DE102014210216A1 - Method for producing a component - Google Patents
Method for producing a component Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014210216A1 DE102014210216A1 DE102014210216.2A DE102014210216A DE102014210216A1 DE 102014210216 A1 DE102014210216 A1 DE 102014210216A1 DE 102014210216 A DE102014210216 A DE 102014210216A DE 102014210216 A1 DE102014210216 A1 DE 102014210216A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- materials
- components
- component
- production
- case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 8
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- CPTCUNLUKFTXKF-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Zr].[Mo] Chemical group [Ti].[Zr].[Mo] CPTCUNLUKFTXKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000001272 pressureless sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N silicon tungsten Chemical compound [Si].[W] WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/045—Alloys based on refractory metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
- C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/045—Alloys based on refractory metals
- C22C1/0458—Alloys based on titanium, zirconium or hafnium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/666—Applying a current during sintering, e.g. plasma sintering [SPS], electrical resistance heating or pulse electric current sintering [PECS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
- C04B2237/363—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/40—Metallic
- C04B2237/403—Refractory metals
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils in einer Spark-Plasma-Sintering-Anlage, die eine obere Elektrode und eine untere Elektrode umfasst. Erfindungsgemäß sind zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode Materialien für wenigstens zwei Bauteile übereinander angeordnet. Mit einem derartigen Verfahren ist eine Herstellung von mehreren Bauteilen mit einem deutlich reduzierten Zeitaufwand möglich.The invention relates to a method for producing a component in a spark plasma sintering system comprising an upper electrode and a lower electrode. According to the invention, materials for at least two components are arranged one above the other between the upper electrode and the lower electrode. With such a method, a production of several components with a significantly reduced amount of time is possible.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils in einer Spark-Plasma-Sintering-Anlage. The invention relates to a method for producing a component in a spark plasma sintering system.
Die Herstellung von Bauteilen, die aus mehreren für den Hochtemperatureinsatz geeigneten Materialien zusammengesetzt sind, erfolgt beispielsweise durch druckloses Sintern bei 2.000 °C bis ca. 2.300 °C, durch heißisostatisches Pressen (HIP) bei 1.700 °C bis ca. 2.300 °C oder durch Spark-Plasma-Sintern bei 2.000 °C bis ca. 2.300 °C. Hierzu gehören unter anderem gradierte Keramiken, in denen eine Abfolge von unterschiedlichen Materialen (z.B. verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten) aufeinander folgt. Auch Drehanoden mit einem Grundkörper, einem Energiespeicher und einer Brennbahn gehören zu dieser Art von Bauteilen. Die Herstellung der Bauteile erfolgt jeweils einzeln, d.h. jedes Werkstück wird aus Pulvern grob in eine der Zielkontur nahe Form gebracht und dann bei hohen Temperaturen in einer Vorrichtung gesintert. The production of components that are composed of several materials suitable for high temperature use, for example, by pressureless sintering at 2000 ° C to about 2300 ° C, by hot isostatic pressing (HIP) at 1700 ° C to about 2300 ° C or by Spark plasma sintering at 2,000 ° C to about 2,300 ° C. These include, among others, graded ceramics in which a succession of different materials (e.g., different coefficients of thermal expansion) follow each other. Rotary anodes with a base body, an energy storage and a focal path also belong to this type of components. The production of the components takes place individually, i. Each workpiece is roughly shaped from powders into one of the target contour and then sintered at high temperatures in a device.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Grundkörpers für eine Drehanode einer Röntgenröhre ist beispielsweise aus der
Weiterhin ist in der
Ferner offenbart die
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Bauteilen müssen die Bauteile jeweils einzeln und damit entsprechend zeitaufwendig gefertigt werden. In the known method for the production of components, the components must be made individually and therefore correspondingly time-consuming.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Herstellung von mehreren Bauteilen mit einem deutlich reduzierten Zeitaufwand ermöglicht. Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned, which allows the production of several components with a significantly reduced expenditure of time.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegentand von weiteren Ansprüchen. The object is achieved by a method according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in each case the subject of further claims.
Das Verfahren nach Anspruch 1 dient zum Herstellen eines Bauteils in einer Spark-Plasma-Sintering-Anlage, die eine obere Elektrode und eine untere Elektrode umfasst. Erfindungsgemäß sind zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode Materialien für wenigstens zwei Bauteile übereinander angeordnet. The method of claim 1 is for manufacturing a device in a spark plasma sintering system comprising an upper electrode and a lower electrode. According to the invention, materials for at least two components are arranged one above the other between the upper electrode and the lower electrode.
