FI111135B

FI111135B - Laite metallikappaleiden valmistamiseksi

Info

Publication number: FI111135B
Application number: FI991164A
Authority: FI
Inventors: Irma Heikkilae
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2003-06-13
Also published as: CN1351524A; ES2245309T3; DE60021907T2; EP1227900A1; US6637249B1; DE60021907D1; EP1227900B1; AU4571000A; CN1185058C; FI991164A; FI991164A0; WO2000071275A1; ATE301511T1; JP2003500209A; MY127001A

Description

111135

LAITE METALLIKAPPALEIDEN VALMISTAMISEKSI

Tämä keksintö kohdistuu laitteeseen kupari- tai kuparipohjaisten metallikappa-leiden valmistamiseksi jatkuvatoimisella pudotuksella, jossa pudotettava 5 materiaali syötetään pursotuselimelle pyörimään saatetun syöttöelimen avulla.

GB-patentissa 1370894 on esitetty menetelmä, jossa käsiteltävä materiaali syötetään kahden erillisen elimen väliseen uraan. Menetelmän käytännön sovellutuksissa ura on kaareutuva, jolloin toinen elin on pyörä, jonka kehälle 10 ura on muodostettu. Toiseen elimeen on muodostettu uran olennaisesti täyttävä vaste, joka muodostaa uralle suljetun pään. Tämän uran suljetun pään läheisyyteen on edelleen muodostettu suutinaukko, jonka kautta käsiteltävä materiaali pudotetaan suutinaukon määrittämän muotoiseksi metallikappaleek-si.

15 GB-patentin 1370894 mukaisessa jatkuvatoimisessa pudotuksessa pyörän kehällä olevassa urassa pudotettava materiaali kuljetetaan vammaiseen pudotukseen. Pudotuksen yhteydessä pudotettavan materiaalin lämpötila nousee lämpötila-alueelle 650 - 800 °C, jolloin pyörä joutuu alttiiksi korkean lämpötilan 20 vaikutuksille. Samalla pyörään kohdistuu pudotuksesta aiheutuvia jännityksiä. Sen sijaan kun pyörä vastaanottaa uutta pudotettavaa materiaalia, pyörä on siltä osaltaan olennaisesti alhaisemmassa lämpötilassa kuin pudotuksessa eikä siihen myöskään kohdistu sellaisia jännityksiä kuin vammaisella pursotus-alueella. Pyörään on siten eri vaiheissaan eri lämpötila-alueella ja erisuuruisten 25 jännitysten kohteena. Pyörä onkin yksi keskeisimmistä jatkuvan pumotuslait-teen elimistä, mutta pyörän käyttöikä jää melko alhaiseksi johtuen mm. pyörään kohdistuvista erilaisista rasituksista eri vaiheissaan. Lisäksi pyörän rakenteesta aiheutuu rajoituksia uran muotoilulle, mikä vaikuttaa pursotusvirheiden muodostumiseen pursotustuotteeseen. Edelleen uran muotoilu vaikuttaa pyörään 30 syntyviin jännitysjakautumiin.

2 111135

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tekniikan tason mukaisia haittapuolia ja aikaansaada entistä parempi laite kupari- tai kuparipohjaisten metallikappaleiden jatkuvatoimiseen pursotukseen, jossa laitteessa materiaalin syöttöelimenä toimivassa pyörässä olevan uran muoto ja urassa pinnoitteena 5 käytettävä materiaali parantavat olennaisesti sekä pyörän käyttöikää että pyörän toiminnallista käyttäytymistä. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit selviävät oheisista patenttivaatimuksista.

