AT335493B - Verfahren zur herstellung von metallischem porosem material - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von metallischem porösem Material. 



   Die genannten Materialien sind für die Herstellung von Filtern sowohl zur Grob- als auch als Feinreinigung bestimmt, die   z. B.   in hydraulischen, Luft- und Brennstoffsystemen verschiedener Maschinen und Apparate verwendet werden. Darüber hinaus können diese Materialien für die Herstellung von porösen Elementen verwendet werden, die zum Abführen der Wärme von den wärmebelasteten Baugruppen verschiedener Apparate der Flugzeug- und Raketentechnik bestimmt sind. 



   Weiters ist es bekannt, ein Filtermaterial durch Sintern eines Pulvers aus austenitischem rostfreiem Stahl, dem Kohlenstoff in einer Menge von etwa 0, 5 bis etwa 12% zulegiert worden war, und nachfolgendes Entkohlen des Sinterkörpers herzustellen. 



   Gemäss einem weiteren bekannten   Vorschlagkönnen Metallfilter   aus einem Pulver aus rostfreiem Stahl mit einem Gehalt von mindestens 0, 15% Chrom hergestellt werden, indem man das Pulver zwischen zwei nicht anhaftende Reibflächen einbringt und sintert. Als mit Erfolg verwendbare rostfreie Stähle werden in diesem
Vorschlag solche mit einem Gehalt von 18% Chrom und 8% Nickel, 25% Chrom und 20% Nickel, 35% Nickel,
10% Chrom, Legierungen auf Nickelbasis mit einem Gehalt von 30% Chrom, Nickellegierungen mit 70% Kupfer und Legierungen mit einem Gehalt von 60% Kobalt und 20% Molybdän erwähnt. 



   Es ist auch ein metallisches poröses Material bekannt, das eine Legierung darstellt, die 10 bis 14 Gew.-%
Nickel, 16 bis 18   Gew.-% Chrom,   höchstens   0, 08 Gew.-% Kohlenstoff,   2 bis 3   Gew.-% Molybdän,   höchstens   0, 2 Gew.-%   Mangan, höchstens 1   Grew.-%   Silizium, Rest Eisen enthält. 



   Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung des genannten metallischen porösen Materials bekannt, das darin besteht, dass man die pulverförmige Legierung mit sphärischer Form der Teilchen, die Eisen, Nickel, Chrom,
Kohlenstoff, Molybdän, Mangan und Silizium in dem oben genannten Verhältnis enthält, siebt, die entnommene
Pulverfraktion in einer gleichmässig dicken Schicht auf eine Gespannplatte aufschüttelt und dann in einer
Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur sintert, die unterhalb des Schmelzpunktes der Legierung liegt. 



   Die erhaltene metallische poröse Platte wird in dem genannten Medium abgekühlt und dann ausgewalzt oder gepresst. 



   Das bekannte metallische poröse Material kennzeichnet sich durch geringe Durchlassfähigkeit (8, 4 m3/m2. min Luft), durch grosse Dicke (3 mm) und hohes Gewicht und besitzt eine ausreichende
Filtrationsfeinheit. 



   Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der genannten Nachteile. 



   Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein Verfahren zur Herstellung von metallischem porösem
Material zu entwickeln, das sowohl für die Herstellung von porösen Elementen in den wärmebelasteten
Baugruppen von Apparaten der Flugzeug- und Raketentechnik wie auch als Filtermaterial verwendet werden kann, das die notwendige Filtrationsfeinheit bei hoher Durchlassfähigkeit (40 m3/m2. min und höher bei Luft und 17 bis 23    cm3/cm2. min   umgerechnet auf den flüssigen   Flugmotorenkraftstoff),   unbedeutende Dicke (0, 12 bis 0, 14 mm) und geringes Gewicht, hohe mechanische Festigkeit sowie eine längere Lebensdauer (Möglichkeit einer mehrfachen Verwendung des Filtermaterials nach dessen Regenerierung) besitzt. 



   Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von metallischem porösem Material durch
Sieben einer pulverförmigen Legierung auf der Grundlage von Eisen, Nickel, Chrom und Kohlenstoff in Fraktionen, Sintern und Auswalzen oder Sintern und Pressen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine pulverförmige Legierung mit schwammiger verzweigter Teilchenform, die 56, 9 bis 76, 95 Gew.-% Eisen, 10 bis
20 Gew.-% Nickel, 13 bis 23 Gew.-% Chrom und 0, 05 bis 0, 1 Gew.-% Kohlenstoff enthält, siebt, nach der Siebung der pulverförmigen Legierung die entnommenen Fraktionen auswalzt oder presst und das erhaltene Halbzeug sintert. 



   Die Verwendung der pulverförmigen Legierung der genannten Zusammensetzung mit schwammähnlicher verzweigter Form der Teilchen für die Herstellung eines metallischen porösen Materials macht es möglich, beim Auswalzen Halbzeuge in Form dünner Platten zu erhalten und folglich Filtermaterialien mit höherer Durchlassfähigkeit herzustellen. 



   Um ein metallisches poröses Material, das als Filtermaterial verwendet wird, mit der erforderlichen Filtrationsfeinheit bei grösster Durchlassfähigkeit, geringer Dicke und geringem Gewicht herzustellen, nimmt man zweckmässig zum Sieben eine pulverförmige Legierung mit einem Schüttgewicht von 1, 2 bis   1, 7 g/cm3, entnimmt   bei der Siebung der genannten pulverförmigen Legierung Fraktionen mit einer Teilchengrösse von 40 bis   60 jum   und führt das Auswalzen der entnommenen Fraktionen der pulverförmigen Legierung bei einem Abstand zwischen den Walzen von 0, 13 bis   0, 15 mm   durch. 



   Wie vorstehend hingewiesen wurde, wird das nach dem Auswalzen oder Pressen erhaltene Halbzeug gesintert. Die Sinterung wird unter gewöhnlichen Bedingungen durchgeführt, nämlich bei einer unterhalb des Schmelzpunktes der pulverförmigen Legierung liegenden Temperatur in einer Wasserstoffatmosphäre. 



   In dem Falle, wenn die Halbzeuge in Form von einzelnen Platten im Ofen in einem Stoss (mehrere Platten in jedem Stoss) gesintert werden, wird diese Operation zweckmässigerweise zur Verhinderung des Zusammenbackens dieser Platten in zwei Stufen durchgeführt. Zunächst sintert man den Stoss bei einer Temperatur von 800 bis 9000C während 0, 5 bis 1 h in einer Wasserstoffatmosphäre, wodurch man den Platten 

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 die erforderliche mechanische Festigkeit verleiht. Dann kühlt man den Stoss in dem genannten Medium ab, bestreut die Platten mit Elektrokorund-Pulver mit einer Teilchengrösse von 50 bis   60 jam   und legt sie wieder zu einem Stoss zusammen. Diesen unterzieht man der Sinterung bei einer Temperatur von 1250 bis 13000C während 2 bis 3 h in dem oben genannten Medium unter anschliessender Abkühlung in demselben Medium. 



   Nachstehend werden folgende Beispiele für die Herstellung des metallischen porösen Materials angeführt. 



     Beispiel l :   Zur Herstellung von metallischem porösem Material verwendet man eine pulverförmige Legierung auf der Basis von Eisen, Nickel, Chrom und Kohlenstoff, die nach der Methode der gemeinsamen Reduktion hergestellt wurde, welche darin besteht, dass man die Beschickung der folgenden Zusammensetzung (bezogen auf 1 kg fertige pulverförmige Legierung) ; Eisenpulver mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 0, 1 Gew.-% 0, 670 kg, Nickeloxydpulver mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 0, 05 Gew.-% 0, 190 kg, Chromoxydpulver mit einem Gehalt an Kohlenstoff von   0, 19 Gew.-% 0, 263   kg, mit Kalziumhydrid, das in einer Menge von 0, 600 kg eingesetzt wird, bei einer Temperatur von 1175  C während 6 h reduziert.

   Das gesinterte Material unterzieht man der Nassmahlung in einer Kugelmühle, wonach die pulverförmige Legierung getrocknet wird. 
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    9 Gew.-%60 jam   der Siebung unterzogen. 



   Das entnommene Pulver wird auf einer Walzstrasse mit waagrecht angeordneten Walzen ausgewalzt, wobei der Durchmesser der Walzen 75 mm, die Länge der Walzen 120 mm, der Abstand zwischen den Walzen 0, 14 mm, deren Rotationsgeschwindigkeit 2 Umdr/min beträgt. 



