FI118525B - Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI118525B
FI118525B FI20065366A FI20065366A FI118525B FI 118525 B FI118525 B FI 118525B FI 20065366 A FI20065366 A FI 20065366A FI 20065366 A FI20065366 A FI 20065366A FI 118525 B FI118525 B FI 118525B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
wear
volume
component
piece
elastomer
Prior art date
Application number
FI20065366A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20065366A0 (fi
Inventor
Jari Liimatainen
Jussi Hellman
Original Assignee
Metso Powdermet Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metso Powdermet Oy filed Critical Metso Powdermet Oy
Priority to FI20065366A priority Critical patent/FI118525B/fi
Publication of FI20065366A0 publication Critical patent/FI20065366A0/fi
Priority to EP07730784A priority patent/EP2021158A1/en
Priority to US12/227,784 priority patent/US20090166456A1/en
Priority to CNA2007800274480A priority patent/CN101489751A/zh
Priority to PCT/FI2007/050297 priority patent/WO2007138162A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI118525B publication Critical patent/FI118525B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/12—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C39/021—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles by casting in several steps
    • B29C39/025—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles by casting in several steps for making multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/003—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B29C39/006—Monomers or prepolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2210/00—Codes relating to different types of disintegrating devices
    • B02C2210/02—Features for generally used wear parts on beaters, knives, rollers, anvils, linings and the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
    • B29C33/405—Elastomers, e.g. rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/26—Moulds or cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

118525
MENETELMÄ MONIMATERIAALIKOMPONENTIN TAI -RAKENTEEN VALMISTAMISEKSI
Keksintö liittyy yhtenäisten monimateriaalikomponenttien tai -rakenteiden valmistukseen 5 ainakin kahdesta eri materiaalista, joista ainakin yksi on elastomeeripohjainen.
Taustaa
Kulumista kestäviä rakenteita ja komponentteja käytetään esimerkiksi kivi-, rakennus- tai kierrätysmateriaalin koon pienennykseen tarkoitetuissa laitteissa sekä leikkaavissa ja 10 hiertävissä puunjalostusprosesseissa. Näissä laitteissa ja prosesseissa komponenttien välissä puristuva tai rakenteiden ja komponenttien pintoja vasten virtaava materiaali kuluttaa komponenttien pintoja laajuudessa, joka määräytyy kosketusten pintapaineesta, liikenopeuksista, komponenttien pintojen materiaaliominaisuuksista sekä hienonnettavan materiaalin ja sen mukanaan kuljettamien epäpuhtauksien fysikaalisista ominaisuuksista, 15 kuten puristuslujuudesta ja tribologisista ominaisuuksista. Toisin sanoen sekä prosessoitavan materiaalin liike komponenttien pintojen suhteen että tunkeutuminen komponenttien pintaan vaikuttavat komponenttien kokemaan kulumiseen: Komponenttien pintojen suhteen liikkuva aines aiheuttaa leikkautumista ja urittumista ja pintaan tunkeutuva aines synnyttää vaikutusalueelleen purseita, jotka tapahtumakulun 20 uusiutuessa helposti irtoavat rakenteiden ja komponenttien pinnasta murtumalla, • · · *·;·' väsymällä tai lastunmuodostuksen kautta. Laitteiden geometria, komponenttien liiketilat • · · ]♦··* sekä prosessoitavan aineksen virtausparametrit määräävät rakenteiden ja komponenttien • · * • · * kulumisen voimakkuuden niiden eri osissa ja laitteessa yleensä.
• · · • · · «»· · • * * • · · !" 25 Rakenteiden ja komponenttien hyödyllistä käyttöikää pyritään yleisesti lisäämään paitsi • * vaikuttamalla laitteiden geometriaan ja sisäisiin virtausolosuhteisiin myös erityisesti t m·' materiaalivalinnoilla. Yleisesti tunnettujen metallisten kulumissuojamateriaalien • · · t·*^ tribologiset ominaisuudet perustuvat tavallisesti kyseisten metalliseosten suotuisaan • · " seostukseen ja mahdollisiin partikkelilisäyksiin, primäärisiin valmistusprosesseihin sekä • · · ·;; · 30 jatkoprosessointiin, kuten lämpökäsittelyihin, joiden kaikkien yhteisvaikutuksena näiden • · *·"* materiaalien mikrorakenteeseen muodostuu haluttu osuus keskimääräistä paremmin *·*’· kulumista vastustavia faaseja, jotka tyypillisesti ovat kovia, mutta joiden sitkeys ja ·· · : *.: väsymiskestävyys voivat olla alhaiset. Koska rakenteilta ja komponenteilta vaaditaan 2 118525 myös muita kuin tribologisia ominaisuuksia, niitä ei yleensä voi tai kannata valmistaa kokonaan edellä kuvatun kaltaisista materiaaleista, vaan usein on edullisinta käyttää kussakin rakenteessa tai komponentissa myös ominaisuuksiltaan muunlaisia materiaaleja. Myös rakenteiden ja komponenttien kulumismuodon ohjaaminen esimerkiksi laitteiden 5 geometrian ja sisäisen virtausmallin säilyttämiseksi saattavat helpottua, kun rakenteiden ja komponenttien tietyt osat tai alueet valmistetaan toisistaan poikkeavista materiaaleista.
