, in particular during rolling, is reduced and thus an economical one Production of rollable metal alloy bodies is provided.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist danach vorgesehen, dass die Oberflächen eines nicht-extrudierten Metalllegierungskörpers mit einer Korngröße größer als 200 /m durch eine zyklische, ortsabhängig alternierende Belastung der Oberfläche des nicht-extrudierten Metalllegierungskörpers alternierend lokal komprimiert und dekomprimiert, sowie permanent auf einen Prozesstemperaturbereich von bis 600°C erhitzt werden. Die zyklische, ortsabhängig alternierende Belastung der Oberfläche des Metalllegierungskörpers erfolgt durch temporären Druck mittels druckausübender Elemente auf einzelne definierte Flächensegmente der Oberfläche des Metalllegierungskörpers.This object is achieved by the features of claim 1. According to the invention, the surfaces of a non-extruded metal alloy body with a grain size greater than 200 / m are alternately locally compressed and alternately by a cyclic, location-dependent alternating loading of the surface of the non-extruded metal alloy body decompressed, and permanently heated to a process temperature range of up to 600 ° C. The cyclical, location-dependent, alternating loading of the surface of the metal alloy body takes place by temporary pressure by means of pressure-exerting elements on individual defined surface segments of the surface of the metal alloy body.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird Oberfläche als eine Oberflächenschicht des Metalllegierungskörpers verstanden, die durch die zyklische, ortsabhängige Belastung beeinflusst und verändert wird. Die Tiefe dieser Oberflächenschicht ist abhängig von der verwendeten Metalllegierung, der Temperatur und der Deformationsrate der Metalllegierung aufgrund der zyklischen, ortsabhängig alternierenden Belastung entlang der Außenseiten des Metalllegierungskörpers.In the context of the present invention, surface is understood as a surface layer of the metal alloy body which is influenced and changed by the cyclical, location-dependent load. The depth of this surface layer is depending on the metal alloy used, the temperature and the rate of deformation of the metal alloy due to the cyclical, location-dependent alternating load along the outer sides of the metal alloy body.
In einem Flächensegment der Oberfläche wird in einem ersten Presszyklus zuerst eine von zwei Teilflächen des Flächensegments mittels druckausübender Elemente belastet und in einem zweiten Presszyklus anschließend die zweite Teilfläche des Flächensegments mittels anderer druckausübender Elemente komprimiert, wobei im zweiten Presszyklus die erste Teilfläche nicht belastet wird. Die Form des jeweiligen Flächensegments ist dabei bevorzugt symmetrisch, insbesondere kreisförmig oder rechteckig, ausgestaltet. Innerhalb eines Flächensegments wird während des zweiten Presszyklusses die nicht belastete erste Teilfiäche aufgrund volumetrischer Kräfte innerhalb des Metalllegierungskörpers und/oder mittels zugausübender Elemente dekomprimiert. Weiterhin ist die Verwendung von Feder-rückstellenden Elementen vorgesehen, die als ortsabhängige Gegenkraft zur ersten Teilfläche eine Steuerung der Deformationshöhe und -rate der dekomprimierenden ersten Teilfläche insbesondere zu Beginn des zweiten Presszyklusses erlauben. Gerade zu Beginn des zweiten Presszyklusses kann es aufgrund von wirkenden Reibungskräften zu einer ruckartigen Bewegung der dekomprimierenden ersten Teilfläche kommen, die die Materialeigenschaften der dekomprimierenden ersten Teilfläche negativ beeinflussen kann. Nach Abschluss des zweiten Presszyklusses hat der Metalllegierungskörper die Ausgangsvolumenform wie vor den zwei Presszyklen angenommen. Diese Presszyklenabfolge kann beliebig oft innerhalb eines Flächensegments mit einer weitere Anzahl von ganzzahligen Presszyklen durchgeführt werden. Nach Abschluss der zwei Presszyklen wird der Metalllegierungskörper unbelastet für einen Zeitraum auf eine Temperatur bis 600°C erwärmt, falls eine hohe Wärmeverlustrate innerhalb des Flächensegmentes gegeben ist. Weiterhin ist die Form der ersten Teilfläche bevorzugt als Ringfläche oder eine Halbkreisfläche innerhalb des Flächensegments und die zweite Teilfläche korrespondierend zur ersten Teilfläche innerhalb des Flächensegments ausgebildet. Ebenfalls werden auf der Oberfläche des Metalllegierungskörpers eine Vielzahl von Flächensegmenten definiert, wobei die Flächensegmente aneinander anschließen und die Oberfläche des Metalllegierungskörpers bezüglich mindestens einer Ausrichtung vollständig mit Flächensegmenten bedeckt ist. Während der Prozesszyklen ist innerhalb des gesamten Metalllegierungskörpers eine konstante Temperatur in einem Temperaturbereich von bis 600°C gegeben. Während des Verfahrens wird das Volumen des Metalllegierungskörpers nicht verändert. Das Verfahren ist nicht nur auf ein Flächensegment auf der Oberfläche eines Metalllegierungskörpers anwendbar, sondern kann entlang von verbundenen Flächensegmenten sukzessiv zyklisch und alternierend die beiden Teilflächen der jeweiligen einzelnen Flächensegmente komprimieren und dekomprimieren. Alternativ können entlang von verbundenen Flächensegmenten die beiden Teilflächen der einzelnen Flächensegmente entlang der Oberfläche des Metalllegierungskörpers sukzessiv zyklisch und gleichzeitig komprimiert und dekomprimiert werden. Dabei können gleichzeitig mehrere Oberflächen des Metalllegierungskörpers sukzessiv zyklisch oder gleichzeitig komprimiert und dekomprimiert werden.In a surface segment of the surface, one of two partial surfaces of the surface segment is first loaded by means of pressure-exerting elements in a first pressing cycle and then the second partial surface of the surface segment is compressed by means of other pressure-exerting elements in a second pressing cycle, the first partial surface not being loaded in the second pressing cycle. The shape of the respective surface segment is preferably symmetrical, in particular circular or rectangular. Within a surface segment, the unloaded first partial surface is decompressed due to volumetric forces within the metal alloy body and / or by means of elements that exert tensile stress during the second pressing cycle. Furthermore, the use of spring-restoring