DD205126A1 - METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AL DEEP 2 O LOW 3-CERAMIC BODIES - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AL DEEP 2 O LOW 3-CERAMIC BODIES Download PDF

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DD205126A1
DD205126A1 DD23890682A DD23890682A DD205126A1 DD 205126 A1 DD205126 A1 DD 205126A1 DD 23890682 A DD23890682 A DD 23890682A DD 23890682 A DD23890682 A DD 23890682A DD 205126 A1 DD205126 A1 DD 205126A1
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DD23890682A
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Rolf Bahn
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Hermsdorf Keramik Veb
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Mikrobohrungen im Bereich ungleich 50 mym bei Al tief 2 O tief 3-Keramikkoerpern unter Ausnutzung der Sinterschwindung, wobeihochdisperse Gamma-Tonerde isostatisch mit einem Druck von ungleich 50 MPa unter Einlegen einer Pressnadel zu einem Rohling gepresst, danach die Pressnadel wieder entfernt und anschliessend durch Weissbearbeitung die Mikrobohrung freigeschliffen und schliesslich der ueberdrehte Rohling gesintert wird. Ziel der Erfindung ist es, die Geometrie und die Oberflaeche der Mikrobohrung zu verbessern, wobei die Sinterschwindung des Rohlings erhoeht und eine genaue Fixierung der Pressnadel erfolgen soll. Erfindungsgemaess wird deshalb die eingesetzte hochdisperse Gamma- Tonerde nur inder radialen Richtung des kuenftigen Rohlings gepresst, waehrend eine Verdichtung in axialer Richtung moeglichst voellig unterbunden wird. Die Erfindung laesst sich beispielsweise zur Herstellung von Kapillarbondwerkzeugen anwenden.The invention relates to the production of microbores in the range not equal to 50 microns in Al deep 2 O deep 3 ceramic bodies using the sintering shrinkage, with highly disperse gamma-alumina isostatically pressed at a pressure of not equal to 50 MPa with insertion of a pressing needle to a blank, then the crimping needle is removed again and then the microbore is ground free by white machining and finally the over-turned blank is sintered. The aim of the invention is to improve the geometry and the surface of the microbore, whereby the sintering shrinkage of the blank increases and an accurate fixation of the pressing needle should take place. According to the invention, therefore, the highly dispersed gamma alumina used is pressed only in the radial direction of the future blank, while compaction in the axial direction is as completely as possible prevented. The invention can be used, for example, for the production of capillary carbon tools.

Description

238906 0238906 0

WP B 28 B/238 906-0WP B 28 B / 238 906-0

Dipl.-Ehys. Rolf Bahn P 869Dipl.-Ehys. Rolf Bahn P 869

IPK; 28 Bf 3/00IPK; 28 B f 3/00

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von KeramikkörpernMethod and device for producing ceramic bodies

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von y Keramikkörpern mit Mikrobohrungen im Bereich—50 jum unter Ausnutzung der Sinterschwindung. Derartige Körper werden beispielsweise als Kapillarbondwerkzeuge in Automatikbondern zum Bonden integrierter Schaltkreise oder als Spinndüsen eingesetzt.The invention relates to the production of y ceramic bodies with micro-bores in the range -50 μm using the sintering shrinkage. Such bodies are used for example as Kapillarbondwerkzeuge in automatic bonders for bonding integrated circuits or spinnerets.

Charakteristik der bekannten technischen" MerkmaleCharacteristic of the known technical features

Es ist bereits bekannt, A1~O ^-Keramikkörper mit derartigen Mikrobohrungen unter Ausnutzung der Sinterschwindung herzustellen. Hierbei wird aus hochdisperser ^-Tonerde unter Einlegen einer Preßnadel, deren Durchmesser einen Schwindungsaufschlag von ca. 60 % auf den gewünschten Mikrobohrungsdurchmesser enthält und die eine konische SpitzeIt is already known to produce A1 ~ O ^ ceramic bodies with such microbores by exploiting the sintering shrinkage. This is from fumed ^ clay with insertion of a pressing needle whose diameter contains a Schwindungsaufschlag of about 60 % to the desired microbore diameter and a conical tip