Die bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 verwendete Spark-Plasma-Sintering-Anlage (SPS-Anlage) umfasst beispielsweise einen Tiegel in Form eines Hohlzylinders, in dem eine obere Elektrode und eine untere Elektrode eingepasst sind. Tiegel und Elektroden, die das eigentliche Presswerkzeug bilden, sind aus Grafit hergestellt. Das pulverförmige bzw. körnerförmige Material wird direkt in das Presswerkzeug gefüllt und manuell vorverdichtet. Während der eigentlichen Sinterprozedur wird ein gepulster Strom mit hoher Stromstärke und niedriger Spannung durch das Presswerkzeug und durch den Sinterkörper geleitet. Im Rahmen der Erfindung müssen die Materialien nicht zwingend pulverförmig oder körnerförmig sein. Vielmehr können die Materialien zumindest teilweise alternativ oder zusätzlich auch als Halbzeuge, beispielsweise Folien oder (monolithische) Grundkörper, ausgebildet sein. The spark plasma sintering apparatus (SPS system) used in the method according to claim 1, for example, comprises a crucible in the form of a hollow cylinder in which an upper electrode and a lower electrode are fitted. Crucibles and electrodes, which form the actual pressing tool, are made of graphite. The pulverulent or granular material is filled directly into the pressing tool and pre-compressed manually. During the actual sintering procedure, a high current, low voltage pulsed current is passed through the die and through the sintered body. In the context of the invention, the materials need not necessarily be powdery or granular. Rather, the materials may be at least partially alternatively or additionally also as semi-finished products, such as films or (monolithic) base body formed.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich also um ein Spark-Plasma-Sintering-Verfahren (SPS-Verfahren), bei dem die Materialien (z.B. Pulver, Körner, Halbzeuge usw.) für alle Bauteile, zumindest jedoch für zwei Bauteile, zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode übereinander angeordnet sind. Damit durchströmt der elektrische Strom (resistiver Heizstrom) die in die SPS-Anlage eingebrachten Materialien seriell. Das Verfahren nach Anspruch 1 erlaubt damit eine Herstellung von mehreren Bauteilen mit einem deutlich reduzierten Zeitaufwand. The method according to the invention is therefore a spark plasma sintering method (SPS method), in which the materials (eg powder, grains, semi-finished products, etc.) for all components, but at least for two components, between the upper Electrode and the lower electrode are arranged one above the other. Thus, the electrical current (resistive heating current) flows through the materials introduced into the PLC system serially. The method according to claim 1 thus allows a production of several components with a significantly reduced expenditure of time.
Abhängig von den bei der Herstellung eingesetzten Materialien und der Form der zu fertigenden Bauteile sind beispielsweise Temperaturen zwischen ca. 1.700 °C und ca. 2.300 °C, Drücke von ca. 30 MPa bis ca. 50 MPa sowie Prozesszeiten zwischen ca. 30 min und ca. 60 min für das erfindungsgemäße SPS-Verfahren vorteilhaft realisierbar. Depending on the materials used in the production and the shape of the components to be manufactured, for example, temperatures between about 1700 ° C and about 2300 ° C, pressures of about 30 MPa to about 50 MPa and process times between about 30 min and Approximately 60 min for the inventive PLC method advantageously feasible.
Die erfindungsgemäß realisierbare Anordnung der Materialien für mehrere Bauteile erfordert/benötigt nur eine einzige Vorrichtung. Gegenüber einer parallelen Bauteilefertigung von mehreren Bauteilen, die einen gleichzeitigen Betrieb einer entsprechenden Anzahl an Vorrichtungen erfordert, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung kein entsprechend erhöhter Wartungsaufwand erforderlich. Darüber hinaus müssen bei der erfindungsgemäßen Lösung die gleichzeitig gefertigten Bauteile nicht notwendigerweise identisch sein, sondern können auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen. The inventively feasible arrangement of the materials for several components requires / requires only a single device. Compared to a parallel component production of several components, which requires a simultaneous operation of a corresponding number of devices, no correspondingly increased maintenance is required in the inventive solution. Moreover, in the solution according to the invention, the components manufactured at the same time do not necessarily have to be identical, but may also consist of different materials.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Materialien der wenigstens zwei Bauteile jeweils ein Trennmittel eingebracht ist. Bei dem Trennmittel kann es sich z.B. um pulverförmiges Bornitrid (BN) handeln. An advantageous embodiment according to claim 2, characterized in that between the materials of the at least two components in each case a release agent is introduced. The release agent may be e.g. to act powdered boron nitride (BN).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist auf dem Material des obersten Bauteils und/oder unter dem Material des untersten Bauteils jeweils eine Trennschicht angeordnet. Die Trennschicht kann beispielsweise aus einer dünnen Folie aus Molybdän (Mo) hergestellt sein. According to a further preferred embodiment according to claim 3, in each case a separating layer is arranged on the material of the uppermost component and / or under the material of the lowermost component. The release layer can be made, for example, from a thin film of molybdenum (Mo).