elements is provided, which, as a location-dependent counterforce to the first partial surface, allows control of the height and rate of deformation of the decompressing first partial surface, especially at the beginning of the second pressing cycle. Especially at the beginning of the second pressing cycle, a sudden movement of the decompressing first partial area can occur due to the acting frictional forces, which can negatively influence the material properties of the decompressing first partial area. At the end of the second pressing cycle, the metal alloy body assumed the initial volume shape as before the two pressing cycles. This press cycle sequence can be carried out as often as desired within a surface segment with a further number of integral press cycles. After the two press cycles have been completed, the metal alloy body is heated to a temperature of up to 600 ° C for a period of time if there is a high heat loss rate within the surface segment. Furthermore, the shape of the first partial surface is preferably designed as an annular surface or a semicircular surface within the surface segment and the second partial surface corresponds to the first partial surface within the surface segment. Likewise, a multiplicity of surface segments are defined on the surface of the metal alloy body, the surface segments adjoining one another and the surface of the metal alloy body being completely covered with surface segments with respect to at least one orientation. During the process cycles, a constant temperature is in a temperature range from to within the entire metal alloy body Given 600 ° C. The volume of the metal alloy body is not changed during the process. The method is not only applicable to a surface segment on the surface of a metal alloy body, but can successively cyclically and alternately compress and decompress the two partial surfaces of the respective individual surface segments along connected surface segments. Alternatively, the two partial surfaces of the individual surface segments along the surface of the metal alloy body can be successively cyclically and simultaneously compressed and decompressed along connected surface segments. Several surfaces of the metal alloy body can be successively cyclically compressed or simultaneously compressed and decompressed.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur schaffen.Furthermore, it is an object of the present invention to provide an apparatus for carrying out the method according to the invention.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 13. Erfindungsgemäß ist danach vorgesehen, dass auf einem definierten Flächensegment auf der Oberfläche des Metalllegierungskörpers mit grober Korngröße ein druckausübendes Element eine von zwei Teilfläche des Flächensegments während eines ersten Presszyklusses belastet, und anschließend ein anderes, zum ersten passgenau korrespondierendes, druckausübender Element mit einer der Restfläche entsprechenden zweiten Teilfläche auf das Flächensegment aufgebracht und in einem anschließenden zweiten Pressenzyklus belastet wird und eine Heizquelle den Metalllegierungskörper permanent auf eine vorgegebene Prozesstemperatur in einem Bereich bis 600°C temperiert. Die Heizquelle ist jedoch nur notwendig, falls die Wärmeverlustraten während des Verfahrensablaufes zu hoch sind oder der Ferti- gungsprozess zu lange dauert und damit entsprechende Temperaturverluste des Metalllegierungskörpers einhergehen. Das Flächensegment wird durch den Innendurchmesser eines druckbeständigen Containers parallel zur Oberfläche des Metalllegierungskörpers definiert.This object is achieved by the features of claim 13. According to the invention, it is provided that on a defined surface segment on the surface of the metal alloy body with a large grain size, a pressure-exerting element loads one of two partial surfaces of the surface segment during a first pressing cycle, and then another one for the first precisely fitting, pressure-exerting element is applied to the surface segment with a second partial surface corresponding to the remaining surface and is loaded in a subsequent second press cycle, and a heat source permanently temperature-regulates the metal alloy body to a predetermined process temperature in a range up to 600 ° C. The heat source is only necessary, however, if the heat loss rates during the process are too high or the manufacturing process takes too long and there is a corresponding temperature loss of the metal alloy body. The surface segment is defined by the inner diameter of a pressure-resistant container parallel to the surface of the metal alloy body.
Dabei füllen die druckausübenden Elemente korrespondierend und passgenau den Innendurchmesser des Containers aus. Der Querschnitt des Metalllegierungskörpers entspricht dem Querschnitt des Containers, wobei die Abmessungen des Containers durch die Dimensionen des Metalllegierungskörpers und der Bearbeitungs- anläge, z.B. der Walzstrasse, bestimmt sind. Der Druck im Innenraum des Containers wird durch Stempelelemente auf jeweils eine von zwei Teilflächen übertragen, wobei die Stempelelemente durch mit einer äußeren Presse verbundenen Kraftüberträger angesteuert werden. Weiterhin wird der Innenraum und das Flächensegment während des Verfahrens auf eine Prozesstemperatur gehalten, um eventuell auftretende Temperaturverluste auszugleichen. Ein Kraftüberträger steuert bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Stempelelemente alternierend und zyklisch an und überträgt den Druck der Presse auf die jeweilige Teilflächen der Flächensegmente. Nach Belastung des ersten Stempelelements mittels der Presse und des Kraftüberträgers wird der Kraftüberträger, wie z.B. eine Stahlplatte, durch die Presse entlastet und anschließend wird der Druck ausschließlich auf das zweite Stempelelement über den durch die Presse wiederbelastenden Kraftüberträger übertragen. Der Kraftüberträger bzw. die Stahlplatte werden dabei auf die Prozesstemperatur geheizt. Ebenfalls ist die Stempelfläche des ersten Stempelelements insbesondere als Ringfläche oder als Halbkreisfläche innerhalb des Innendruchmessers des Containers ausgebildet. Die Stempelfläche des zweiten Stempelelements ist passgenau und korrespondierend zur ersten Stempelfläche des ersten Stempelelements innerhalb