Keksinnön mukaisesti kuparia tai kuparipohjaista materiaalia olevien kappalei-10 den jatkuvatoimisessa pursotuslaitteessa oleva materiaalin syöttöelin on olennaisesti pyöränmuotoinen ja syöttöelin on asennettu akselinsa varaan niin, että syöttöelintä voidaan pyörittää akselinsa ympäri. Pyöränmuotoisen syöttöeli-men kehälle on muodostettu ura, joka ulkopinnaltaan on edullisesti osa syöttö-elimen ulkopintaa. Syöttöelimen kehälle muodostetussa urassa on edullisesti 15 kaksi toisiinsa nähden olennaisesti yhdensuuntaista seinämää, jotka on yhdistetty toisiinsa uran pohjan muodostavalla kaarevalla osalla. Uran pohjan muodostavaan kaarevaan osaan liittyvät seinämät voivat olla myös ainakin osittain kaarevia edullisesti niin, että seinämät lähestyvät toisiaan uran syöttö-elimen kehällä olevaa aukkoa kohti mentäessä. Ura on siten profiililtaan 20 olennaisesti U-kirjaimen muotoinen tai olennaisen lähellä U-kirjaimen muotoa oleva. Syöttöelimen ura on lisäksi sisäpinnaltaan pinnoitettu metallipinnoitteella. Käyttämällä keksinnön mukaista uraprofiilia ja metallipinnoitetta syöttöelimen urassa syöttöelimen käyttöikää voidaan pidentää olennaisesti ja samalla parantaa sekä pursotuslaitteesta saatavan tuotteen saantoa ja laatua. Pidentynyt 25 syöttöelimen käyttöikä toisaalta lyhentää pursotuslaitteen huoltoon kuluvaa aikaa ja siten nostaa jatkuvatoimisen pursotuslaitteen käyttöastetta.

Keksinnön mukaisesti syöttöelimen kehällä oleva ura on siten muotoiltu, että uran leveyden suhde korkeuteen on välillä 0,5 - 2,0 edullisesti 1,0-1,5 lasket-30 tuna uran leveämmästä ja toisaalta uran korkeimmasta kohdasta. Syöttöelimen ukokehällä oleva ura voi olla muotoiltu myös niin, että ura on sisäpinnaltaan 3 111135 kaareva myös lähellä kehän pintaa olevaa aukkoa. Tällöin uran levein kohta on syöttöelimen kehästä olennaisesti eroava.

Syöttöelimen uran pinnoitemateriaalina käytetään edullisesti jatkuvatoimisessa 5 pursotuslaitteessa käsiteltävään kupariin tai kuparipohjaiseen materiaaliin olennaisen hyvin tahmautuvaa metallia, kuten nikkeliä. Pinnoitteena voidaan käyttää myös muita metalleja, kuten alumiinia, sinkkiä, kobolttia, magnesiumia ja hopeaa, näiden seoksia tai yhdisteitä sekä platinaa ja kultaa. Lisäksi pinnoitteena voidaan käyttää myös muita ei-metallisia pinnoitteita, jotka tahmautuvat 10 hyvin kuparin tai kuparipohjaisten materiaalien kanssa. Pinnoitteen paksuus syöttöelimen urassa on välillä 1 - 1000 mikrometriä, edullisesti 2-100 mikro-metriä.

Käytettäessä keksinnön mukaisesti jatkuvatoimisen pursotuslaitteen syöttöeli-15 messä olennaisesti U-kirjaimen muotoista tai olennaisen lähellä U-kirjaimen muotoa olevaa uraa voidaan edullisesti vaikuttaa sekä syöttöelimen kestävyyteen että toimintaan. Ura saadaan tällöin mekaanisesti kestäväksi ja ura mahdollistaa uran muodon lisäoptimoinnin niin, että uran pohjaan ei tarvita karhennusta. Lisäksi termisiä vaihteluita syöttöelimen pinnan läheisyydessä 20 saadaan pienennettyä, samoin kuin lämmönsiirto urasta syöttöelimen sisustan suuntaan jakautuu edullisemmin. Edelleen pursotuksesta saatavan tuotteen laatu paranee, koska pudotettavan materiaalin virtaus pursotusalueella saadaan edullisemmaksi. Pursotuksesta saatavan tuotteen laadun parantuessa myös pursotuksessa syntyvän romun määrä pienenee ja pienentynyt romun 25 määrä edelleen pienentää syöttöelimen pinnan termistä kuormitusta ja siten syöttöelimen kulumista termisen väsymisen johdosta.

