DE3021384A1 - Verfahren zur herstellung von hochporoesen koerpern aus sinterbaren pulvern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von hochporoesen koerpern aus sinterbaren pulvernInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von hochporösen Körpern aus
- sinterbaren Pulvern.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vliesen, Filzen und hochporösen Formkörpern aus pulverigen, sinterbaren Werkstoffen.
- Vliese und Filze werden als Filter, Austauscher, Katalysator, Katalysatorträger, Heizelement, Anodenkörper, Elektrodenkörper, zur Schalldämmung, als Leichtbauteil oder Dichtleiste für Rotationskolbenmaschinen verwendet.
- Bei der Vliesherstellung werden Fasern durch Luft, Schaum oder Flüssigkeit auf eine Unterlage verteilt.
- Bei der Filzherstellung werden Fäden durch bekannte Prozesse und Vorrichtungen verfilmt.
- Es ist bekannt, Metallfasern aus Drähten, Drehspänen oder galvanisch hergestellten Folien zu gewinnen.
- Aus wirtschaftlichen Gründen werden die Metallfasern bevorzugt durch Zerspanen hergestellt, dann zerkleinert und anschließend in einem gesonderten Arbeitsgang nach Länge und Querschnitt gesichtet. Diese Maßnahmen sind notwendig für eine sichere Einstellung der gewünschten Eigenschaften des zu erzeugenden Produktes.
- Die Nachteile dieser Herstellung hochporöser Erzeugnisse sind die hoben Kosten durch die Bereitstellung einer gleichmäßigen Ausgangsqualität der verwendeten Drähte, Fäden und Fasern, weil sonst die gesinterten Vliese und Filze ungleichförmig sind sowohl bezüglich ihres Aussehens als auch ihrer Eigenschaften.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Vliesen, Filzen und hochporösen Körpern aus pulverigen, sinterbaren Werkstoffen zu finden.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Fäden oder Formkörper mit dem sinterbaren Pulver eingekrustet werden.
- Die so behandelten Trägerfäden oder Formkörper werden dann einer weiteren Behandlung unterzogen oder direkt gesintert. Vor Erreichen der Sintertemperatur kann der Trägerwerkstoff als Gas oder Flüssigkeit entweichen.
- Als Träger für das zu sinternde Pulver eignen sich organische oder anorganische Fäden, Fasern und Formkörper.
- Zur Beeinflussung der Haftfestigkeit zwischen Träger und Pulver stehen viele Veränderliche zur Verfügung. Die Oberfläche des Trägers kann durch Behandlung mit Lösungsmittel in plastischen Zustand überführt werden.
- Der Träger kann vor dem Einkrusten so beheizt werden, daß die Oberfläche des Trägerwerkstoffes plastisch genug ist, um die Einbettung der Pulverkörner zu ermöglichen.
- Es kann auch das sinterbare Pulver aufgeheizt werden, so daß bei der Berührung zwischen Trägerwerkstoff und Pulverkorn eine örtliche Aufschmelzung der Trägeroberfläche das Haften begünstigt.
- Soll zum Beispiel ein Kunststoffaden eingekrustet werden, so wird der Faden durch einen mit Pulver gefüllten Behälter geführt. Die Oberfläche des Fadens kann durch Wärme behandelt werden und wird dadurch plastisch genug, um das Eindrücken der Pulverkörner zu erleichtern. Die Haftung zwischen sinterbarem Pulver und Trägerfaden läßt sich unter anderem beeinflussen durch die zugeführte Wärme, die Ziehgeschwindigkeit, die Gestaltung der Austrittsöffnung des eingekrusteten Fadens, den Druck und die Höhe der Schicht im Pulverbehälter.
- Es ist ebenso möglich, das im Behälter befindliche Pulver zu erwärmen. Dabei kann das Pulver auf eine Temperatur geheizt werden, die der Schmelztemperatur des Fadenwerkstoffes entspricht. Die Erhitzung des Pulvers kann in zweckdienlicher Weise in oxydierender, reduzierender oder inerter Atmosphäre erfolgen und kann im Wirbelbett stattfinden.
- Die verwendeten sinterbaren Pulver können beliebige Teilchenform haben. Sie können kugelige, spratzige oder nadelige Form haben oder in Form von Plättchen vorliegen.
- Die so erhaltenen, eingekrusteten Fäden werden nach bekannten Verfahren verfilzt oder geschnitten und zu einem Faservlies geschichtet, dann gesintert und gegebenenfalls gewalzt.
- Findet ein Pressen eines verfilzten Rohlings vor dem Sintern statt, so können die Bedingungen so eingestellt werden, daß ein Fließen des Trägerwerkstoffes eintritt.
- Danach ist die Handhabung des Formkörpers unproblematisch, da er hinreichende Festigkeit aufweist. Der Formkörper kann vor dem Sintern mechanisch bearbeitet werden.