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch ein Verfahren gemäß Anspruch 4 realisierbar. Bei diesem bevorzugten Verfahren umfassen die Materialien der Bauteile jeweils wenigstens ein Material für einen Grundkörper, einen Energiespeicher und eine Brennbahn. Mit einem Verfahren gemäß Anspruch 4 sind Anoden, insbesondere Drehanoden, zuverlässig herstellbar. A particularly advantageous embodiment of the invention can be realized by a method according to claim 4. In this preferred method, the materials of the components each comprise at least one material for a base body, an energy store and a focal track. With a method according to claim 4, anodes, in particular rotary anodes, can be reliably produced.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß Anspruch 5 ist das Material für den Grundkörper Titan-Zirkon-Molybdän (TZM). TZM ist eine Molybdän-Legierung, die 0,5 Gew.-% Titan (Ti) und 0,08 Gew.-% Zirkon (Zr) sowie 0,04 Gew.-% Kohlenstoff (C) enthält. Das Verfahren gemäß Anspruch 5 ist gleichermaßen gut auch für die Herstellung eines Grundkörpers aus reinem Molybdän (Mo) oder aus einem Keramikwerkstoff geeignet. Zu den einsetzbaren Keramikwerkstoffen zählen z.B. Siliziumcarbid (SiC) oder eine Mischkeramik aus Siliziumcarbid und Titandiborid (SiC-TiB2). In one embodiment of the method according to claim 5, the material for the base body is titanium-zirconium-molybdenum (TZM). TZM is a molybdenum alloy containing 0.5% by weight of titanium (Ti) and 0.08% by weight of zirconium (Zr) and 0.04% by weight of carbon (C). The method according to claim 5 is equally well suited for the production of a basic body of pure molybdenum (Mo) or of a ceramic material. The usable ceramic materials include, for example, silicon carbide (SiC) or a mixed ceramic of silicon carbide and titanium diboride (SiC-TiB 2 ).
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 ist das Material für den Energiespeicher Grafit, also Kohlenstoff (C) mit einer hexagonalen Kristallstruktur. Alternativ können bei dem Verfahren nach Anspruch 6 anstelle von Grafit z.B. auch der vorgenannte Keramikwerkstoff Siliziumcarbid (SiC) oder eine Mischkeramik aus Siliziumcarbid und Titandiborid (SiC-TiB2) für die Herstellung eines Energiespeichers verwendet werden. According to one embodiment of the method according to claim 6, the material for the energy storage graphite, ie carbon (C) having a hexagonal crystal structure. Alternatively, in the method according to claim 6 instead of graphite, for example, the aforementioned ceramic material silicon carbide (SiC) or a mixed ceramic of silicon carbide and titanium diboride (SiC-TiB 2 ) can be used for the production of an energy storage.
Ein Verfahren nach Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Brennbahn Wolfram (W) ist. Für die Brennbahn kann als alternatives Material auch Rhenium (Re) eingesetzt werden. A method according to claim 7, characterized in that the material for the focal track is tungsten (W). Rhenium (Re) can also be used as alternative material for the focal track.
Die Erfindung wird nachfolgend exemplarisch an der gleichzeitigen Herstellung von wenigstens zwei Bauteilen erläutert. Bei der nachfolgenden Beschreibung handelt es sich um den speziellen Fall der Herstellung von Drehanoden. The invention is explained below by way of example with the simultaneous production of at least two components. The following description is the specific case of manufacturing rotary anodes.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können in einem Spark-Plasma-Sintering-Prozess, mehrere Bauteile (Drehanoden) gleichzeitig hergestellt werden. With the method according to the invention, several components (rotary anodes) can be produced simultaneously in a spark plasma sintering process.
Hierbei werden jeweils ein Grundkörper aus Titan-Zirkon-Molybdän (TZM) und ein Energiespeicher aus Grafit sowie eine Brennbahn aus Wolfram miteinander verbunden. Der Grundkörper ist hierbei z.B. als Plättchen bzw. als Platte ausgeführt, wohingegen der Energiespeicher z.B. als Ronde ausgeführt ist. Alternativ können sowohl der Grundkörper als auch der Energiespeicher jeweils als Ronde ausgeführt sein. In this case, a basic body made of titanium-zirconium-molybdenum (TZM) and an energy store made of graphite and a tungsten filament are connected to each other. The basic body is in this case e.g. as a plate or as a plate, whereas the energy storage, e.g. is executed as Ronde. Alternatively, both the main body and the energy storage can each be designed as Ronde.