Tuotantoprosessien laitteiden kuluttamalla energialla ja käytettyjen laitteiden ja niiden kulutusosien kierrätettävyydellä on suuri merkitys ympäristönsuojelun kannalta, ja 10 koneiden ja laitteiden käytön aiheuttama melu ja värähtely ovat keskeisiä tekijöitä arvioitaessa monien tuotannonalojen työturvallisuutta sekä laitosten käyttö- ja sijoitusrajoituksia. Näistä lähtökohdista kumin tai synteettisten elastomeerien käytöllä esimerkiksi kivi-, rakennus- tai kierrätysmateriaalin koon pienennykseen tarkoitetuissa laitteissa voidaan saavuttaa huomattavia etuja. Vulkanoidun luonnonkumin tai muiden 15 vastaavien ristisilloittuneiden elastomeerien lujuus, jäykkyys ja kokoonpuristamattomuus mahdollistavat tietyissä rakenne- ja kUlutusosissa tiheydeltään raskaampien metalliosien korvaamisen, mistä seuraava laitteiden ja erityisesti niiden liikkuvien osien keveneminen vähentävät prosessien energiankulutusta. Elastomeerien värähtelynvaimennuskyky on erinomainen verrattuna kaikkiin metallisiin materiaaleihin, mikä niitä käytettäessä 20 vähentää huomattavasti rakenteita väsyttävää värähtelyä ja alentaa ympäristön • · · *·ί·* äänikuormitusta. Myös elastomeerejä sisältävien rakenteiden ja komponettien • · · '·'··' kierrätettävyys on sopivien erotteluprosessien ja uusiokäyttökohteiden ansiosta hyvä.
• · · • » • · • · • · t ***.· Monimateriaalikomponenttien valmistuksessa yleinen vaikeus on koko rakenteeseen tai • · · I" 25 komponenttiin kohdistuvien valmistusprosessien parametrien sovittaminen sellaisiksi, • · • · ’ *' että minkään käytetyn materiaalin ominaisuuksia ei heikennetä, ainakaan alle hyväksytyn tason. Samalla kun prosessiolosuhteet sovitetaan kaikkien rakenteen muodostavien • · # .".‘t materiaalien rajoitusten mukaan, kunkin yksittäisen materiaalin saavuttamat • · *·* ominaisuudet jäävät usein kyseisten materiaalien optimaalisesta tavoitetasosta, eikä • » · · 30 rakenteen tai komponentin suorituskyky ole paras mahdollinen. Erityisen haasteellista on m · '·**' myös eri materiaaleista muodostuvien osien tai osioiden mitta- ja muotosovitteiden ***** säilyminen rakenteiden ja komponenttien kokoonpanossa sekä sitä seuraavissa · · : *.* käsittelyissä, jotka toisistaan poikkeavat materiaalit sekä niiden rajapinta kokevat 3 118525 yhdessä. Pahimmillaan kontaktissa tai liitettynä olevien materiaalien erilaisesta käyttäytymisestä, esim. poikkeavista tilavuudenmuutoksista, voi seurata rakenteen tai komponentin vaurio. Usein niin teknisen lopputuloksen ja laadun kuin kaupallisen hyödynnettävyydenkin kannalta on edullista, jos rakenteen tai komponentin 5 valmistusvaiheet on mahdollista jäljestää ja valita siten, että kukin materiaali voidaan prosessoida pitkälle erillään ja liittää kokonaisuuteen vasta, kun jäljellä on enää vähän, ja ominaisuuksien säilymisen kannalta riskittömiä, valmistusvaiheita.