- Nach dem Sintern können die hochporösen Erzeugnisse durch weitere Bearbeitung zu Formkörpern gestaltet werden.
- Die Korngröße des sinterbaren Pulvers und der Durchmesser des Trägerfadens sind für das Ergebnis maßgebend und werden den erwarteten Eigenschaften des Fertigproduktes entsprechend ausgewählt.
- Im allgemeinen ist der geformte Körper porös genug, um die entstehenden Gase oder Flüssigkeiten ohne die Verursachung von Rissen im Werkstoffgefüge und damit Herabsetzung der Festigkeitseigenschaften entweichen zu lassen.
- Vor allem bei feinkörnigen keramischen Werkstoffen sollten jedoch hohle Trägerfäden ihre Anwendung finden, weil sonst wegen der erheblichen Unterschiede in der thermischen Ausdehnung Risse auftreten konnten, Die eingekrusteten Fäden können vor dem Sintern gewirkt, geflochten, gebündelt oder einer anderen bestimmten Anordnung unterworfen werden.
- Ebenso liegt es nahe, Gewebe aus Trägerwerkstoff mit sinterbarem Pulver einzukrusten und dieses dann in der gewünschten Gestalt zu sintern.
- Die Weiterführung des Erfindungsgedankens zeigt, daß auch Formkörper aus Trägerwerkstoff mit sinterbarem Pulver überkrustet werden und einzeln, in Schüttung oder nach dem Pressen gesintert werden können.
- Die auf die Trägerwerkstoffe aufgebrachten sinterbaren Pulver können in Berührung mit einem anderen Werkstoff zu einem Schichtstoff versintert werden.
- Die Nachbehandlung der Sinterkörper kann durch Abscheidung oder Oberflächenveredelung erfolgen.
- Der Träger kann entsprechend der Art des Werkstoffes durch Schmelzen, Zersetzen oder Verdampfen entfernt werden. Ebenso ist es möglich, den Trägerwerkstoff mit Hilfe eines Lösungsmittels, durch oxydieren oder einen elektro-chemischen Vorgang zu entfernen.
- Der technische Fortschritt besteht darin, daß das Verfahren nach der Erfindung die Herstellung hochporöser Körper aus sinterbaren Pulvern ermöglicht, wobei die hergestellten Werkstücke eine hohe Gleichmäßigkeit in der Verteilung erreichen und die Werkstoffdichte unter 1% des vergleichbaren Vollmaterials herabgesetzt werden kann.
- Die Werkstücke lassen sich mit beliebiger Porosität und in weiten Grenzen abänderbaren Eigenschaften herstellen.
- Für diesen Werkstoff gibt es eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.
- Der besondere Vorteil ist darin zu sehen, daß Vliese, Filze und hochporöse Formkörper aus jedem sinterbaren pulverigen Werkstoff hergestellt werden können.
Claims (16)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Vlies, Filz oder hochporösen Körpern aus sinterbaren Pulvern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerkörper aus organischem oder anorganischem Werkstoff mit dem sinterbaren Pulver eingekrustet wird und dann ein Sintervorgang folgt, bei dem der Trägerwerkstoff entfernt werden kann.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerwerkstoff physikalisch oder chemisch aus dem Sinterkörper entfernt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu sinternde Pulver auf einen fadenförmigen Zwischenträger aufgebracht wird, der unterhalb der Sintertemperatur flüssig oder gasförmig entweicht.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlfäden als Trägerkörper benutzt werden.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Trägerwerkstoff bestehende Formkörper mit dem sinterbaren Pulver eingekrustet werden.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger benutzte Fäden oder Formkörper vor dem Einkrusten einer bestimmten Anordnung unterworfen werden.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eingekrustete Fäden oder Formkörper vor dem Sintern einer bestimmten Anordnung unterworfen werden.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Trägerwerkstoffes vor dem Einkrusten physikalisch oder chemisch in plastischen Zustand gebracht wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver aufgeheizt wird, so daß eine örtliche Aufschmelzung des Trägerwerkstoffes bei der Berührung zwischen Pulver und Oberfläche des Trägers erfolgt.
- 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkrustung des Trägerkörpers im Wirbelbett vorgenommen wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einkrusten des Trägerkörpers eine mechanische Bearbeitung folgt.
- 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einkrusten eine Werdichtung der Fäden, Fasern oder Formkörper unter solchen Bedingungen vorgenommen wird, daß ein Fließen des Trägerwerkstoffes stattfindet.
- 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Träger aufgebrachte Pulver in Berührung mit einem anderen Werkstück zu einem Schichtstoff versintert wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchenform des sinterbaren Pulvers beliebig ist.
- 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver aus einer thermisch spaltbaren Metallverbindung besteht.
- 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Sinterkörper einer Temperung oder Oberflächenveredelung unterworfen werden.
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Cited By (4)
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1980
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