   Das aus den Walzen austretende Band wird zu 300 mm Platten geschnitten. Einen aus 70 Platten bestehenden Stoss bringt man in einen Ofen ein, wo dieser bei einer Temperatur von 9000C während 1 h in einer Wasserstoffatmosphäre (der Taupunkt beträgt minus   55 C)   vorgesintert und dann in der Wasserstoffatmosphäre abgekühlt wird. Die Platten bestreut man danach zur Verhinderung des Zusammenbackens derselben mit Elektrokorundpulver mit einer Teilchengrösse von 50 bis   60 jum,   legt sie zu einem Stoss von 30 Platten zusammen und sintert endgültig bei einer Temperatur von 12500C während 2 h in der Wasserstoffatmosphäre (der Taupunkt beträgt minus 55 C), wonach in demselben Medium abgekühlt wird. 



   Das erhaltene metallische poröse Material kann als Filtermaterial,   z. B.   für die Reinigung von Hydroflüssigkeiten in Flugzeugen, verwendet werden. 



   Das genannte metallische poröse Material besitzt folgende   Kennwerte : Porösität   39%, spez. Gewicht 4, 78 g/cm3 ; Materialdicke   0,   12 mm, Filtrierfeinheit   5 Mm,   Durchlassfähigkeit (umgerechnet auf flüssigen 
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Das erhaltene Material hält eine Schwingbelastung mit einer Schwingungsfrequenz von 288 Hz während 70 h sowie 10000 Stosszyklen bei 80 Stössen in einer Minute aus. 



     Beispiel 2 :   Für die Herstellung von metallischem porösem Material verwendet man eine pulverförmige Legierung, die 66, 92 Gew.-% Eisen, 18   Grew.-%   Nickel, 15 Gew.-% Chrom und 0, 08 Gew.-% Kohlenstoff enthält und ein Schüttgewicht von 2    g/cm3   besitzt, wobei diese wie in dem Beispiel 1 beschrieben hergestellt wird. 



   Die genannte pulverförmige Legierung unterzieht man der Siebung und entnimmt Fraktionen von 70 bis   80 jam.   Das entnommene Pulver wird in einer Stahlform auf einer hydraulischen Presse bei einem spezifischen Druck von 20   kp/mm3   gepresst. Man erhält ein Halbzeug in Form einer Platte von 100 mm Länge, 50 mm Breite und 5 mm Dicke. 



   Die Platte wird in einen Ofen eingebracht und bei einer Temperatur von 12800C während 2 h in einer Wasserstoffatmosphäre (der Taupunkt beträgt minus   55 C)   gesintert, wonach man sie in demselben Medium abkühlt. 



   Das erhaltene metallische poröse Material kann für die Herstellung von porösen Elementen verwendet werden, die für die Abführung der Wärme von den wärmebelasteten Baugruppen der Apparate der Flugzeug- und Raketentechnik bestimmt sind. 



   Das genannte Material besitzt folgende Kennwerte : Porosität 34%,   spez. Gewicht 5, 3 g/cm3,   Durchlassfähigkeit (umgerechnet auf destilliertes Wasser, das unter dem nachstehend angeführten Druck zugeführt wird) in   cm3/cm2 sec :   5 at-0, 44, 10   at-1, 13,   20   at-2, 85,   Reissfestigkeit, 20   kp/mm2.   

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von metallischem porösem Material durch Siebung einer pulverförmigen Legierung auf der Grundlage von Eisen, Nickel, Chrom und Kohlenstoff in Fraktionen, Sintern und Auswalzen EMI2.3 schwammiger verzweigter Teilchenform, die 56, 9 bis 76, 95 Gew.-% Eisen, 10 bis 20 Gew.-% Nickel, 13 bis 23 Gew.-% Chrom und 0, 05 bis 0, 1 Gew.-% Kohlenstoff enthält, siebt, nach der Siebung der pulverförmigen Legierung die entnommenen Fraktionen auswalzt oder presst und das erhaltene Halbzeug sintert.

   <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 dasspulverförmigen Legierung die Fraktionen mit einer Teilchengrösse von 40 bis 60 btm entnimmt und das Auswalzen der entnommenen Fraktionen der pulverförmigen Legierung bei einem Abstand zwischen den Walzen von 0, 13 bis 0, 15 mm durchführt.