Useissa patenttijulkaisuissa, esimerkiksi EP0714704 Bl, GB1288083, US4293014 ja 10 US4402465, on esitelty kulutusosia ja niiden valmistusmenetelmiä, joissa elastomeerejä hyödynnetään ensisijaisesti kulumiselta suojaavina elementteinä tai osioina rakenteissa ja komponenteissa, joissa metallista materiaalia on käytetty vain kiinnityseliminä. Patenttijulkaisussa US4848681 esitetyissä vuoraussovelluksissa kulumissuojaukseen käytetään metalli-elastomeeri -yhdistelmärakenteita, jotka kuitenkaan muodoltaan tai 15 kiinnitystavaltaan eivät sovellu tässä yhteydessä tarkoitettuihin ohutseinämäisiin puristaviin, leikkaaviin tai hiertäviin prosessilaitteisiin.
Patenttijulkaisussa CH683605 esitetyissä rakenneosissa elastomeerejä hyödynnetään tuki-, täyte- ja sidemateriaalina, mutta tarkoittujen rakenteiden pintakerroksen materiaalit • · · 20 ja käyttötapa poikkeavat oleellisesti tässä yhteydessä esitettävistä ratkaisuista. Myöskään • · · • · · ··,·. patenttijulkaisussa CN1082488 käytettäviksi esitetyt keraamiset materiaalit eivät • · • · : .·. haurautensa vuoksi ole tässä yhteydessä tarkoitettuihin sovelluksiin sopivia.
• · » ··* · • · · • · ® ·»·
Useissa patenttijulkaisussa, kuten GB639366, on tuotu esille kumin ja muiden ··· 25 elastomeerien vaimennusominaisuudet, mutta esitetyt rakenteet ja materiaalit eivät ole • * ·.. tässä tarkoitettuihin prosesseihin soveltuvia.
• φ· • * • · ···
Keksinnön kuvaus • · * .*··. Nyt tehdyn keksinnön mukaisella ratkaisulla aikaansaadaan tyypillisesti kulutusosana • · · .* . 30 käytettävä monimateriaalikomponentti tai -rakenne valamalla ja vulkanoimalla • · · • ·« ' käyttövalmiiden kulumissuojapalojen ympärille elastomeerimateriaali, joka sitoo • · kulumissuojapalat toisiinsa ja itseensä muodostaen samalla kulutusosan rungon.
4 118525 Täsmällisemmin keksinnön mukaiselle valmistusmenetelmälle on tunnuksenomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, sekä keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käytölle se, mitä on esitetty patenttivaatimusten 7 ja 8 tunnusmerkkiosissa.
5
Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin esimerkinomaisesti viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa kuviot 1A-1F esittävät kaaviomaisesti erästä keksinnön mukaista valmistusmenetelmää monimateriaalikomponentin valmistamiseksi.
10 Kuvioissa IA ja IB halkileikkauksena esitetty valmistettavan monimateriaalikomponentin elastomeerivalumuotin toinen puolisko 1 muotoillaan valmistettavan komponentin valitun valujakotason yhdelle puolelle jäävän pinnanmuodon negatiiviksi. Muottimateriaalina käytettävän materiaalin valinnassa ja seinämävahvuuden mitoituksessa huomioidaan valuprosessin aikainen lämpötila ja paine 15 muotissa sekä vulkanoituneen elastomeerin irrottamista edistävät pintaominaisuudet. Muottipuoliskon valmistuksen mittatoleranssit määräytyvät muotilla valmistettavan komponentin mittatarkkuus vaatimuksista, ja muotin pinnankarheus viimeistellään sellaiseksi, että vulkanoituneen elastomeerin irrottaminen avatusta muotista onnistuu hyvin.
20
Kuvioissa IA ja IB on esitetty kulumista kestävästä materiaalista valmistetut kappaleet • · · ’··1·1 2, jotka voivat olla keskenään samaa tai eri materiaalia ja tästä riippumatta niiden ·1!1· • ·1 ominaisuudet voivat olla keskenään samat tai toisistaan poikkeavat. Nämä kulumista • » 1 kestävää materiaalia olevat kappaleet 2 valmistetaan kullekin kyseessä olevalle Φ · · 25 materiaalille hyvin soveltuvalla valmistusmenetelmällä, kuten esimerkiksi valamalla tai • · *··’ jollain muulla sula- tai pulverimetallurgisella menetelmällä. Kappaleet 2 voidaan . valmistaa suoraan lopulliseen muotoonsa tai niille voidaan primäärivalmistuksen jälkeen • · · • Il !!I suorittaa yksinkertaiset muokkaukset tai koneistukset lopullisen muodon saavuttamiseksi.