Das Material (Wolfram) für die Brennbahn kann dazu in die SPS-Anlage z.B. als Pulver eingebracht werden. Das Wolframpulver wird dabei sowohl gesintert (und dabei verdichtet), als auch mit dem vorgefertigten Grundkörper (TZM) verbunden. Gleichzeitig wird der Grundkörper (TZM) mit dem vorgefertigten Energiespeicher (Grafit) verbunden. The material (tungsten) for the focal path can for this purpose in the PLC system, e.g. be introduced as a powder. The tungsten powder is both sintered (and thereby compacted), as well as connected to the prefabricated body (TZM). At the same time, the basic body (TZM) is connected to the prefabricated energy store (graphite).
Im Rahmen der Erfindung müssen der Grundkörper und der Energiespeicher nicht notwendigerweise als vorgefertigte Halbzeuge vorliegen. Vielmehr ist es auch möglich, dass die Materialien für den Grundkörper und/oder den Energiespeicher gemeinsam mit dem Material der Brennbahn jeweils in Pulverform in die SPS-Anlage eingebracht werden. In the context of the invention, the base body and the energy storage need not necessarily be present as prefabricated semi-finished products. Rather, it is also possible that the materials for the main body and / or the energy storage are introduced together with the material of the focal path in each case in powder form in the PLC system.
Die Anzahl der gleichzeitig hergestellten Anoden ist hierbei nur durch die Bauhöhe der SPS-Anlage begrenzt. The number of anodes produced at the same time is limited only by the height of the PLC system.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn vor dem Beginn der Herstellung in die SPS-Anlage wenigstens eine Trennschicht eingebracht wird. Eine obere Trennschicht ist auf dem obersten Bauteil und/oder eine untere Trennschicht ist unter dem untersten Bauteil angeordnet. Die Trennschichten sind beispielsweise aus einer kohlenstoffabsorbierenden dünnen Folie, z.B. einer Molybdänfolie, hergestellt. Falls die Elektroden, die Teil des eigentlichen Presswerkzeugs sind, aus Grafit gefertigt sind, werden durch diese Maßnahme Verunreinigungen der Materialien durch Kohlenstoff zuverlässig verhindert. Derartige Verunreinigungen sind nachteilig, da sie zu einer Versprödung der Brennbahn durch Bildung von Wolframcarbid (WC) führen können. Das Molybdän dient in diesem Fall also als Opfermaterial, da es nicht mehr wiederverwendet werden kann. It has proved to be advantageous if at least one separating layer is introduced into the PLC system before the start of production. An upper separation layer is disposed on the uppermost component and / or a lower separation layer is disposed below the lower component. The separating layers are produced, for example, from a carbon-absorbing thin film, for example a molybdenum foil. If the electrodes, which are part of the actual pressing tool, are made of graphite, this measure reliably prevents contamination of the materials by carbon. Such impurities are disadvantageous because they lead to embrittlement of the focal path by formation of Tungsten carbide (WC) can lead. The molybdenum in this case serves as a sacrificial material, since it can not be reused.
Jeweils über einem Bauteil und unter einem Bauteil ist in vorteilhafter Weise ein Trennmittel, z.B. pulverförmiges Bornitrid, eingebracht. In each case above a component and below a component is advantageously a release agent, e.g. powdered boron nitride introduced.
Nach Durchführung einer Vielzahl von Versuchen werden für die Herstellung von Drehanoden derzeit eine Temperatur von ca. 1.650 °C bis ca. 1.700 °C, ein Druck von ca. 40 MPa und eine Haltezeit von ca. 30 min als optimal betrachtet. After carrying out a large number of experiments, a temperature of about 1650 ° C. to about 1700 ° C., a pressure of about 40 MPa and a holding time of about 30 min are currently regarded as optimal for the production of rotary anodes.
Wie aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen SPS-Verfahrens anhand der Herstellung von Drehanoden ersichtlich ist, können mit diesem Verfahren mehr als eine Drehanode pro Sinterprozess hergestellt werden. As can be seen from the description of the SPS process according to the invention based on the production of rotary anodes, more than one rotary anode per sintering process can be produced with this method.
