CS261036B1

CS261036B1 - A method for producing a molded part formed by solid and refractory layers of metal material and carbon

Info

Publication number: CS261036B1
Application number: CS865113A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Dousek
Original assignee: Frantisek Dousek
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS511386A1

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby výlisku tvořeného pevně a žáruvzdorně spojenými vrstvami kovového materiálu a uhlíku technologií práškové metalurgie. Podstata řešení spočívá v tom, že do lisovací formy se postupně nasypávají vrstva čistého uhlíku, mezivrstvy obsahující oba spojované materiály, ve směsi tvořené 1 až 99 % obj. kovového materiálu a uhlíku vzniklé přímým smísením obou materiálů a vrstva čistého kovového materiálu, vše v práškové formě, načež se provede slisování a slinování výlisku v inertní atmosféře s výhodou při teplotě blížící se k teplotě tání níže tající komponenty. Materiály lze nasypávat i v opačném pořadí. Množství nasypávaných materiálů se volí tak, aby po slisování a slinování vznikly vrstvy s požadovanými tloušEkami hotového výlisku.The solution concerns a method of producing a molding formed by firmly and refractoryally bonded layers of metal material and carbon using powder metallurgy technology. The essence of the solution lies in the fact that a layer of pure carbon, intermediate layers containing both bonded materials, in a mixture consisting of 1 to 99% by volume of metal material and carbon formed by direct mixing of both materials, and a layer of pure metal material, all in powder form, are gradually poured into the molding mold, after which the molding is pressed and sintered in an inert atmosphere, preferably at a temperature approaching the melting point of the lower-melting component. The materials can also be poured in the opposite order. The amount of materials poured is selected so that after pressing and sintering, layers with the required thicknesses of the finished molding are formed.

Description

Vynález se týká způsobu výroby výlisku tvořeného pevně a žáruvzdorně spojenými vrstvami kovového materiálu a uhlíku technologii práškové metalurgie.The present invention relates to a process for the manufacture of a compact consisting of rigid and refractory bonded layers of metallic material and carbon powder metallurgy technology.

V některých případech technické praxe je důležitá možnost pevného spojení uhlíku s kovovým materiálem tak, aby byl zaručen dobrý přenos tepla a pevnost spoje i za vysokých teplot blížících se teplotě tání daného kovu, např. při metalurgických procesech při kontinuál ním lití kovů, kdy je uhlík jako inertní vystýlka nádoby a kov např. mě3 slouží k odvodu tepla a chlazení vnější stěny. Možnosti provedení takového pevného a žáruvzdorného spoje jsou omezené.In some cases of technical practice, the possibility of firmly bonding carbon to a metallic material is important so as to ensure good heat transfer and bond strength even at high temperatures close to the melting point of the metal, for example in metallurgical processes in continuous metal as an inert lining of the vessel and the metal e.g. The possibilities of making such a rigid and refractory joint are limited.

Cílem vynálezu je spojit uhlík zejména grafitický s kovovým materiálem tak, aby byl spoj pevný, žáruvzdorný až do bodu tání daného kovu a aby umožňoval dobrý přestup tepla mezi uhlíkem a kovovým materiálem.It is an object of the present invention to bond graphite carbon in particular to a metallic material such that the joint is solid, refractory up to the melting point of the metal and allows good heat transfer between the carbon and the metal material.

Podstata vynálezu spočívá ve způsobu výroby výlisku tvořeného pevně a žáruvzdorně spojenými vrstvami kovového materiálu a uhlíku technologii práškové metalurgie charakteristickém tím, že do lisovací formy se nejprve nasype vrstva čistého uhlíku v práškové formě, pak se postupně přisypávají mezivrstvy, nejméně však jedna, obsahující oba spojované materiály ve směsi tvořené 1 až 99 % obj. kovového materiálu a uhlíku a vzniklé přímým smísením kovového materiálu a uhlíku v práškové formě, přičemž obsah uhlíku v mezivrstvách klesá směrem od uhlíkové vrstvy ve prospěch kovového materiálu a jako poslední se nasype vrstva čistého kovového materiálu v práškové formě, načež se provede slisování a slinování výlisku v inertní atmosféře s výhodou při teplotě blížící se teplotě tání níže tající komponenty.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the manufacture of a compact consisting of rigidly and refractory bonded metal and carbon layers of powder metallurgy technology characterized in that a blank of powdered carbon is first poured into the mold, materials in a mixture of 1 to 99% by volume of metallic material and carbon resulting from the direct mixing of metallic material and carbon in powder form, with the carbon content of the interlayer decreasing away from the carbon layer in favor of the metallic material and in powder form, followed by compressing and sintering the compact in an inert atmosphere, preferably at a temperature approaching the melting point of the lower melting component.

Vynález využívá poznatku, že technologií práškové metalurgie lez spojit navzájem i velmi různorodé materiály tak, že na jedné straně výlisku se nachází materiál jeden a na opačné straně druhý a to i materiály takové, které se přímým navrstvením a slisováním spojit nedají.The invention makes use of the fact that by using powder metallurgy technology even very diverse materials can be connected to each other such that on one side of the molding there is a material on one side and on the other side also materials which cannot be joined by direct lamination and compression.