238906 0238906 0

- 2 - P 869- 2 - P 869

aufweist, mit einem Druck$50 MPa auf isostatischem Wege folglich, unter allseitiger Druckübertragung - ein Rohling gepreßt. Danach entfernt man die Preßnadel und drückt an deren Stelle eine Einstecknadel mit dem gleichen Durchmesser in den Rohling. Anschließend wird die Bohrung durch Weißbearbeitung freigeschliffen. Dann erfolgt die Sinterung der so bearbeiteten Rohlinge unter einer Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen zwischen 1700 und 17500C (DD-PS 146 909).Consequently, with a pressure of $ 50 MPa in an isostatic way, under blanket pressure transfer - pressed a blank. Then you remove the crimping pin and presses in their place a Einstecknadel with the same diameter in the blank. The hole is then sanded free by white machining. Then, the sintering of the thus processed blanks takes place under a hydrogen atmosphere at temperatures between 1700 and 1750 0 C (DD-PS 146 909).

Das Pressen der Rohlinge erfolgt auf den üblichem isostatischen Pressen, bei denen in einem Rezipienten eine flexible Form angeordnet ist. Auf diese Weise wird bei der Formgebung der Druck auf das in der flexiblen Form befindliche AIpOo-Pulver allseitig übertragen (DD-PS 86 771).The pressing of the blanks takes place on the usual isostatic pressing, in which a flexible mold is arranged in a recipient. In this way, in the shaping of the pressure on the located in the flexible form AIpOo powder is transferred on all sides (DD-PS 86 771).

Hierbei tritt jedoch der Nachteil ein, daß die Geometrie der Mikrobohrung und die Oberflächenqualität an der Eingangsbzw. Ausgangs-Öffnung häufig nicht den Anforderungen entsprechen, so daß Nacharbeiten erforderlich sind. Auf diese Weise wird aber auch die an der Oberfläche der Mikrobohrung ausgebildete Brennhaut verletzt und damit verringert sich die Abriebfestigkeit. Geringere Standzeiten der Werkzeuge sind die Folge.However, there is the disadvantage that the geometry of the microbore and the surface quality at the Eingangssbzw. Output opening often do not meet the requirements, so that reworking are required. In this way, however, the formed on the surface of the microbore burning skin is injured and thus reduces the abrasion resistance. Lower tool life is the result.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es deshalb, die Geometrie und die Oberfläche der hergestellten Mikrobohrung und damit in der Folge die Standzeit der Werkzeuge zu verbessern.The aim of the invention is therefore to improve the geometry and the surface of the microbore produced and thus the service life of the tools.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver—The invention is therefore based on the object of

238906 0 .3.238906 0 .3.

fahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von 2 Keramikkörpern mit Mikrobohrungen im Bereich ^50yum unter Ausnutzung der Sinterschwindung vorzuschlagen, wobei eine hochdisperse ^-Tonerde isostatisch mit einem Druck von ^ 50 MPa unter Einlegen einer Preßnadel zu einem Rohling gepreßt, danach die Preßnadel wieder entfernt und anschließend durch Weißbearbeitung die Mikrobohrung freigeschliffen und schließlich der überdrehte Rohling gesintert wird. Insbesondere soll die Sinterschwindung des Rohlings erhöht und eine genaue Fixierung der Preßnadel bewirkt werden.drive and a device for the production of 2 ceramic bodies with microbores in the range ^ 50yum to make use of sintering shrinkage, wherein a highly disperse ^ -ton earth isostatically pressed with a pressure of ^ 50 MPa with insertion of a pressing needle to a blank, then removed the baling needle and then, by white machining, the microbore is ground free and finally the over-rotated blank is sintered. In particular, the sintering shrinkage of the blank is to be increased and an accurate fixation of the pressing needle to be effected.

Erfindungsgemäß erfolgt dies, indem die hochdisperse^-Tonerde nur in der radialen Richtung des künftigen Rohlings gepreßt wird, während eine Verdichtung in axialer Richtung möglichst völlig unterbunden wird.According to the invention, this is done by the highly disperse ^ clay is pressed only in the radial direction of the future blank, while a compression in the axial direction is completely prevented as possible.

Dieses Verfahren wird mit einer isostatischen Presse verwirklicht, die im wesentlichen aus einer flexiblen Form mit einem Stützkörper besteht, die in einem üblichen Rezipienten angeordnet sind.This method is realized with an isostatic press which consists essentially of a flexible mold with a support body, which are arranged in a conventional recipient.

Erfindungsgemäß ist die flexible Form als Preßmanschette ausgebildet, deren axiale Öffnungen durch unnachgiebige Stopfen (4) verschlossen sind, wobei der Rand der Stopfen (4-) die Außenkonturen der Preßmanschette (2) überragt. Die Preßmanschette ist von einem sich auf den Rändern der Stopfen (4) abstützenden perforierten Rohr (3) umgeben und einer der Stopfen weist eine Bohrung auf, durch die die Preßnadel (1) fixiert ist.According to the invention, the flexible mold is designed as a compression sleeve whose axial openings are closed by unyielding plugs (4), wherein the edge of the plugs (4) projects beyond the outer contours of the compression collar (2). The ferrule is surrounded by a perforated tube (3) supported on the edges of the plugs (4) and one of the plugs has a bore through which the plunger (1) is fixed.

Da von der Preßform nur die Manschette aus flexiblem Material besteht, während die beiden axialen öffnungen durch Stopfen aus unnachgiebigem Material gefertigt sind, deren Ränder sich auf dem perforierten Rohr gegeneinander abstützen, erfolgt die Verdichtung des Rohlings im wesentlichen nur in radialer Richtung. Mit Hilfe der Bohrung im untersten Stopfen wird die eingesetzte Preßnadel auch während desSince of the mold only the sleeve made of flexible material, while the two axial openings are made by plugs of unyielding material whose edges are supported on the perforated tube against each other, the compression of the blank takes place substantially only in the radial direction. With the help of the hole in the bottom plug, the inserted needle is also during the

•w 4- -• w 4-

238906 0238906 0

- 4 - P 869- 4 - P 869

Pressens sicher fixiert,Pressing securely fixed,

Aüsf utirun^sbeispielUseful example

An einem Beispiel und an Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Preßmanschette mit Stopfen im Schnitt.By way of example and with reference to the drawing, the invention will be explained in more detail. The drawing shows the press cuff with plug in section.

Die Fertigung von Kapillarbondwerkzeugen erfolgt folgendermaßen:The production of capillary carbon tools takes place as follows:

Aus einer hochdispersen/-Tonerde mit einer Oberfläche nach BET von> 100 m /g wird unter Zusatz von 3 % Polyvinylalkohol ein Preßgranulat hergestellt. Die Preßmanschette 2 aus Gummi wird an der unteren Seite mit dem Stopfen 4 aus Metall verschlossen. Danach stülpt man über die Manschette ein perforiertes Rohr 3 zum Stützen der Manschette. In die im Mittelpunkt des Stopfens befindliche Bohrung wird danach die Preßnadel 1 gesteckt und damit fixiert. Die Preßnadel weist einen konischen Teil auf (16°), an den sich an der Spitze ein zylindrischer Teil anschließt. Der Durchmesser des zylindrischen Teiles der Preßnadel beträgt 75 /um, die Länge 0,3 mm. In die auf diese Weise an dem unteren Ende verschlossenen Preßmanschette wird das Preßgranulat eingefüllt und danach wird auch das obere Ende der Manschette mit einem Stopfen 4 aus Metall verschlossen.From a highly dispersed / clay soil with a BET surface area of> 100 m / g, a pressed granulate is produced with the addition of 3 % polyvinyl alcohol. The rubber press collar 2 is closed at the lower side with the stopper 4 made of metal. Thereafter, a perforated tube 3 is slipped over the cuff to support the cuff. In the hole located in the center of the plug then the Preßnadel 1 is inserted and thus fixed. The crimping needle has a conical part (16 °), followed by a cylindrical part at the tip. The diameter of the cylindrical part of the pressing needle is 75 / um, the length 0.3 mm. In the closed in this way at the lower end press cuff, the pressed granules are filled and then the upper end of the sleeve is closed with a stopper 4 made of metal.