Obwohl die Erfindung anhand der Herstellung einer Drehanode erläutert ist, versteht es sich für den Fachmann von selbst, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung beliebiger Bauteile geeignet ist. Although the invention is explained with reference to the production of a rotary anode, it is obvious to the person skilled in the art that the method according to the invention is suitable for the production of any components.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011083064 B4 [0003] DE 102011083064 B4 [0003]
- DE 102012210355 A1 [0004] DE 102012210355 A1 [0004]
- WO 2012/097393 A1 [0005] WO 2012/097393 A1 [0005]
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014210216.2A DE102014210216A1 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Method for producing a component |
| PCT/EP2015/059729 WO2015180927A1 (en) | 2014-05-28 | 2015-05-04 | Method for producing a component in a spark plasma sintering system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014210216.2A DE102014210216A1 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Method for producing a component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102014210216A1 true DE102014210216A1 (en) | 2015-12-03 |
Family
ID=53052858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102014210216.2A Ceased DE102014210216A1 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Method for producing a component |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102014210216A1 (en) |
| WO (1) | WO2015180927A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012097393A1 (en) | 2011-01-19 | 2012-07-26 | Plansee Se | Rotary x-ray anode |
| US20130052442A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Gary B. Merrill | Material system of co-sintered metal and ceramic layers |
| DE102011083064B4 (en) | 2011-09-20 | 2013-06-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotary anode and method for producing a base body for a rotary anode |
| DE102012210355A1 (en) | 2012-06-20 | 2013-12-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotary anode and method for its production |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1918064A (en) * | 1930-09-08 | 1933-07-11 | Gen Electric | Method of making strong, thin, cemented carbide disks |
-
2014
- 2014-05-28 DE DE102014210216.2A patent/DE102014210216A1/en not_active Ceased
-
2015
- 2015-05-04 WO PCT/EP2015/059729 patent/WO2015180927A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012097393A1 (en) | 2011-01-19 | 2012-07-26 | Plansee Se | Rotary x-ray anode |
| US20130052442A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Gary B. Merrill | Material system of co-sintered metal and ceramic layers |
| DE102011083064B4 (en) | 2011-09-20 | 2013-06-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotary anode and method for producing a base body for a rotary anode |
| DE102012210355A1 (en) | 2012-06-20 | 2013-12-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotary anode and method for its production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015180927A1 (en) | 2015-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60206382T2 (en) | REACTION BRAZING A TUNGSTEN OR MOLYBDEN BODY ON A CARBON-BASED CARRIER | |
| EP2193538B1 (en) | X-ray anode having improved heat dissipation | |
| EP1718777B1 (en) | Method for the production of a molybdenum alloy | |
| DE102010046468B4 (en) | Generative manufacturing process and powder for this purpose | |
| DE102012206125A1 (en) | Process for the production of low-pressure turbine blades made of TiAl | |
| JP2018083959A (en) | Method for producing powder metallurgy sintered compact by lamination molding method | |
| DE102015205316A1 (en) | A method of producing a superalloy member having a powder bed-based additive manufacturing method and superalloy member | |
| DE102011079471A1 (en) | Process for forming a composite and heat sink | |
| DE1263576B (en) | Process for the production of cermets | |
| DE102012217191A1 (en) | Producing a refractory metal component | |
| EP3295468A1 (en) | X-ray anode | |
| DE102012217182A1 (en) | Producing a refractory metal component | |
| WO2016131976A1 (en) | Component comprising a ceramic base body having a conduit element and a fastening element, and method for the production thereof | |
| AT517894A1 (en) | friction stir welding | |
| DE102011013894A1 (en) | Final shape production of components made of material comprising intermetallic phases of trimolybdenum silicide and molybdenum borosilicide distributed in matrix, comprises e.g. subjecting powder mixture to grinding and producing suspension | |
| EP3015199A2 (en) | Method for producing a target alloy that is resistant to high temperatures, a device, an alloy and a corresponding component | |
| DE102014210216A1 (en) | Method for producing a component | |
| Michalski et al. | Microstructure of the cBN/WC6Co composite produced by the pulse plasma sintering (PPS) method | |
| EP3240766B1 (en) | Method for producing a component from max phases | |
| DE102008045984A1 (en) | Method for producing a component and device therefor | |
| DE102014117424A1 (en) | Melting process for alloys | |
| DE102014115839A1 (en) | Method for applying a solder material | |
| DE102015206241B4 (en) | SiC-diamond composite material and process for its production | |
| WO2014044432A1 (en) | Production of a refractory metal component | |
| DE112016002010T5 (en) | A method of manufacturing a surface treatment electrode by discharge and a method of manufacturing a film body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C04B0035640000 Ipc: B22F0007020000 |
|
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |