DE10311899A1

DE10311899A1 - Hohles Metallobjekt und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10311899A1
Application number: DE10311899A
Authority: DE
Inventors: Akira Tsuda; Masatada Numano; Yoshihiro Nakai; Tsuyoshi Nomura; Takashi Kondo
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumiden Fine Conductors Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumiden Fine Conductors Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2003-10-23
Also published as: HK1056339A1; US20030180568A1; TW590821B; JP2003275927A; CN1446644A; CN1248795C; US6897399B2; TW200305466A; JP3759058B2; KR20030086891A; KR100492871B1

Abstract

Die Herstellung von hohlen Metallobjekten mit engem Durchmesser unter Verwendung von schwierig plastisch zu bearbeitenden Metallen ist mit herkömmlichen Herstellverfahren problematisch; je enger der Durchmesser, desto höher die Herstellkosten, und unter manchen Umständen war die Herstellung unmöglich. Mehrere Metalldrähte werden zu einem verdrehten Drahtballen verarbeitet, benachbarte Metalldrähte werden in planaren Kontaktbereichen in Kontakt gebracht, und der Ballen wird vereinigt durch Zuführen eines Festigermittels entlang der Außenseite, wodurch ein hohles Metallobjekt hergestellt wird, das einen gleichmäßigen Innendurchmesser und eine saubere Innenfläche hat.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft hohle Metallobjekte, die in ihrem Kernbereich einen Raum haben, der den Durchtritt von Fluiden, wie beispielsweise Flüssigkeiten und Gasen, durch diesen Raum hindurch ermöglicht.

Beschreibung des Standes der Technik

Hohle Metallobjekte werden heutzutage als Rohrleitungen oder Röhren verwendet, als Leitungen zum hindurch Laufen lassen von Fluiden, wie beispielsweise Gasen und Flüssigkeiten, und außerdem als Komponenten zum Ausbilden des Rahmens von Aufbauten. Dank der reichlich vorhandenen Duktilität von Metallen, ihrer plastischen Bearbeitbarkeit und ihrer geeigneten Steifigkeit sind Metalle nützlich auf Gebieten, die komplexe Gestalten erfordern, an welche Kunstharze und gesinterte Materialien nicht angepasst werden können. Die elektrische Leitfähigkeit von Metallen ermöglicht es außerdem, sie als Teil eines elektrischen Schaltkreises zu verwenden. Außerdem sind, weil diese Eigenschaften gemäß der Art des Metalls frei gewählt werden können, gemäß der Bearbeitungsstufe, der Wärmebehandlung, etc., ihre industriellen Anwendungsgebiete extrem breit geworden.

Insbesondere mit hohlen Metallobjekten finden Röhren mit kleinem Durchmesser, deren Außendurchmesser einige mm oder weniger beträgt, praktische Anwendung, abgesehen von der Verwendung als normale Fluidleitungen, in spezialisierten Anwendungen, wie beispielsweise als Elektroden beim Bearbeiten von feinen Öffnungen durch elektrische Entladung, und bei medizinischen Instrumenten. Dank Anforderungen, dass mechanische Festigkeit bis zu einem gewissen Grad sichergestellt werden soll, ist es wünschenswert, Tungsten oder Molybdän - Metalle mit hohem Schmelzpunkt - oder rostfreien Stahl in solchen Anwendungen als Rohmaterialien zu verwenden.

Da ihre plastische Verformbarkeit bei Raumtemperatur im Allgemeinen gering ist, sind Metalle mit hohem Schmelzpunkt Materialien, die schwer zu bearbeiten sind, und sie werden daher nicht so einfach in hohlen Formen hergestellt wie andere, weichere Metalle. Ein Verfahren, das durch Bearbeiten von Metallfilamenten zu einem verdrehten Draht und Verlöten der Lücken zwischen benachbarten Filamenten durch Ausfüllen dieser Lücken mit einem Lötmaterial, ein hohles Metallobjekt für die Bearbeitung durch elektrische Entladung schafft, ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 2001-157925 offenbart, als Technik zum Herstellen einer hohlen Form aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt.