· “1 Kulumista kestävien kappaleiden lisäksi muottiin voidaan sijoittaa myös muita metallisia • · 1 · •1j · 30 tai epämetallisia kappaleita, joiden tehtävä voi olla esimerkiksi elastomeeristä • % ’·;·1 muodostuvan tilavuusosuuden jäykistäminen valmiissa monimateriaalirakenteessa tai :2· -komponentissa. Kuviossa IB on esitetty esimerkki kulumista kestävien kappaleiden 2 ♦ # · 2 • V sijoittamisesta elastomeerivalumuottiin 1.
5 118525
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kulumista kestävästä materiaalista valmistetut kappaleet 2 on edullisesti valmistettu rautapohjaisesta metalliseoksesta, jonka hiilipitoisuus on yli 1,9 paino-%, kovuus on yli 50 HRC, edullisesti yli 54 HRC, ja jonka seoksen mikrorakenteessa halkaisijaltaan yli 3 pm suuruisten metallikarbidien osuus on 5 yli 10 %. Kulumista kestävät kappaleet voivat edullisesti olla myös wolframi-, titaani-, tantaali-, vanadiini- tai kromikarbideja tai niiden seosta sisältävää kovametallia, jonka sideaineena on käytetty puhdasta tai seostettua kobolttia, nikkeliä tai rautaa siten, että sideaineen tilavuusosuus kovametallissa on 3-40 tilavuus-%, parhaiten 5-15 tilavuus-%.
10 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kulumista kestävän materiaalin tilavuusosuus valmistettavasta monimateriaalikomponentista tai -rakenteesta on edullisesti yli 4% ja suurimman yksittäisen kulumista kestävästä materiaalista valmistetun kappaleen tilavuus on edullisesti enintään 25%monimateriaalikomponentin tai -rakenteen koko tilavuudesta.
15 Primäärisen valmistuksen ja mahdollisten sekundääristen muokkaustoimenpiteiden jälkeen kulumista kestävät kappaleet 2 tarvittaessa lämpökäsitellään, mahdollisesti toisistaan poikkeavissa prosessiolosuhteissa, jotta kappaleille aikaansaadaan mahdollisimman suotuisat mekaaniset ja tribologiset ominaisuudet. Tyypillisesti kulumista kestävät kappaleet ovat rautapohjaista seosta sisältäen mikrorakenteessaan 20 suuren tilavuusosuuden kovia faaseja, joiden rae- tai partikkelikoko on valmistettavan • · · * · ϊ · * rakenteen tai komponentin käyttöolosuhteiden kuormituksessa kulumista hidastava.
• · · · * * · · M · • · · \ Kulumista kestävien kappaleiden 2 mahdollisimman suotuisien mekaanisten ja « · · ·*/ tribologisten ominaisuuksien saavuttamisella tarkoitetaan tässä yhteydessä esimerkiksi • · · 25 hiilipitoisuudeltaan ja muulta seostukseltaan toisistaan poikkeavien rautapohjaisten • · • « *** seosten karkaisu- ja päästö lämpötilojen materiaalikohtaista valintaa siten, että kunkin materiaalin saavuttama kovuus ja sitkeys ovat mahdollisimman suotuisat käyttökohteessa * » * !!!( monimateriaalikomponentin kuhunkin osaan kohdistuvaa kuormitusta ajatellen.
• m ··· » • · • * · 30 Kuviossa 1C esitetty monimateriaalikomponentin elastomeerivalumuotin toinen puolisko • · **"’ 3 muotoillaan valmistettavan komponentin valitun valujakotason toiselle puolelle (puoliskon 1 vastainen puolisko) jäävän pinnanmuodon negatiiviksi. Myös : muottipuoliskon 3 valmistukseen käytettävän materiaalin valinnassa ja 6 118525 seinämävahvuuden mitoituksessa huomioidaan valuprosessin aikainen lämpötila ja paine muotissa sekä vulkanoituneen elastomeerin irrottamista edistävät pintaominaisuudet. Samoin muottipuoliskon valmistuksen mittatoleranssit määräytyvät muotilla valmistettavan komponentin mittatarkkuusvaatimuksista, ja muotin pinnankarheus 5 viimeistellään sellaiseksi, että vulkanoituneen elastomeerin irrottaminen avatusta muotista onnistuu hyvin. Kuvion 1C esimerkissä muottipuoliskoon 3 on kiinnitetty painin 4, jonka välityksellä monimateriaalikomponentin valmistuksen myöhemmässä vaiheessa tuotetaan tarvittava paine muottipuoliskojen 1 ja 3 väliin puristettavaan elastomeeriin.