Die auf diese Weise verschlossene Preßmanschette wird in den in der Zeichnung nicht dargestellten Rezipienten einer isostatischen Preßanlage gebracht, und es erfolgt die Verdichtung des in der Manschette befindlichen Granulats unter einem Druck von'50 MPa. Das Druckmedium drückt hierbei auf die flexible Gummimanschette, die unter diesem Druck radial nachgibt. Der axiale Druck auf die Metallstopfen 4 hingegen wird durch das perforierte Stützrohr 3 abgefangen, so daß eine Verdichtung in axialer Richtung verhindert wird. Nach dem öffnenThe pressure cup sealed in this way is brought into the recipient of an isostatic press, not shown in the drawing, and the packing in the cuff is compressed under a pressure of 50 MPa. The pressure medium presses on the flexible rubber sleeve, which yields radially under this pressure. The axial pressure on the metal plug 4, however, is intercepted by the perforated support tube 3, so that a compression in the axial direction is prevented. After opening

238906 0238906 0

- 5 - P 869- 5 - P 869

der Preßmanschette läßt sich die Preßnadel leicht aus dem Rohling herausziehen. Anschließend erfolgt das Freischleifen der Bohrung durch Weißbearbeitung. Nach der Sinterung bei einer Temperatur von 172O0O unter Wasserstoffatmosphäre beträgt der Durchmesser der Mikrobohrung 50 yum.the crimping cuff, the crimping pin can be easily pulled out of the blank. Subsequently, the free grinding of the bore by white machining. After sintering at a temperature of 172O 0 O under a hydrogen atmosphere, the diameter of the microbore is 50 yum.

Claims (2)

Erfindungsanspruchinvention claim 1. Verfahren zur Herstellung von Al2Oo-Keramikkörpern mit Mikrobohrungen im Bereich^ 50 /um unter Ausnutzung der Sinterschwindung, wobei eine hochdisperse^-Tonerde isostatisch mit einem Druck von ^ 50 MPa unter Einlegen einer Preßnadel zu einem Rohling gepreßt, danach die Preßnadel wieder entfernt und anschließend durch Weißbearbeitung die Mikrobohrung freigeschliffen und schließlich der überdrehte Rohling gesintert wird, gekennzeichnet dadurch, daß die hochdispersey'-Tonerde nur in der radialen Richtung des künftigen Rohlings gepreßt wird, während eine Verdichtung in axialer Richtung möglichst völlig unterbunden wird·1. A process for the production of Al 2 Oo ceramic bodies with microbores in the range ^ 50 / um taking advantage of sintering shrinkage, wherein a highly disperse ^ -ton earth isostatically pressed with a pressure of ^ 50 MPa by inserting a crimping pin to a blank, then the crimping needle again removed and then the micro-bore is ground free by white machining and finally the over-rotated blank is sintered, characterized in that the hochdispersey'-alumina is pressed only in the radial direction of the future blank, while compression in the axial direction is completely prevented · 2· Preßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, bestehend im wesentlichen aus einer flexiblen Form mit einem Stützkörper, die in einem Rezipienten angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die flexible Form als Preßmanschette (2) ausgebildet ist, deren axiale öffnungen durch unn^giebige Stopfen verschlossen sind, wobei ieich der Rand der Stopfen (4·) die Außenkonturen der Preßmanschette überragt und die Preßmanschette von einem sich auf den Rändern der Stopfen (4) abstützenden perforierten Rohr (3) umgeben ist und daß einer der Stopfen eine Bohrung aufweist, durch die die Preßnadel (1) fixiert ist.2 · pressing device for carrying out the method according to item 1, consisting essentially of a flexible mold with a support body, which is arranged in a recipient, characterized in that the flexible mold is designed as a press collar (2) whose axial openings by unn ^ giebige plugs are sealed, wherein ieich the edge of the stopper (4 x) projects beyond the outer contours of the Preßmanschette and Preßmanschette supported by a on the edges of the plug (4), perforated tube (3) is surrounded, and in that one of the plugs comprises a bore , by which the pressing needle (1) is fixed. - Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -- For this 1 sheet drawings -
DD23890682A 1982-04-12 1982-04-12 METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AL DEEP 2 O LOW 3-CERAMIC BODIES DD205126A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0689914A1 (en) * 1994-06-29 1996-01-03 WILHELM SÖNDGEN GmbH Method for manufacturing ceramic vessels in series
CN103319174A (en) * 2013-07-11 2013-09-25 宜兴市运博科技有限公司 Preparation method of mandrel for heat tube forming

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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