Rohrziehen, Spiralbearbeiten und Anschweißen sind allgemein verwendet als Verfahren zur Herstellung von hohlen Metallobjekten. Diese Verfahren werden oft verwendet als Mittel zur Herstellung von hohlen Formen mit vergleichsweise großem Durchmesser aus Metallen mit hoher Duktilität, aber diese Verfahren sind extrem schwierig auf Situationen anzuwenden, die das Ziel der vorliegenden Erfindung sind, in welchen Röhren mit einem geringen Durchmesser von 1 mm oder noch weniger hergestellt werden, und wobei Metalle mit hohem Schmelzpunkt und geringer plastischer Bearbeitbarkeit die Rohmaterialien sind. Weil dies es erfordert, dem als Rohmaterial bei der Herstellung von hohlen Formen mit kleinem Durchmesser dienenden Material eine beträchtliche plastische Verformung aufzuprägen, ist das Sicherstellen der dimensionalen Präzision und der Form-Präzision des fertigen Produkts immer problematischer geworden, selbst unter Berücksichtigung der Tatsache, dass eine Bearbeitung durch wiederholtes Deformieren und Ausglühen möglich war.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, werden bei dem in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 2001-157925 offenbarten hohlen Metallobjekt Filamente aus einem ersten Metall, die die hohle Metallform bilden werden, zusammen verdreht um zweite Metallfilamente herum, die als ein Lötmaterial dienen, und indem anschließend die Filamente des zweiten Metalls, die als das Lötmaterial dienen, auf ihren Schmelzpunkt oder eine noch höhere Temperatur erhitzt werden, werden die Filamente des ersten Metalls verlötet, was zu einem hergestellten hohlen Metallobjekt führt. Obwohl die Herstellung von dünnen hohlen Metallobjekten mit einem maximalen Durchmesser von 0,04 bis 0,5 mm mit diesem Verfahren möglich ist, hat sich herausgestellt, dass die Dicke des Lötmaterials innerhalb der hohlen Form instabil ist; außerdem sind oft Erhebungen aufgrund von Verunreinigungen und Bläschen aufgetreten, welche in der Praxis dazu geführt haben, dass der Durchtritt der Fluide blockiert wurde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und eine Auswahl von Rohmetallmaterialien zu verwenden, um ein hohles Metallobjekt mit kleinem Durchmesser zu schaffen.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall schraubenförmig zu einer Form verdreht werden, die einen Hohlraum beinhaltet, so dass planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten entstehen, wobei eine schraubenförmige Einkerbung außen in der hohlen Form ausgebildet ist; und dass ein zweites Metall, dessen Schmelzpunkt geringer ist als der des ersten Metalls, in die schraubenförmige Einkerbung eingefüllt wird, und dass die mehreren Drähte, die die hohle Form bilden, miteinander mittels des zweiten Metalls verschweißt werden. Eine Schnittansicht des hohlen Metallobjekts, das dieser Ausführungsform entspricht, ist in Fig. 1 dargestellt. Das Ausbilden einer Planarität der Kontaktflächen zwischen den Drähten aus dem ersten Metall bietet eine festere Verbindung beim Schweißvorgang des zweiten Metalls, das dünn zwischen die Oberflächen eintritt, was die Festigkeit des hohlen Metallobjekts verbessert. Weil der Zwischenraum zwischen diesen Oberflächen gering ist, sickert außerdem das zweite Metall, das in die schraubenförmige Einkerbung entlang des Äußeren der hohlen Form eingefüllt wird, nicht in das Innere des hohlen Metallobjekts durch, wodurch die Innenfläche des hohlen Metallobjekts sauber gehalten wird.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall oder auch mehrere Drähte aus einem ersten Metall, verkleidet mit einem dritten Metall, schraubenförmig zu einer Form verdreht sind, die einen Hohlraum beinhaltet, wobei planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten vorliegen, und wobei eine schraubenförmige Einkerbung außen in der hohlen Form ausgebildet ist; und dass eine Festigersubstanz, die entweder aus einem Bindemittel oder einem Kunstharz besteht, in die schraubenförmige Einkerbung eingefüllt ist und die mehreren Drähte, die die hohle Form bilden, miteinander mittels dieser Festigersubstanz verbunden sind. Eine Schnittansicht eines hohlen Metallobjekts, das dieser Ausführungsform entspricht, ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Konstruktion hat die Merkmale der ersten eben genannten Ausführungsform; außerdem macht es eine geeignete Auswahl der Art des dritten Metalls möglich, der Innenfläche des hohlen Metallobjekts eine erforderliche Ausgeglichenheit zu verleihen. Wenn außerdem die Benetzbarkeit des zweiten Metalls mit dem ersten Metall nicht adäquat ist, wird es durch Auswählen eines Metalls, dessen Benetzbarkeit mit dem zweiten Metall günstig ist, als dem dritten Metall möglich, die Schweißleistungsfähigkeit des zweiten Metalls zu verbessern und die Festigkeit und Gasdichtheit des hohlen Metallobjekts zu verbessern.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall, das an seiner Oberfläche mit einem vierten Metall beschichtet ist, schraubenförmig zu einer Form verdreht sind, die einen Hohlraum beinhaltet, wobei planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten vorliegen; und dass mittels des vierten Metalls, dessen Schmelzpunkt geringer ist als der des ersten Metalls, und das die Drähte in der hohlen Form verbindet, die mehreren Drähte miteinander verschweißt werden. Eine Schnittansicht eines hohlen Metallobjekts, das dieser Ausführungsform entspricht, ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Konstruktion macht es möglich, eine weitere Verbesserung in der Verbindungsfestigkeit eines hohlen Metallobjekts mit den Merkmalen der eben genannten ersten Ausführungsform zu erzielen, sowie eine Verbesserung der internen/externen Gasdichtheit des hohlen Metallobjekts.