10
Kuvion ID tilanteessa muottipuoliskot 1 ja 3 rajaavat tilavuuden, jonka muottipuoliskojen väliin kaadettava virtaava elastomeeri 5 voi täyttää, ja joka on suurempi kuin valmiin monimateriaalikomponentin lopullinen tilavuus. Käytettäväksi sopiva ainakin pääosin tyydyttymätön elastomeeri voi olla luonnonkumia tai isopreeni-, 15 polybutadieeni-, butadieeni-, nitriili-, etyleeni-, propyleeni-, klopreeni- tai silikonikumia tai edellämainittujen seosta. Käytettävään elastomeeriin tai elastomeeriseokseen voidaan lisätä lujite- tai täyteaineita tai elastomeerin vulkanoitumisreaktion käynnistymistä tai etenemistä edistäviä aineita, joista yksi edullisimmista on happipitoinen hiilimusta. Sopiva elastomeeri tai elastomeeriseos kykenee muodostamaan liitoksen kaikkien 20 kyseisen monimateriaalirakenteen kulumista kestävien kappaleiden kanssa, mutta ei • i · '·!·* vulkanointiprosessin edellyttämissä olosuhteissa tai rakenteen tai komponentin • · t *·!·* käyttöolosuhteissa omaa taipumusta muodostaa yksin tai liitettyjen materiaalien kanssa • ·*· * rakenteen tai komponentin toiminnan kannalta haitallisia reaktiotuotteita.
• · · • · * ··· « • » · ;;f 25 Kuvioissa IE on esitetty puristusvaihe, jossa painin 4 painaa muottipuoliskot 1 ja 3 • · * · *** toistensa suhteen asemaan, jossa niiden väliin jäävä tilavuus vastaa valmiin monimateriaalirakenteen tai -komponentin muotoa ja mittoja. Puristuksen pitovaihe • · · !!! kestää korotettuun lämpötilaan saatetun elastomeerin tai elastomeeriseoksen 6 • · *·* vulkanoitumisen vaatiman ajan, minkä jälkeen muotti voidaan avata ja valmis • · · · 30 monimateriaalirakenne tai -komponentti poistaa muotista. Puristuksen ja samalla • * **··* vulkanoitumisen vaatima aika on tyypillisesti alle 5 minuuttia, parhaiten alle 1 minuutti.
Puristuksessa käytettävä lämpötila on edullisesti korkeintaan 40% kulumiskestävien ·· » • V materiaalien (2) sulamispisteen lämpötilasta 7 118525
Kuviossa IF on esitetty halkileikkauksena muotista irrotettu valmis pyörähdyssymmetrinen monimateriaalikomponentti, jossa on elastomeerista tai elastomeeriseoksesta muodostunut runko 7 ympäröi halutuilta alueilta kulumista kestävät kappaleet 2, jotka on sijoitettu optimaalisiin kohtiin komponenttiin kohdistuvan 5 kulutuksen sekä kulumista kestävien kappaleiden ominaisuuksien perusteella.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kulutusosien runko materiaalina toimivan elastomeerin pääasialliset tehtävät ovat kulumista kestävien kappaleiden sitominen paikalleen sekä komponentteihin tai osiin käytössä kohdistuvan mekaanisen kuormituksen kantaminen ja 10 välittäminen edelleen sitä vasten olevien tukipintojen kautta kiinnitysalustana olevan laitteen runkoon, mikä edellyttää materiaalilta riittävää lujuutta, sitkeyttä ja väsymiskestävyyttä. Elastomeerien vaimennusominaisuudet myös vähentävät laitteen runkoon välittyvää väsyttävää kuormitusta, ja joissain tapauksissa tukipinnoissa vastakkain olevan elastomeeri-metalli -parin korkea kitkakerroin vähentää pintojen 15 liukumista ja siitä aiheutuvia tuki- ja asennuspintojen kulumisongelmia. Kulumista kestävien kappaleiden tehtävä kyseisissä monimateriaalirakenteissa ja -komponenteissa rajoittuu pääasiassa kulumissuojaukseen, joten niiden ominaisuudet voidaan valita lähes yksinomaan sen tehtävän mukaisesta vaatimusprofiilista. Tällöin erityisesti materiaalin kovuus ja kyky vastustaa sovelluksen olosuhteille tyypillisten kulumisilmiöiden ja niihin 20 liittyvien materiaalimuutosten etenemistä ovat keskeiset vaatimukset. Edetessään *·:. kulumisilmiöt tyypillisesti ilmenisivät rakenteen tai komponentin materiaalien * 1 2 *···1 urittumisena, kuoppautumisena, pursoiluna, leikkautumisena tai lohkeamisena, mutta • · · • ·' oikein valitussa ja käsitellyssä kulumista kestävässä materiaalissa ilmiöiden esiintyminen « · a :3#: jää vähäiseksi verrattuna muihin sovelluksessa yleisesti käytettyihin materiaaleihin.