des Innendruchmessers des Containers ausgebildet. Die Höhe des ersten Stempelelements und die Höhe des Metalllegierungskörpers zusammengenommen besitzen eine größere Höhenerstreckung als der Container. Durch die Variation der jeweiligen Überhöhe des Stempelelements und des Metalllegierungskörpers gegenüber dem Container, wird die Deformation in der Oberfläche des Metalllegierungskörpers festgelegt. Eine zu große Überhöhe relativ zum Container führt jedoch zu Instabilitäten während der Presszyklen und kann zu einem Bruch der Stempelelemente führen. Weiterhin werden die Stempelelemente während eines Presszyklusses so weit in den Metalllegierungskörper gepresst, dass die Oberkante der Stempelelemente mit der Oberkante des Containers übereinstimmen. Eine fortlaufende Anordnung von nebeneinander angeordneten Containern entlang der Oberfläche eines Metalllegierungskörpers definiert eine Vielzahl von Flächensegmenten entlang einer Ausrichtung der Oberfläche eines Metalllegierungskörpers. In den so definierten Flächensegmenten dient eine periodische Anordnung von ersten und zweiten Stempelelementen zur zyklischen, ortsabhängig alternierenden Pressung eines länglichen Metalllegierungskörpers und beeinflusst damit die Korngrößen von bestimmten Ausrichtungen entlang der Oberfläche des Metalllegierungskörpers. Dabei sind die jeweiligen ersten und zweiten Stempelelemente eines Flächensegments einzeln ansteuerbar. Weiterhin wird in jedem Flächensegment im ersten Presszyklus das ersten Stempelelement durch einen Kraftüberträger angesteuert und in einem zwei Pressungszyklus das zweite Stempelelement angesteuert und anschließend wird in einem hierzu nächstgelegenen Flächensegment ein neuer Presszyklus initiiert. Hierdurch wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entlang einer Ausrichtung der Oberfläche die Korngröße der Metalllegierung verändert. Nach Abschluss aller Prozesszyklen wird der Metalllegierungskörper aus dem Container entfernt.The pressure-exerting elements fill the inside diameter of the container accordingly and precisely. The cross section of the metal alloy body corresponds to the cross section of the container, the dimensions of the container being determined by the dimensions of the metal alloy body and the machining plants, such as the rolling mill. The pressure in the interior of the container is transmitted to one of two partial areas by stamp elements, the stamp elements being controlled by force transmitters connected to an external press. Furthermore, the interior and the surface segment are kept at a process temperature during the process in order to compensate for any temperature losses that may occur. In the device according to the invention, a force transmitter actuates the stamp elements alternately and cyclically and transmits the pressure of the press to the respective partial surfaces of the surface segments. After loading the first stamp element by means of the press and the force transmitter, the force transmitter, such as a steel plate, is relieved by the press and then the pressure is transferred exclusively to the second stamp element via the force transmitter which is reloaded by the press. The force transmitter or the steel plate are heated to the process temperature. The stamp surface of the first stamp element is in particular designed as an annular surface or as a semicircular surface within the inside diameter of the container. The stamp surface of the second stamp element is designed to fit exactly and corresponds to the first stamp surface of the first stamp element within the inside diameter of the container. The height of the first stamp element and the height of the metal alloy body taken together have a greater height extension than the container. The deformation in the surface of the metal alloy body is determined by varying the respective excess height of the stamp element and of the metal alloy body relative to the container. However, an excessively high height relative to the container leads to instabilities during the pressing cycles and can lead to breakage of the stamp elements. Furthermore, the stamp elements are pressed so far into the metal alloy body during a press cycle that the upper edge of the stamp elements coincide with the upper edge of the container. A continuous arrangement of containers arranged side by side along the surface of a metal alloy body defines a plurality of surface segments along an orientation of the surface of a metal alloy body. In the surface segments defined in this way, a periodic arrangement of first and second stamp elements serves for the cyclical, location-dependent alternating pressing of an elongated metal alloy body and thus influences the grain sizes of certain orientations along the surface of the metal alloy body. there the respective first and second stamp elements of a surface segment can be controlled individually. Furthermore, in each surface segment in the first press cycle the first stamp element is activated by a force transmitter and in a two pressing cycle the second stamp element is activated and then a new press cycle is initiated in a surface segment closest to this. As a result, the grain size of the metal alloy is changed by the device according to the invention along an orientation of the surface. After completing all process cycles, the metal alloy body is removed from the container.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass nur entlang ausgewählter Ausrichtung vertikal zur Längsachse des Metalllegierungskörpers die Korngrößen reduziert werden, wobei die Ausrichtungen der reduzierten Korngrößen entlang der Oberfläche des Metalllegierungskörpers bezüglich der Längsachse des Metalllegierungskörpers symmetrisch sind und insbesondere eine Sandwich-Struktur bezüglich der behandelten und unbehandelten Oberflächen des Metalllegierungskörpers bilden.According to the invention it is further provided that the grain sizes are reduced only along a selected orientation vertical to the longitudinal axis of the metal alloy body, the orientations of the reduced grain sizes along the surface of the metal alloy body being symmetrical with respect to the longitudinal axis of the metal alloy body and in particular a sandwich structure with respect to the treated and untreated surfaces form the metal alloy body.