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall, die mit einem dritten Metall an ihrer Oberfläche beschichtet sind, schraubenförmig zu einer Form verdreht sind, die einen Hohlraum beinhaltet, wobei planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten vorhanden sind, und wobei eine schraubenförmige Einkerbung außen in der hohlen Form ausgeformt ist; und dass ein zweites Metall, dessen Schmelzpunkt geringer ist als der des ersten Metalls, in die schraubenförmige Einkerbung eingefüllt ist und die mehreren Drähte, die die hohle Form bilden, miteinander mittels des zweiten Metalls verschweißt sind. Eine Schnittansicht eines hohlen Metallobjekts, das dieser Ausführungsform entspricht, ist gleich dem in Fig. 2 gezeigten. Ein hohles Metallobjekt mit den Merkmalen der eben genannten ersten Ausführungsform kann durch diese Konstruktion kostengünstig hergestellt werden.

Ein hohles Metallobjekt gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen maximalen Außendurchmesser von zwischen 0,04 und 1 mm. Obwohl es extrem schwierig war, hohle Metallobjekte mit einem Außendurchmesser von 1 mm oder weniger mit herkömmlichen Techniken zur Herstellung einer hohlen Metallform herzustellen, ermöglicht das Verfahren der vorliegenden Erfindung die Herstellung von hohlen Metallobjekten mit einem minimalen Außendurchmesser von 0,04 mm, unabhängig von dem Material. Der maximale Durchmesser von weniger als 0,04 mm würde es verhindern, die Form in die Ausgestaltung aus verdrehten Drähten auszubilden. Außerdem können hohle Metallobjekte mit einem maximalen Durchmesser von mehr als 1 mm einfach durch herkömmliche Herstellungstechniken hergestellt werden und würden es nicht erfordern, die vorliegende Erfindung anzuwenden.

Während alle bearbeitbaren Metalle als Draht gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung stehen, werden hohle Metallobjekte, die insbesondere ein Metall verwenden, das aus Molybdän, Tungsten, Kupfer, Nickel; Titan, Eisen, Zink und Legierungen mit diesen Elementen als Hauptkomponenten ausgewählt ist, geeignete Merkmale zeigen. Wenn ein hohle Metallobjekt gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere als Elektrode für die Bearbeitung durch elektrische Entladung verwendet werden soll, ist es bevorzugt, als das erste Metall Tungsten oder Molybdän zu verwenden, zu welchem eine Spur eines Metalls, dessen Bearbeitungsindex groß ist, wie beispielsweise Cermetall oder Thorium, hinzugefügt worden ist, weil dies dazu dient, die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