Toto spojení lze realizovat pomocí mezivrstev obsahujcích oba spojované materiály ve směsi. Mezivrstvy se vytváří přímým smísením kovového materiálu s uhlíkem v práškové formě tak, aby se obsah kovového materiálu od vrstvy k vrstvě snižoval ve prospěch uhlíku, čímž se dosáhne spojitého vzájemného prostoupení skeletů obou látek a jejich pevného spojeni po slisování a slinování výlisku. Na obě strany soustavy mezivrstev nebo alespoň mezivrstvy jediné mající s výhodou složení 50/50 i obj., je pak možné nalisovat libovolně silné vrstvy jednotlivých čistých látek. Výlisek lze obdržet i tak, že do lisovací formy se postupně nasypávají jednotlivé vrstvy i mezivrstvy v opačném pořadí.This bonding can be accomplished by means of interlayers containing both bonded materials in the mixture. The interlayers are formed by direct mixing of the metallic material with carbon in powder form so as to reduce the metal content from layer to layer in favor of carbon, thereby achieving a continuous interpenetration of the skeletons of both substances and their solid bonding after compression and sintering of the compact. On both sides of the interlayer system or at least one interlayer having preferably a composition of 50/50 and by volume, it is then possible to press any thick layers of individual pure substances. The molding can also be obtained by gradually pouring the individual layers and interlayers in reverse order into the mold.

Způsob výroby výlisku podle vynálezu umožňuje volit množství nasypávaných materiálů tak, aby po slisování vznikly vrstvy požadovaných tlouštěk a celková žádaná tlouštka výlisku. Slisování se provádí v inertní atmosféře, s výhodou při teplotě blížící se k bodu táni níže tající komponenty nebo alespoň přesahující teplotu, při které bude výlisek používán. Výrobek je pak při použití tvarově a objemově stálý až do této teploty, tj. neprojevují se u něho již žádané kontrakce.The method of manufacture of a compact according to the invention makes it possible to select the amount of poured materials so that, after compression, layers of the desired thickness and the total desired thickness of the compact are produced. The compression is performed in an inert atmosphere, preferably at a temperature approaching the melting point of the lower melting component or at least above the temperature at which the compact will be used. The product is then dimensionally and volumetrically stable up to this temperature, i.e. no contractions are desired.

Výhody tohoto řešení jsou ilustrovány následujícími příklady provedení, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by jej jakýmkoliv způsobem omezovaly.The advantages of this solution are illustrated by the following examples which illustrate the invention without limiting it in any way.

Příklad 1Example 1

Do lisovací formy válcového tvaru byly postupně nasypány následující práškové komponenty:The following powder components were gradually added to the cylindrical mold:

vrstva layer měd, g copper, g qrafit, q qrafit, q obj. i měň vol. and currency obj. % grafit % by volume graphite 1. 1. 1,5 1.5 0 0 100 100 ALIGN! 0 0 2. 2. 1,2 1,2 0,074 0,074 80 80 20 20 May 3. 3. 0,9 0.9 0,148 0.148 60 60 10 10 4. 4. 0,6 0.6 0,222 0.222 40 40 60 60 5. 5. 0,3 0.3 0,297 0.297 20 20 May 80 80 6. 6. 0,15 0.15 0,334 0.334 10 10 90 90 7. 7. 0 0 0,370 0.370 0 0 100 100 ALIGN!

Vše bylo slisováno tlakem 400 MPa, vyjmuto z formy a slinováno při 800 °C v atmosféře vodíku po dobu 1,5 h. Byl získán výlisek mající na jedné straně vrstvu 0,5 mm čisté mědi a na druhé straně 0,5 mm čistého grafitu, pevně vzájemně spojenými pěti mezivrstvami.All was compressed at 400 MPa, removed from the mold and sintered at 800 ° C under a hydrogen atmosphere for 1.5 h. A compact having a 0.5 mm pure copper layer on one side and 0.5 mm pure graphite on the other side was obtained. , firmly connected by five interlayers.

Příklad 2Example 2

Bylo postupováno jako v příkladě 1, jen s tím rozdílem, že vrstva čisté mědi a čistého grafitu byla spojena pouze jednou mezivrstvou o složení 47,5 % obj. mědi.The procedure was as in Example 1, except that the layer of pure copper and pure graphite was joined by only one intermediate layer of 47.5% by volume copper.

Příklad 3Example 3

Bylo postupováno jako v příkladě 1 a 2, jen s tím rodilém, že bylo provedeno spojení stříbra a grafitu.Proceed as in Examples 1 and 2, except that the silver and graphite were combined.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Method for producing a compact consisting of rigidly and refractory bonded layers of metallic material and carbon by powder metallurgy technology, characterized in that first a layer of pure carbon powder is poured into the mold, then successively adding interlayers, at least one containing both bonded materials mixtures of 1 to 99% by volume of metallic material and carbon resulting from the direct mixing of metallic material and carbon in powder form, with the inter-layer carbon content decreasing away from the carbon layer in favor of the metallic material and the last layer of pure metallic powder in powder form; and then compacting and sintering the compact in an inert atmosphere, preferably at a temperature approaching the melting point of the lower melting component.

2. Method according to claim 1, characterized in that the layers and interlayers are poured into the mold in reverse order.

3. The production method according to claim 1 or 2, characterized in that the amount of material to be poured is selected such that, after compression and sintering, layers of the desired thickness and total desired thickness of the compact are produced.