Keksinnön mukainen kuparin tai kuparipohjaisen materiaalin kanssa hyvin tahmautuvan pinnoitteen käyttö jatkuvatoimisen pursotuslaitteen syöttöelimen 30 urassa aikaansaa urassa olevan vuorauksen pysymisen adhesiivisesti paikoillaan ilman uran pinnan mekaanista karhennusta, mikä nopeuttaisi olennaisesti , 111135 4 sekä väsymissärön kasvua että syöttöelimen murtumista. Edelleen pinnoite estää mekaanisen kosketuksen syöttöelimen ja pudotettavan materiaalin välillä, jolloin olennaisesti vähennetään mahdollisuutta pudotettavan materiaalin indusoimaan haurausilmiöön syöttöelimessä. Lisäksi pudotettavan materi-5 aalin indusoima hauraus on olennaisesti pienempää sileällä pinnalla kuin kavennetulla pinnalla. Näiden etujen lisäksi keksinnön mukainen pinnoite toimii edullisesti termisenä estokerroksena hidastaen lämmönjohtumista syöttöeli-meen, minkä ansiosta syöttöelimen toimintalämpötila saadaan alenemaan.

10 Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää jatkuvatoimista pursotuslaitetta sinänsä osittain leikattuna sivukuvantona, kuvio 2 esittää kuviossa 1 määritetystä leikkaussuunnasta A-A keksinnön 15 erästä edullista sovellutusmutoa, kuvio 3 esittää erästä toista keksinnön edullista sovellutusmuotoa.

Kuvion 1 mukaisessa kuparin jatkuvatoimisessa pursotuslaitteessa pudotettava materiaali 1 tuodaan syöttöelimelle 2 ja edelleen syöttöelimen 2 kehällä 20 olevaan uraan 3. Urassa 3 oleva pudotettava materiaali 1 johdetaan edelleen kohti vastetta 4, joka pakottaa materiaalin 1 muuttamaan suuntaansa kohti pudotuselimen syöttölevyä 5 ja syöttölevyn 5 jälkeistä pursotussuutinta 6. Pudotettu materiaali 7 tulee ulos pudotussuuttimesta 6 suuttimen määrittämässä muodossa.

25

Kuvion 2 mukaisesti syöttöelimenä toimivassa pyörässä 2 oleva ura 3 on pudotettavan materiaalin kanssa kosketuksiin tulevalta osaltaan pinnoitettu 100 mikromeriä paksulla nikkelikerroksella 8. Ura 3 on lisäksi muotoiltu olennaisesti U-kirjaimen muotoiseksi siten, että uran 3 leveys on olennaisesti uran korkeu-30 den suuruinen laskettuna uran leveämmästä ja toisaalta uran korkeimmasta kohdasta.

5 111135

Kuviossa 3 jatkuvatoimisen pursotuslaitteen syöttöelimenä toimivan pyörän 9 ura 10 on siten muotoiltu, että uran 10 leveys on noin 1,5 kertaa uran 10 korkeus laskettuna uran leveämmästä ja toisaalta uran korkeimmasta kohdasta.

5 Ura 10 on myös pinnoitettu 200 mikrometriä paksulla nikkelikerroksella 11.

Claims

111135

1. Laite kupari- tai kuparipohjaisten metallikappaleiden valmistamiseksi jatkuvatoimisessa pursotuslaitteessa, jossa pursotettava materiaali tuodaan purso-5 tuselimelle pyörimään saatetun syöttöelimen kehälle muodostetussa urassa, tunnettu siitä, että syöttöelimen metallipinnoitteella (8,11) pinnoitetussa urassa (3.10) uran leveyden suhde korkeuteen on välillä 1,0 - 1,5 laskettuna uran leveämmästä ja toisaalta uran korkeimmasta kohdasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että uran (3,10) pohjasta eroavat seinämät ovat olennaisesti yhdensuuntaisia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että uran (3,10) pohjasta eroavat seinämät ovat kaarevia niin, että seinämien välinen etäisyys 15 on suurin olennaisen lähellä uran korkeuden puoliväliä.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ura (3,10) on pinnoitettu kuparia tahmaavalla metallilla.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että uran pinnoitteen (8,11) paksuus on välillä 1 - 1000 mikrometriä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että uran pinnoitteen (8.11) paksuus on välillä 2-100 mikrometriä. 25

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ura (3,10) on pinnoitettu nikkelillä (8,11).

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, 30 että ura (3,10) on pinnoitettu alumiinilla. 7 111135

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että ura (3,10) on pinnoitettu sinkillä.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen laite, tunnettu 5 siitä, että ura (3,10) on pinnoitettu koboltilla.

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että ura (3,10) on pinnoitettu magnesiumilla.

10 PATENTKRAV