In einer separaten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann außerdem das hohle Metallobjekt auf seiner Haut ein sehr stark elektrisch leitendes Metall, wie beispielsweise Gold, Silber, Kupfer oder Aluminium, haben oder eine Verkleidungsschicht aus einer Legierung dieser Elemente, und zwar mit einer Dicke zwischen 0,1 und 100 µm. Diese Verkleidungsschicht ermöglicht eine Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit des hohlen Metallobjekts insgesamt und führt zu einer geeigneten elektrischen Leitfähigkeit gemäß der Anwendung. Auf ähnliche Art und Weise kann außerdem das hohle Metallobjekt auf seiner Haut ein sehr korrosionsbeständiges Metall, wie beispielsweise Nickel oder Chrom, haben oder eine Verkleidungsschicht aus einer Legierung dieser Elemente mit einer Dicke von 0,1 bis 100 µm. Diese Verkleidungsschicht ermöglicht die Verwendung eines kupfernen hohlen Metallobjekts in einer korrosiven Umgebung und kann außerdem verhindern, dass die Substanzen, die das hohle Metallobjekt bilden, in die Umgebung eluieren.

In einer separaten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kann das hohle Metallobjekt außerdem eine isolierende Beschichtung mit einer Dicke zwischen 0,5 und 20 µm haben. Dadurch wird es möglich, wenn das hohle Metallobjekt beispielsweise als Elektrode für die Bearbeitung durch elektrische Entladung verwendet werden soll, eine übermäßige Entladung zu verhindern und die dimensionale Präzision und Ausgeglichenheit des Werkstücks zu verbessern.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Druck aufgebracht wird mittels einer Form auf die mehreren Drähte, wenn diese schraubenförmig verdreht sind, um ihren maximalen Durchmesser um zwischen 2 und 20% zu reduzieren.

Das Durchführen des vorliegenden Vorgangs mit dem hohlen Metallobjekt erzeugt in ihm die in der oben erwähnten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und anschließend erwähnten Merkmale. Wenn das Ausmaß der beim maximalen Durchmesser gemessenen Kompression weniger als 2% beträgt, können Bereiche der benachbarten Drähte aus dem ersten Metall, deren Kontakt nicht planar ist, auftreten, und die feste Draht-Draht-Verbindung, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, kann nicht erzielt werden; außerdem sickern das Lötmaterial und die Haftungskomponenten, die sich im Äußeren des hohlen Metallobjekts befinden, in das Innere des hohlen Metallobjekts durch und werden zu einer Quelle von Verunreinigungen und Erhebungen an der inneren Oberfläche. Wenn das Ausmaß dieser Komprimierung jedoch 20% überschreitet, werden die mehreren Drähte aus dem ersten Metall, die eine hohle Metallform bilden, übermäßig deformiert, was die Struktur des hohlen Metallobjekts destabilisiert. Die Verwendung von Metallen mit geringer Bearbeitbarkeit, wie beispielsweise Tungsten und Molybdän als erstes Metall, würde außerdem das hohle Metallobjekt unbearbeitbar machen.

In der vorliegenden Erfindung kann Heißtauchplattieren, Elektroplattieren, chemisches Plattieren, Dampfabscheidung oder das Aufbringen einer Metallpulverpaste oder eine Kombination daraus als Technik zum Einfüllen des zweiten oder auch des vierten Metalls in die in der Außenfläche der mehreren Drähte aus dem ersten Metall - schraubenförmig verdreht, um einen Hohlraum zu beinhalten - ausgebildete schraubenförmige Einkerbung verwendet werden. Diese Verfahren ermöglichen eine Zuführung der erforderlichen Substanzen gleichmäßig in gerade der erwarteten Menge in den Einkerbungsbereich entlang des Äußeren des hohlen Metallobjekts.

Hohle Metallobjekte gemäß der vorliegenden Erfindung können im Hinblick auf die industrielle Anwendbarkeit vorteilhaft als Elektroden zur Bearbeitung durch elektrische Entladung verwendet werden, als fluidfördernde Metallleitungen und als schützende Rohrleitungen.

Aus der nun folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen werden die eben erwähnten und weitere Ziele, Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung Fachleuten unmittelbar deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines hohlen Metallobjekts, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines hohlen Metallobjekts, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines hohlen Metallobjekts, die eine noch andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ausführungsformen von hohlen Metallobjekten gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun mittels Beispielen beschrieben.

Ausführungsform 1

Zehn Stränge Tungsten-Draht mit einem Durchmesser von 23,6 µm, dünn plattiert mit 1 µm oder weniger Nickel, wurden verdreht, während 5% Kompression durch den maximalen Durchmesser hindurch aufgebracht wurde, was zu einem verdrehten Drahtballen mit einem maximalen Außendurchmesser von 95 µm führte. Silberpaste wurde in die in der Außenseite ausgebildete spiralförmige Einkerbung eingefüllt und darin verteilt, und auf der äußeren Oberfläche des Ballens; und anschließend wurde ein Löten durchgeführt durch kontinuierliches Erhitzen innerhalb einer nicht-oxidierenden Atmosphäre bei 1050 Grad. Ein hohles Metallobjekt mit einem Außendurchmesser von 100 µm und einer Zugfestigkeit von 2000 N/mm² wurde als Ergebnis erzielt. Mit einem Abschnitt von 20 cm Länge als Röhrenelektrode für die Bearbeitung von feinen Öffnungen durch elektrische Entladung wurde ein Hineinbohren in abgebundenes Karbid mit einer Dicke von 6 mm durchgeführt, und es ermöglicht, eine Perforation mit einem oberen Öffnungsdurchmesser von 135 µm (Öffnungsdurchmesser auf der Seite, die die Elektrode anfänglich bearbeitet) und einem unteren Öffnungsdurchmesser von 145 µm (Öffnungsdurchmesser auf der Seite, die die Elektrode am Ende bearbeitet) auszubilden.
Als Vergleich wurde der gleiche Vorgang durchgeführt unter Verwendung einer Kupferröhre mit einem Außendurchmesser von 100 µm, welche herkömmlich verwendet wurde, wobei mit einem oberen Öffnungsdurchmesser von 145 µm und einem unteren Öffnungsdurchmesser von 230 µm, was die dimensionale Präzision betrifft, das hohle Metallobjekt der vorliegenden Erfindung besser war.

Ausführungsform 2

Zehn Stränge Tungsten-Draht mit einem Durchmesser von 23,6 µm, dünn plattiert mit 1 µm oder weniger Nickel, wurden verdreht, während 5% Kompression durch den maximalen Durchmesser hindurch aufgebracht wurde, was zu einem verdrehten Drahtballen mit einem maximalen Außendurchmesser von 95 µm führte. Silberpaste wurde in die in der Außenseite ausgebildete spiralförmige Einkerbung eingefüllt und darin verteilt, und auf der äußeren Oberfläche des Ballens; und anschließend wurde ein Löten durchgeführt durch kontinuierliches Erhitzen innerhalb einer nicht-oxidierenden Atmosphäre bei 1050 Grad. Ein hohles Metallobjekt mit einem Außendurchmesser von 100 µm und einer Zugfestigkeit von 2000 N/mm² wurde als Ergebnis erzielt. Auf der Oberfläche wurde eine 1 µm Beschichtung aus Emaille ausgebildet. Mit einem Abschnitt von 20 cm Länge als Röhrenelektrode für die Bearbeitung von feinen Öffnungen durch elektrische Entladung wurde ein Hineinbohren in abgebundenes Karbid mit einer Dicke von 6 mm durchgeführt, und es ermöglicht, eine Perforation mit einem oberen Öffnungsdurchmesser von 130 µm und einem unteren Öffnungsdurchmesser von 135 µm auszubilden.

Ausführungsform 3

Sieben Stränge Tungsten-Draht mit einem Durchmesser von 23 µm, dünn plattiert mit 1 µm oder weniger Nickel, wurden verdreht, während 3% Kompression durch den maximalen Durchmesser hindurch aufgebracht wurde, was zu einem verdrehten Drahtballen mit einem maximalen Außendurchmesser von 73 µm führte. Anschließend wurde ein Löten durchgeführt durch kontinuierliches Erhitzen innerhalb einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei 1050 Grad. Ein hohles Metallobjekt mit einem Außendurchmesser von 80 µm und einer Zugfestigkeit von 2100 N/mm² wurde als Ergebnis erzielt. Mit einem Abschnitt von 20 cm Länge als Röhrenelektrode für die Bearbeitung von feinen Öffnungen durch elektrische Entladung wurde ein Hineinbohren in abgebundenes Karbid mit einer Dicke von 6 mm durchgeführt, und es ermöglicht, eine Perforation mit einem oberen Öffnungsdurchmesser von 125 µm und einem unteren Öffnungsdurchmesser von 135 µm auszubilden.

Ausführungsform 4

Zehn Stränge Tungsten-Draht mit einem Durchmesser von 23,6 µm, dünn plattiert mit 1 µm oder weniger Nickel, wurden verdreht, während 10% Kompression durch den maximalen Durchmesser hindurch aufgebracht wurde, was zu einem verdrehten Drahtballen mit einem maximalen Außendurchmesser von 90 µm führte. Anschließend wurde Zink auf der Oberfläche dampfabgeschieden, indem diese kontinuierlich durch Zinkdampf hindurchgeführt wurde. Ein hohles Metallobjekt mit einem Außendurchmesser von 100 µm und einer Zugfestigkeit von 2000 N/mm² wurde als Ergebnis erzielt. Mit einem Abschnitt von 20 cm Länge als Röhrenelektrode für die Bearbeitung von feinen Öffnungen durch elektrische Entladung wurde ein Hineinbohren in abgebundenes Karbid mit einer Dicke von 6 mm durchgeführt, und es ermöglicht, eine Perforation mit einem oberen Öffnungsdurchmesser von 135 µm und einem unteren Öffnungsdurchmesser von 145 µm auszubilden.

Ausführungsform 5

Zehn Stränge Messingdraht mit einem Durchmesser von 236 µm wurden zusammengedreht, während 5% Kompression durch den maximalen Durchmesser hindurch aufgebracht wurde, was zu einem verdrehten Drahtballen mit einem maximalen Außendurchmesser von 950 µm führte. Anschließend wurde ein hohles Metallobjekt mit einem Außendurchmesser von 1 mm und einer Zugfestigkeit von 600 N/mm² durch kontinuierliches Elektroplattieren mit Zink erhalten. Als Ergebnis wurden dadurch die Herstellungskosten verglichen mit herkömmlichen Messingleitungen ungefähr halbiert.

Ausführungsform 6

Sieben Stränge Tungsten-Draht mit einem Durchmesser von 23 µm, dünn plattiert mit 1 µm oder weniger Nickel, wurden verdreht, während 20% Kompression durch den maximalen Durchmesser hindurch aufgebracht wurde, was zu einem verdrehten Drahtballen mit einem maximalen Außendurchmesser von 64 µm führte. Silberpaste wurde in die in der Außenseite ausgebildete spiralförmige Einkerbung eingefüllt und darin verteilt, und auf der äußeren Oberfläche des Ballens; und anschließend wurde ein Löten durchgeführt durch kontinuierliches Erhitzen innerhalb einer nicht-oxidierenden Atmosphäre bei 1050 Grad. Ein hohles Metallobjekt mit einem Außendurchmesser von 70 µm und einer Zugfestigkeit von 2200 N/mm² wurde als Ergebnis erzielt. Unter Verwendung des so erhaltenen hohlen Metallobjekts wurde eine schmerzfreie Nadel für die "Ultra-Trace"-Blutprobenentnahme hergestellt, und bei der Implementierung des Testens des Blutdurchlaufs fiel, verglichen mit einer herkömmlichen Blutentnahme-Nadel aus rostfreiem Stahl, das Auftreten der Blutkoagulation auf unter die Hälfte ab.
Mittels einer erfindungsgemäßen Konfiguration, wie sie eben erläutert worden ist, können hohle Metallobjekte mit einem Durchmesser von 1 mm oder weniger, die durch herkömmliche Verfahren nicht herstellbar sind, mit akzeptabler Präzision und mit geringen Kosten hergestellt werden. Mittels der vorliegenden Erfindung können hohle Metallobjekte mit kleinem Durchmesser hergestellt werden, insbesondere sogar mit Metallen mit hohem Schmelzpunkt, die schwierig plastisch zu bearbeiten sind; und die hohlen Metallobjekte können vorteilhaft als Elektroden für die Bearbeitung durch elektrische Entladung und als Leitungen für die Fluidförderung verwendet werden.
Nur ausgewählte Ausführungsformen sind gewählt worden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern. Fachleuten wird jedoch aus der eben erfolgten Offenbarung bewußt sein, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne dass der Bereich der Erfindung, wie er in den anliegenden Ansprüchen definiert ist, verlassen wird. Außerdem ist die eben erfolgte Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der Erfindung rein beispielhaft erfolgt und soll die Erfindung, wie sie durch die anliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente bestimmt ist, nicht begrenzen.