Das Verfahren der vorliegenden Anmeldung schließt die Bearbeitung extrudierter Metalllegierungen wie in der DE 195 08 718 A1 aus. Es dient der Bearbeitung von nicht-extrudierten Metalllegierungen mit einer Korngröße von mehr als 200 μm durch eine zyklische, ortsabhängig alternierende Belastung, welche zu einer lokalen Kompression und Dekompression auf einzelnen definierten Flächensegmenten führt. Durch diese Merkmale unterscheidet sich das Verfahren der Anmeldung wesentlich von dem Verfahren der DE 195 08 718 A1 . Beim „Kneten" einer Rohlegierung durch die Anwendung einer Kraft aus verschiedenen Richtungen, ist eine zyklische, ortsabhängige Belastung der Metalllegierung, welche zu einer lokalen Kompression sowie Dekompression führt, ausgeschlossen. Dies insbesondere auf definierten Flachensegmenten, da bei dem Verfahren der DE 195 08 718 A1 die Kraft auf die Fläche der Metalllegierung übertragen wird, die sich gerade eher zufällig vor dem Kraftüberträger befindet. Das Verfahren der DE 195 08 718 A1 dient der Durchmischung der Komponenten der Rohlegierung, welches zur Eliminierung der Grenzflächen sowie der gleichmäßigen Verteilung von beispielsweise Siliziumpartikeln führt. Dahingegen ist das Verfahren der vorliegenden Anmeldung darauf ausgerichtet, auf einem definierten Flächensegment auf der Oberfläche des Metalllegierungskörpers geringere Korngrößen zu erreichen. Durch das Verfahren der hier vorliegenden Anmeldung kann Feinkörnigkeit ausschließlich an den Oberflächen an definierten Segmenten des Metalllegierungskörpers erreicht werden. Da die Bearbeitung von Ober- und Unterseite einer Metalllegierung ausreicht, um die Materialeigenschaften der Legierung z.B. beim Walzen hinsichtlich Duktilität zu verbessern, bietet das erfindungsgemäße Verfahren Vorteile gegenüber dem Stand der Technik.The method of the present application excludes the processing of extruded metal alloys as in DE 195 08 718 A1. It is used to process non-extruded metal alloys with a grain size of more than 200 μm due to a cyclical, location-dependent alternating load, which leads to local compression and decompression on individually defined surface segments. The features of the application differ significantly from the features of DE 195 08 718 A1 by these features. When "kneading" a raw alloy by applying a force from different directions, cyclical, location-dependent loading of the metal alloy, which leads to local compression and decompression, is excluded. This is particularly true on defined flat segments, since in the process of DE 195 08 718 A1, the force is transferred to the surface of the metal alloy which is located more or less by chance in front of the force transmitter The method of DE 195 08 718 A1 serves to mix the components of the raw alloy, which leads to the elimination of the interfaces and the uniform distribution of, for example, silicon particles In contrast, the method of the present application is aimed at achieving smaller grain sizes on a defined surface segment on the surface of the metal alloy body. By means of the method of the present application, fine-grainedness can only be achieved on the surfaces of defined segments of the metal alloy body. Since the processing of the top and bottom of a metal alloy is sufficient to improve the material properties of the alloy, for example during rolling, with regard to ductility, the method according to the invention offers advantages over the prior art.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Unteransprüchen beschrieben; die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und der nachfolgenden Figuren näher beschrieben; es zeigt:Further advantageous measures are described in the remaining subclaims; the invention is described in more detail with reference to exemplary embodiments and the following figures; it shows:
Figur 1a schematische Queransicht der erfindungsgemäßenFigure 1a schematic transverse view of the invention
Vorrichtung mit einem bezüglich der Mittelachse symmetrischen ersten Stempelelement;Device with a first stamp element symmetrical with respect to the central axis;
Figur 1b schematische Längsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang einer periodischen Anordnung der gesamten Oberfläche mit bezüglich der Mittelachse symmetrischen ersten Stempelelementen;1b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention along a periodic arrangement of the entire surface with first stamp elements symmetrical with respect to the central axis;
Figur 2a schematische Queransicht der erfindungsgemäßenFigure 2a schematic transverse view of the invention
Vorrichtung mit einem bezüglich der Mittelachse a- symmetrischen ersten Stempelelement;Device with a first stamp element which is asymmetrical with respect to the central axis;
Figur 2b schematische Längsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang einer periodischen Anordnung der gesamten Oberfläche mit bezüglich der Mittelachse asymmetrischen ersten Stempelelementen;FIG. 2b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention along a periodic arrangement of the entire surface with first stamp elements asymmetrical with respect to the central axis;
Figur 3 schematische Queransicht der erfindungsgemäßenFigure 3 is a schematic transverse view of the invention
Vorrichtung mit einem bezüglich der Mittelachse a- symmetrischen ersten Stempelelement und einem rückstellenden Federelement während des zweiten Presszyklusses; Figur 4 Aufnahme der Mikrostruktur einer MetalllegierungDevice with a first punch element which is asymmetrical with respect to the central axis and a resetting spring element during the second pressing cycle; Figure 4 Recording the microstructure of a metal alloy
(AZ31) vor und nach der lokalisierten Bearbeitung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren;(AZ31) before and after the localized processing according to the inventive method;
Figur 5 Exemplarische Abmessungen der erfϊndungsgemäßenFigure 5 Exemplary dimensions of the invention
Vorrichtung;Contraption;
Figur 6 schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Erzeugnisses.Figure 6 is a schematic view of the product according to the invention.
Fig. 1a zeigt eine schematische Darstellung der Queransicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während dreier unterschiedlicher Prozessabschnitte. Während des ersten Prozesszyklussees (linke Darstellung) wird der Metalllegierungskörper 10 innerhalb eines Containers 11 durch ein erstes Stempelelement 12 komprimiert. Dabei ist dieser schematischen Darstellung nur der Querschnitt des Metalllegierungskörpers 10 sichtbar. Die nach oben ausgerichtete Oberfläche des Metalllegierungskörpers 10 entspricht dabei einem definierten Flächensegment. Das ersten Stempelelement 12 komprimiert nur einen bezüglich der Form des Flächensegments symmetrischen Teil. Nach vollständiger Pressung des ersten Stempelelements 12 in den Metalllegierungskörper 10 wird in einem zweiten Prozessabschnitt (mittlere Darstellung) das zweite Stempelelement 13 in den verbleibenden Zwischenraum des Flächensegments eingefügt und in den Metalllegierungskörper 10 hineingepresst. Nach Abschluss diese zweiten Presszyklusses (rechte Darstellung) ist aufgrund volumentrische Rückstellkräfte das im zweiten Prozesszyklus unbelastete erste Stempelelement 12 teilweise aus dem Container 11 herausgedrückt worden und der Metalllegierungskörper 10 hat seine Ausgangsvolumenform angenommen. Während des gesamten Prozessen wird der Metalllegierungskörper 10 durch eine Heizung (nicht dargestellt) auf eine vorgegebene Prozesstemperatur temperiert oder der Metalllegierungskörper 10 besitzt selbst die erforderliche Prozesstemperatur aufgrund einer Vorheizung (nicht dargestellt).1a shows a schematic illustration of the transverse view of the device according to the invention during three different process sections. During the first process cycle lake (left-hand illustration), the metal alloy body 10 is compressed within a container 11 by a first stamp element 12. In this schematic representation, only the cross section of the metal alloy body 10 is visible. The upwardly oriented surface of the metal alloy body 10 corresponds to a defined surface segment. The first stamp element 12 compresses only a part that is symmetrical with respect to the shape of the surface segment. After the first stamp element 12 has been completely pressed into the metal alloy body 10, the second stamp element 13 is inserted into the remaining intermediate space of the surface segment in a second process section (middle illustration) and pressed into the metal alloy body 10. After completion of this second pressing cycle (right illustration), due to volumetric restoring forces, the first stamp element 12, which is not loaded in the second process cycle, has been partially pushed out of the container 11 and the metal alloy body 10 has assumed its initial volume shape. During the entire process, the metal alloy body 10 is heated to a predetermined process temperature by a heater (not shown) or the metal alloy body 10 itself has the required process temperature due to preheating (not shown).
Die Fig. 1b zeigt eine schematische Längsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Prozessstadien. Innerhalb eines durch das erste Stempelelement 12 definierten Flächensegments A entlang der Oberfläche des Metalllegierungskörpers 10 wird das erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt, in dem in einem ersten Prozesszyklus das erste Stempelelement 12 in den Metalllegierungskörper 10 gepresst und in einem zweiten Presszyklus das zweite Stempelelement 13 ebenfalls in den Metalllegierungskörper 10 gepresst wird und das erste Stempelelement 12 unbelastet zurückrelaxiert (linke Darstellung). Anschließend wird das erfindungsgemäße Verfahren auf das folgende Flächensegment B und auf die anschließenden Flächensegmente entlang der Oberfläche angewendet (rechte Darstellung).1b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention in two different process stages. The method according to the invention is carried out within a surface segment A defined by the first stamp element 12 along the surface of the metal alloy body 10, in in which the first stamp element 12 is pressed into the metal alloy body 10 in a first process cycle and the second stamp element 13 is also pressed into the metal alloy body 10 in a second press cycle and the first stamp element 12 is relaxed back unloaded (left illustration). The method according to the invention is then applied to the following surface segment B and to the subsequent surface segments along the surface (illustration on the right).
In der Fig. 2a ist eine schematische Darstellung der Queransicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung während dreier unterschiedlicher Prozessabschnitte zu sehen. Das Flächensegment der Oberfläche des Metalllegierungskörpers wird hierbei a- symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Containers 11 belastet. Während des ersten Prozesszyklussees (linke Darstellung) wird der Metalllegierungskörper 10 innerhalb eines Containers 11 durch ein erstes asymmetrisches Stempelelement 12 komprimiert. Dabei ist in dieser schematischen Darstellung nur der Querschnitt des Metalllegierungskörpers 10 sichtbar. Das ersten Stempelelement 12 komprimiert nur einen asymmetrischen Teil des Flächensegments. Nach vollständiger Pressung des ersten Stempelelements 12 in den Metalllegierungskörper 10 wird in einem zweiten Prozessabschnitt (mittlere Darstellung) das zweite Stempelelement 13 in den verbleibenden Zwischenraum des Flächensegments eingefügt und in den Metalllegierungskörper 10 hineingepresst. Nach Abschluss diese zweiten Presszyklusses (rechte Darstellung) ist aufgrund volumentrische Rückstellkräfte das im zweiten Prozesszyklus unbelastete erste Stempelelement 12 teilweise aus dem Container 11 herausgedrückt worden und der Metalllegierungskörper 10 hat seine Ausgangsvolumenform angenommen. Während des gesamten Prozessen wird der Metalllegierungskörper 10 durch eine Heizung (nicht dargestellt) auf eine vorgegebene Prozesstemperatur temperiert oder der Metalllegierungskörper 10 besitzt selbst die erforderliche Prozesstemperatur aufgrund einer Vorheizung (nicht dargestellt).2a shows a schematic representation of the transverse view of the device according to the invention during three different process sections. The surface segment of the surface of the metal alloy body is loaded asymmetrically with respect to the central axis of the container 11. During the first process cycle lake (left-hand illustration), the metal alloy body 10 is compressed within a container 11 by a first asymmetrical stamp element 12. Only the cross section of the metal alloy body 10 is visible in this schematic illustration. The first stamp element 12 compresses only an asymmetrical part of the surface segment. After the first stamp element 12 has been completely pressed into the metal alloy body 10, the second stamp element 13 is inserted into the remaining intermediate space of the surface segment in a second process section (middle illustration) and pressed into the metal alloy body 10. After completion of this second pressing cycle (right illustration), due to volumetric restoring forces, the first stamp element 12, which is not loaded in the second process cycle, has been partially pushed out of the container 11 and the metal alloy body 10 has assumed its initial volume shape. During the entire process, the metal alloy body 10 is heated to a predetermined process temperature by a heater (not shown) or the metal alloy body 10 itself has the required process temperature due to preheating (not shown).
Die Fig. 2b zeigt eine schematische Längsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Prozessstadien für eine asymmetrische Variante der erfinderischen Anordnung in Fig. 1 b. Innerhalb eines definierten Flächensegments A wird das erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt, in dem in einem ersten Prozesszyklus das erste Stempelelement 12 in den Metalllegierungskörper 10 asymmetrisch gepresst und in einem zweiten Presszyklus das zweite Stempelelement 13 ebenfalls in den Metalllegierungskörper 10 gepresst wird, wobei im zweiten Presszyklus das erste Stempelelement 12 unbelastet zurückrelaxiert (linke Darstellung). Anschließend wird das erfindungsgemäße Verfahren auf das folgende Flächensegment B und auf die anschließenden Flächensegmente entlang der Oberfläche angewendet (rechte Darstellung).2b shows a schematic longitudinal view of the device according to the invention in two different process stages for an asymmetrical variant of the inventive arrangement in FIG. 1b. The method according to the invention is carried out within a defined surface segment A, in which the first stamp element 12 is asymmetrically pressed into the metal alloy body 10 in a first process cycle and the second stamp element 13 in a second press cycle is also pressed into the metal alloy body 10, the first stamp element 12 being relaxed in the second pressing cycle without being loaded (left illustration). The method according to the invention is then applied to the following surface segment B and to the subsequent surface segments along the surface (illustration on the right).
Fig. 3 zeigt eine schematische Queransicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem bezüglich der Mittelachse asymmetrischen ersten Stempelelement. In einem ersten Prozesszyklus wird das erste Stempelelement 12 durch einen Kraftüberträger 14, wie z.B. eine Stahlplatte, in den Container 11 gepresst (linke Darstellung). Als korrespondierende Halterung wird der Boden des Containers 11 durch eine Stahlplatte 15 fixiert. Nach Ablauf des erste Presszyklusses wird der Kraftüberträger 14 durch einen asymmetrischen Kraftüberträger 14 ersetzt (mittlere Darstellung). In dem Kraftüberträger 14 befindet sich an der zum ersten Stempelelement 12 korrespondierenden Position ein rückstellendes Federelement 16, das während des zweiten Prozesszyklussees die Relaxation des ersten Stempelelements 12 bei gleichzeitiger Kompression des zweiten Stempelelements 13 in den Metalllegierungskörpers3 shows a schematic transverse view of the device according to the invention with a first stamp element which is asymmetrical with respect to the central axis. In a first process cycle, the first stamp element 12 is replaced by a force transmitter 14, e.g. a steel plate, pressed into the container 11 (left illustration). The bottom of the container 11 is fixed by a steel plate 15 as a corresponding holder. After the end of the first pressing cycle, the force transmitter 14 is replaced by an asymmetrical force transmitter 14 (middle illustration). In the force transmitter 14, at the position corresponding to the first stamp element 12, there is a resetting spring element 16 which, during the second process cycle, relaxes the first stamp element 12 while simultaneously compressing the second stamp element 13 in the metal alloy body
10 durch die gewählte Federkonstante steuert (rechte Darstellung). Durch das Federelement 16 wird zu Beginn des zweiten Presszyklusses eine rückartige Bewegung der dekomprimierenden ersten Teilfläche vermieden. Diese ruckartige Bewegung wird vor allem durch die Haftreibung zwischen der Innenfläche des Containers10 controls by the selected spring constant (right illustration). A spring-like movement of the decompressing first partial area is avoided by the spring element 16 at the beginning of the second pressing cycle. This jerky movement is mainly due to the static friction between the inner surface of the container
11 und des ersten Stempelelements 12 bestimmt.11 and the first stamp element 12 determined.
Die Fig. 4 zeigt eine Aufnahme der Korngrößen innerhalb eines Metalllegierungskörpers vor und nach der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Als Ausgangskörper dient eine AZ31 Magnesiumlegierung mit einer durchschnittlichen Korngröße von 800μm (Fig. 4A). Nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Prozesstemperatur von 400°C und einer Nachheizperiode nach Abschluss der Presszyklen von 30min bei 400°C ist es in der Deformationsregion der Flächensegmente zu einer Verkleinerung der Korngrößen auf durchschnittliche 17 μm gekommen. Die Verkleinerung der Korngrößen ist - gemessen von der Außenseite des Magnesiumlegierungskörpers - bis in eine Deformationstiefe von 9mm messbar. Fig. 5 zeigt zwei unterschiedliche Konfigurationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In der Konfiguration Fig. 5A wird in einem kreisförmigen Container 11 mit einem Innendruchmesser von 30mm ein kreisförmiger Magnesiumlegierungskörper 10 eingeführt. Dieser Magnesiumlegierungskörper 10 wird durch ein erstes ringförmiges Stempelelement 12 belastet, wobei der Innendruchmesser des ersten Stempelelements 12 mit 15mm dem Aussendruchmesser des zweiten Stempelelements 13 entspricht. Die Stempelelemente 12,13 sind über eine Stahlplatte 14 als Kraftüberträger mit einer äußeren Presse (nicht dargestellt) verbunden. In der Konfiguration Fig. 5B sind beide Stempelelemente 12,13 halbkreisförmig ausgebildet, wobei der jeweilige Außendurchmesser der Stempelelemente 12,13 dem Innendruckmesser des Containers 10 entspricht. Weiterhin ist in dieser Konfiguration der Kraftüberträger 14 mit einem Feder-rückstellenden Element 16 versehen. Durch das Feder- rückstellende Element 16 wird zu Beginn des zweiten Presszyklusses eine rückartige Bewegung der dekomprimierenden ersten Teilfläche vermieden.4 shows a recording of the grain sizes within a metal alloy body before and after the application of the method according to the invention. An AZ31 magnesium alloy with an average grain size of 800 μm is used as the starting body (FIG. 4A). After application of the method according to the invention at a process temperature of 400 ° C. and a reheating period after the pressing cycles of 30 min at 400 ° C., the grain size in the deformation region has been reduced to an average of 17 μm. The reduction in grain size - measured from the outside of the magnesium alloy body - can be measured down to a depth of deformation of 9mm. 5 shows two different configurations of the device according to the invention. 5A, a circular magnesium alloy body 10 is inserted into a circular container 11 with an inner diameter of 30 mm. This magnesium alloy body 10 is loaded by a first ring-shaped stamp element 12, the inside diameter of the first stamp element 12 with 15 mm corresponding to the outside diameter of the second stamp element 13. The punch elements 12, 13 are connected to an external press (not shown) via a steel plate 14 as a force transmitter. 5B, the two stamp elements 12, 13 are semicircular, the respective outer diameter of the stamp elements 12, 13 corresponding to the internal pressure gauge of the container 10. Furthermore, in this configuration, the force transmitter 14 is provided with a spring-restoring element 16. A spring-like movement of the decompressing first partial area is avoided by the spring-restoring element 16 at the beginning of the second pressing cycle.
Nur in diesen beiden Beispielen sind alle Abmessungen des Magnesiumlegierungskörpers 10 geringer als die des Containers 11. Auch die absoluten Abmessungen der gezeigten Konfigurationen sind nur als Beispiele im Labormaßstab anzusehen.Only in these two examples are all the dimensions of the magnesium alloy body 10 smaller than those of the container 11. The absolute dimensions of the configurations shown are only to be seen as examples on a laboratory scale.
In der Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Erzeugnisses abgebildet. Der Metalllegierungskörper 10 ist dadurch gekennzeichnet, dass auf zwei, zueinander symmetrischen Seitenflächen bezüglich der Längsachse des Metalllegierungskörper 10 eine Verringerung der Korngrößen durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wird und durch diese Sandwich-Struktur bezüglich der erfindungsgemäß bearbeiteten und unbearbeiteten Oberflächen die Bruch- und Rissneigung vor allem an den Rändern des Metalllegierungskörpers 10 bei der Weiterumformung, insbesondere beim Walzen, des erfindungsgemäßen Erzeugnisses reduziert wird. Bezugszeichenliste6 shows a schematic representation of the product according to the invention. The metal alloy body 10 is characterized in that on two, mutually symmetrical side surfaces with respect to the longitudinal axis of the metal alloy body 10, a reduction in the grain sizes is achieved by the method according to the invention and, above all, the tendency to break and crack due to this sandwich structure with regard to the surfaces processed and unprocessed according to the invention is reduced at the edges of the metal alloy body 10 during further forming, in particular during rolling, of the product according to the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS
MetalllegierungskörperMetal alloy body
Container erstes Stempelelement zweites StempelelementContainer first stamp element second stamp element
KraftüberträgerForce transmitter
Stahlplattesteel plate
Federelement spring element

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Metalliegierungen mit geringen Korngrößen innerhalb eines nicht-extrudierten Metalllegierungskörpers, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen des nicht-extrudierten Metalllegierungskörpers (10) mit einer Korngröße größer als 200//m durch eine zyklische, ortsabhängig alternierende Belastung der Oberfläche des nicht- extrudierten Metalllegierungskörpers (10) alternierend lokal komprimiert und dekomprimiert wird.1. A method for producing metal alloys with small grain sizes within a non-extruded metal alloy body, characterized in that the surfaces of the non-extruded metal alloy body (10) with a grain size greater than 200 // m by a cyclic, location-dependent alternating loading of the surface of the non-extruded metal alloy body (10) is alternately locally compressed and decompressed.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zyklische, ortsabhängig alternierende Belastung der Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) durch temporären Druck mittels druckausübender E- lemente auf einzelne definierte Flächensegmente der Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) ausgeübt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the cyclic, location-dependent alternating load on the surface of the metal alloy body (10) is exerted by temporary pressure by means of pressure-exerting elements on individual defined surface segments of the surface of the metal alloy body (10).
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Flächensegment der Oberfläche in einem ersten Presszyklus zuerst eine von zwei Teilflächen des Flächensegments mittels druckausübender Elemente belastet und in einem zweiten Presszyklus anschließend die zweite Teilfläche des Flächensegments mittels anderer druckausübender Elemente belastet wird, wobei im zweiten Presszyklus die erste Teilfläche unbelastet bleibt.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that in a surface segment of the surface in a first press cycle first one of two partial surfaces of the surface segment is loaded by means of pressure-exerting elements and then in a second press cycle the second partial surface of the surface segment is loaded by means of other pressure-exerting elements is, the first partial area remains unloaded in the second pressing cycle.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Flächensegments während des zweiten Presszyklusses die nicht belastete erste Teilfläche mittels volumetrischer Kräfte innerhalb des Metalllegierungskörpers (10) und/oder mittels zugausübender Elemente und/oder mittels Feder-rückstellender Elemente relaxiert.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that within a surface segment during the second press cycle, the unloaded first partial surface relaxes by means of volumetric forces within the metal alloy body (10) and / or by means of tensile elements and / or by means of spring-restoring elements ,
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss des zweiten Presszyklusses der Metalllegierungskörper (10) wieder in die Ausgangsvolumenform wie vor den zwei Presszyklen zurückkehrt. 5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that after the completion of the second pressing cycle, the metal alloy body (10) returns to the initial volume shape as before the two pressing cycles.
6. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss der zwei Presszyklen auf dem Flächensegment eine weitere Anzahl von ganzzahligen Presszyklen durchgeführt werden.6. The method according to claims 3 to 5, characterized in that after the completion of the two press cycles on the surface segment, a further number of integral press cycles are carried out.
7. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des jeweiligen Flächensegments symmetrisch, insbesondere kreisförmig oder rechteckig, ist.7. The method according to claims 3 to 6, characterized in that the shape of the respective surface segment is symmetrical, in particular circular or rectangular.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Prozesszyklen innerhalb des gesamten Metalllegierungskörpers (10) die Temperatur konstant in einem Bereich von bis zu 600°C gehalten wird.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that during the process cycles within the entire metal alloy body (10), the temperature is kept constant in a range of up to 600 ° C.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) die Flächensegmente derart definiert werden, dass sie aneinander anschließen und die Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) bezüglich mindestens einer Ausrichtung senkrecht zur Längsachse des Metalllegierungskörpers (10) vollständig mit Flächensegmenten ausgefüllt sind.9. The method according to claims 1 to 9, characterized in that on the surface of the metal alloy body (10), the surface segments are defined such that they connect to each other and the surface of the metal alloy body (10) with respect to at least one orientation perpendicular to the longitudinal axis of the metal alloy body (10 ) are completely filled with surface segments.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komprimierung und Dekomprimierung sukzessiv an miteinander verbundenen Flächensegmenten zyklisch und alternierend entlang der Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) erfolgt.10. The method according to claim 9, characterized in that the compression and decompression takes place successively on interconnected surface segments cyclically and alternately along the surface of the metal alloy body (10).
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komprimierung und Dekomprimierung sukzessiv an miteinander verbundenen Flächensegmenten zyklisch und gleichzeitig entlang der Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) erfolgt.11. The method according to claim 9, characterized in that the compression and decompression takes place successively on interconnected surface segments cyclically and simultaneously along the surface of the metal alloy body (10).
12. Verfahren nach Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Komprimierung und Dekomprimierung sukzessiv an miteinander verbundenen Flächensegmenten zyklisch und gleichzeitig entlang bezüglich mehrerer Oberflächenausrichtungen des Metalllegierungskörpers (10) erfolgt. 12. The method according to claims 11 to 13, characterized in that the compression and decompression takes place successively on interconnected surface segments cyclically and simultaneously along with respect to several surface orientations of the metal alloy body (10).
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem definierten Flächensegment auf der Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) mit grober Korngröße13. Device for carrying out the method according to claims 1 to 14, characterized in that on a defined surface segment on the surface of the metal alloy body (10) with a coarse grain size
a) ein druckausübendes Element (12) eine von zwei Teilflächen des Flächensegments während eines ersten Presszyklusses belastet, und anschließenda) a pressure-exerting element (12) one of two partial surfaces of the surface segment during a first press cycle, and then
b) ein anderes, zum ersten passgenau korrespondierendes, druckausübendes Element (13) auf die andere, zweite Teilfläche aufgebracht und in einem anschließenden zweiten Pressenzyklus diese zweite Teilfläche belastet.b) another pressure-exerting element (13) corresponding to the first is applied to the other, second partial surface and this second partial surface is loaded in a subsequent second press cycle.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein druckbeständiger Container (11) parallel zur Oberfläche des Metalllegierungskörpers (10) zur vertikalen Führung der druckausübenden Elemente (12,13) dient, wobei ein Flächensegment durch den Innendurchmesser des Containers (11) definiert ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that a pressure-resistant container (11) is used parallel to the surface of the metal alloy body (10) for vertical guidance of the pressure-applying elements (12, 13), a surface segment being defined by the inner diameter of the container (11) is.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die druckausübenden Elemente (12,13) korrespondierend und passgenau den Innendurchmesser des Containers (11) ausfüllen.15. Device according to claims 13 to 14, characterized in that the pressure-exerting elements (12, 13) correspondingly and precisely fill the inner diameter of the container (11).
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Metalllegierungskörpers (10) dem Querschnitt des Containers (11) entspricht.16. The device according to claims 14 to 15, characterized in that the cross section of the metal alloy body (10) corresponds to the cross section of the container (11).
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Presse den Druck im Innenraum des Containers (11) durch Stempelelemente (12,13) auf jeweils eine von zwei Teilflächen erzeugt.17. Device according to claims 14 to 16, characterized in that an external press generates the pressure in the interior of the container (11) by means of stamp elements (12, 13) on one of two partial surfaces.
18. Vorrichtung nach den Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Presse verbundener Kraftüberträger (14) alternierend und zyk- lisch die Stempelelemente (12,13) ansteuert und den Druck der Presse auf die jeweilige Teilfläche der Stempelelemente (12,13) überträgt.18. The device according to claim 17, characterized in that a force transmitter (14) connected to the press alternately and cyclically The stamp elements (12, 13) are controlled and the pressure of the press is transferred to the respective partial surface of the stamp elements (12, 13).
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach Belastung des ersten Stempelelements (12) mittels der Presse und des Kraftüberträgers (14), der Kraftüberträger (14) entlastet und anschließend ausschließlich über das zweite Stempelelement (13) der Druck der Presse über den wiederbelastenden Kraftüberträger (14) übertragen wird.19. The apparatus according to claim 18, characterized in that after loading the first stamp element (12) by means of the press and the force transmitter (14), the force transmitter (14) is relieved and then exclusively via the second stamp element (13) the pressure of the press the reloading force transmitter (14) is transmitted.
20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalllegierungskörper (10), die Stempelelemente (12,13), der Kraftüberträger (14) und die Stahlplatte (15) auf eine konstante Prozesstemperatur in einem Bereich von bis 600°C aufgeheizt sind.20. Device according to claims 13 to 19, characterized in that the metal alloy body (10), the stamp elements (12, 13), the force transmitter (14) and the steel plate (15) to a constant process temperature in a range of up to 600 ° C are heated.
21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelfläche des ersten Stempelelements (12) insbesondere als äußere, mit dem Innendurchmesser des Containers (11) korrespondierende Fläche mit einer kreisförmigen Aussparung oder als halbseitig den Innendurchmesser des Containers (11) füllende Fläche angeordnet und die zweite Teilfläche korrespondierend zur ersten Teilfläche innerhalb des Innendruchmessers des Containers (11) ausgebildet ist.21. Device according to claims 13 to 20, characterized in that the stamp surface of the first stamp element (12) in particular as an outer surface corresponding to the inner diameter of the container (11) with a circular recess or as a half-sided the inner diameter of the container (11) Filling surface arranged and the second partial surface corresponding to the first partial surface within the inner diameter of the container (11) is formed.
22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelfläche des zweiten Stempelelements (13) passgenau und korrespondierend zur ersten Stempelfläche des ersten Stempelelements (12) innerhalb des Innendruchmessers des Containers (11) ausgebildet ist.22. The device according to claims 13 to 21, characterized in that the stamp surface of the second stamp element (13) is formed precisely and corresponding to the first stamp surface of the first stamp element (12) within the inner diameter of the container (11).
23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Stempelelemente (12,13) und die Höhe des Metalllegierungskörpers (10) zusammengenommen größer als die Höhe des Containers (11) ist, wobei die Stempelelemente (12,13) jeweils während eines Presszyklusses so weit in den Metalllegierungskörper (10) gepresst werden, dass die Oberkante der jeweiligen Stempelelemente (12,13) mit der Oberkante des Containers (11) übereinstimmt.23. The device according to claims 13 to 22, characterized in that the height of the stamp elements (12, 13) and the height of the metal alloy body (10) taken together is greater than the height of the container (11), the stamp elements (12, 13 ) pressed so far into the metal alloy body (10) during a pressing cycle that the upper edge of the respective stamp elements (12, 13) matches the upper edge of the container (11).
24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen ersten (12) und zweiten Stempelelemente (13) eines Flächensegments einzeln ansteuerbar sind.24. Device according to claims 17 to 23, characterized in that the respective first (12) and second stamp elements (13) of a surface segment can be controlled individually.
25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Flächensegment im ersten Presszyklus das erste Stempelelement (12) durch einen Kraftüberträger (14) angesteuert und in einem zwei Pressungszyklus das zweite Stempelelement (13) angesteuert wird und anschließend im hierzu nächstgelegenen Flächensegment ein neuer Presszyklus initiiert wird.25. The device according to claims 17 to 24, characterized in that in at least one surface segment in the first press cycle the first stamp element (12) is controlled by a force transmitter (14) and in a two pressing cycle the second stamp element (13) is controlled and then in a new press cycle is initiated for the closest surface segment.
26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich einer Ausrichtung senkrecht zur Längsachse des Metalllegierungskörpers alle Flächensegmente im ersten Presszyklus das jeweils erste Stempelelement (12) durch einen Kraftüberträger (14) angesteuert und in einem zwei Pressungszyklus das jeweils zweite Stempelelement (13) gleichzeitig angesteuert wird. 26. Device according to claims 17 to 24, characterized in that with respect to an orientation perpendicular to the longitudinal axis of the metal alloy body, all surface segments in the first press cycle the respective first stamp element (12) controlled by a force transmitter (14) and in a two pressing cycle the second stamp element (13) is controlled simultaneously.
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