Claims

1. Hohles Metallobjekt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall schraubenförmig zu einer Form verdreht werden, die einen Hohlraum beinhaltet, so dass planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten entstehen, wobei eine schraubenförmige Einkerbung außen in der hohlen Form ausgebildet ist; und dass ein zweites Metall, dessen Schmelzpunkt geringer ist als der des ersten Metalls, in die schraubenförmige Einkerbung eingefüllt ist, und dass die mehreren Drähte, die die hohle Form bilden, miteinander mittels des zweiten Metalls verschweißt sind.

2. Hohles Metallobjekt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall, die mit einem dritten Metall an ihrer Oberfläche beschichtet sind, schraubenförmig zu einer Form verdreht sind, die einen Hohlraum beinhaltet, wobei planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten vorhanden sind, und wobei eine schraubenförmige Einkerbung außen in der hohlen Form ausgeformt ist; und dass ein zweites Metall, dessen Schmelzpunkt geringer ist als der des ersten Metalls, in die schraubenförmige Einkerbung eingefüllt ist und die mehreren Drähte, die die hohle Form bilden, miteinander mittels des zweiten Metalls verschweißt sind.

3. Hohles Metallobjekt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall, das an seiner Oberfläche mit einem vierten Metall beschichtet ist, schraubenförmig zu einer Form verdreht sind, die einen Hohlraum beinhaltet, wobei planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten vorliegen; und dass mittels des vierten Metalls, dessen Schmelzpunkt geringer ist als der des ersten Metalls und das die Drähte in der hohlen Form verbindet, die mehreren Drähte miteinander verschweißt sind.

4. Hohles Metallobjekt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drähte aus einem ersten Metall oder auch mehrere Drähte aus einem ersten Metall, verkleidet mit einem dritten Metall, schraubenförmig zu einer Form verdreht sind, die einen Hohlraum beinhaltet, wobei planare Kontaktflächen zwischen benachbarten Drähten vorliegen, und wobei eine schraubenförmige Einkerbung außen in der hohlen Form ausgebildet ist; und dass eine Festigersubstanz, die entweder aus einem Bindemittel oder einem Kunstharz besteht, in die schraubenförmige Einkerbung eingefüllt ist und die mehreren Drähte, die die hohle Form bilden, miteinander mittels dieser Festigersubstanz verbunden sind.

5. Hohles Metallobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das hohle Metallobjekt, das schraubenförmig verdreht ist, so dass es einen Hohlraum beinhaltet, dadurch gekennzeichnet ist, dass sein maximaler Außendurchmesser zwischen 0,04 und 1 mm beträgt.

6. Hohles Metallobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Metall, das schraubenförmig verdreht ist, so dass es einen Hohlraum beinhaltet, dadurch gekennzeichnet ist, dass es ausgewählt ist aus Molybdän, Tungsten, Kupfer, Nickel, Titan, Eisen, Zink und Legierungen, die diese als Hauptkomponenten haben.

7. Hohles Metallobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass es auf seiner Haut ein Metall aus Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Nickel oder Chrom hat oder eine Verkleidungsschicht aus einer Legierung dieser Elemente, und zwar mit einer Dicke zwischen 0,1 und 100 µm.

8. Hohles Metallobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es auf seiner äußersten Schicht eine isolierende Beschichtung mit einer Dicke zwischen 0,5 und 20 µm hat.

9. Verfahren zur Herstellung des hohlen Metallobjekts nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kompression mittels einer Form auf die mehreren Drähte aufgebracht wird, wenn diese schraubenförmig verdreht sind, um ihren maximalen Durchmesser um zwischen 2 und 20% zu reduzieren.

10. Verfahren zur Herstellung des hohlen Metallobjekts nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Heißtauchplattieren, Elektroplattieren, chemisches Plattieren, Dampfabscheidung oder das Aufbringen einer Metallpulverpaste oder eine Kombination dieser Verfahren als Technik zum Einfüllen des zweiten oder vierten Metalls in die schraubenförmige Einkerbung verwendet wird, die in der äußeren Fläche der mehreren Drähte aus dem ersten Metall, verdreht schraubenförmig zu einer Form, die einen Hohlraum beinhaltet, ausgebildet ist.

11. Elektrode zur Bearbeitung durch elektrische Entladung, gekennzeichnet durch Verwenden des hohlen Metallobjekts nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

12. Metallrohrleitung zum Befördern von Fluiden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines hohlen Metallobjekts nach einem der Ansprüche 1 bis 8.