:···: 25 • · · • · "1 Kulumista kestävän rakenteen tai komponentin kokoonpanovalua varten kulumista , kestävät kappaleet puhdistetaan primäärivalmistuksen tai sitä seuranneen muokkauksen • · 1 • · · !!! ja/tai koneistuksen jättämistä pinnan muutosvyöhykkeistä, kuten hapettumakerroksista, • · *" tai epäpuhtauksista, kuten leikkuunestejäämistä, joilla kaikilla voi olla haitallinen • · ♦ •|j 1 30 vaikutus kulumiskestävien kappaleiden ja elastomeerimateriaalin kokoonpanossa • ♦ **"1 muodostaman liitosvyöhykkeen ominaisuuksiin. Edellä kuvatulla tavalla liitosta varten : : valmistellut kulumiskestävät kappaleet tuetaan muottiin siten, että elastomeerimateriaalin 2 3 : ’.· kaadon aika ne eivät pääse poikkeamaan halutuista asemistaan ja elastomeerimateriaali 8 118525 pääsee kostuttamaan kulumista kestävien kappaleiden kaikki pinnat poislukien valmiin monimateriaalirakenteen tai -komponentin ulkopintaan aukeavat pinnan osat. Toisaalta elastomeerimateriaalin vulkanointiprosessin parametrit valitaan siten, että elastomeerin ominaisuudet prosessin alkuvaiheessa mahdollistavat kaikkien liitettävien pintojen 5 riittävän kostutuksen sekä kulumiskestävien kappaleiden välisen tilan täyttymisen mahdollisimman täydellisesti. Vulkanointiprosessin olosuhteet eivät aiheuta kulumista kestävien kappaleiden lämpökäsittelytilan oleellista muutosta eivätkä suosi liiallisia reaktioita minkään liitokseen osallistuvan materiaalin osalta.
10 Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut monimateriaalikomponentit tai -rakenteet soveltuvat edullisesti käytettäviksi kulutusosissa vaativissa kohteissa, kuten esimerkiksi kivi-, rakennus- ja/tai kierrätysmateriaalien puristavassa tai iskevässä murskauksessa sekä leikkaavissa tai hiertävissä puunjalostusprosesseissa.
15 Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan mm. seuraavat edut: (i) Rajoittamalla kulumista kestävän materiaalin käyttöä rakenteissa ja komponenteissa vain alueille, joissa se kulumissuojauksen kannalta on välttämätöntä, alennetaan kyseisten tuotteiden valmistuskustannuksia.
(ii) Keksinnön mukaisella ratkaisulla monimateriaalikomponentiksi tai -rakenteeksi 20 yhdistettävät yksittäiset materiaalit voidaan valmistaa erikseen niiden valmistukseen • · · *···* parhaiten soveltuvilla menetelmillä, jolloin niiden halutut tekniset ominaisuudet ♦ · · saavutetaan varmemmin ja sen seurauksena rakenteiden ja komponenttien • · · | ·* suorituskyky ja käyttövarmuus paranevat.
• · · *··.· (iii) Rakenteiden kokoonpanon edellyttämien mitta- ja muototoleranssien väljeneminen • · « 25 alentaa valmistuskustannuksia merkittävästi.
* · • · *** (iv) Kulumista kestävien materiaalien ja niiden valmistuksessa tarvittavien raaka- . aineiden käytön vähentymisen kautta parannetaan tuotettavien rakenteiden ja # · · !!!i komponenttien ekologista tehokkuutta.
• · "·' (v) Valmistamalla rakenteet ja komponentit osittain (jopa pääosin) kevyemmästä • · · ·” · 30 materiaalista saavutetaan merkittävä painonsäästö, joka alentaa kyseisiä rakenteita ja • · **"* komponentteja käyttävien laitteiden energiankulutusta sekä parantaa niiden 1 käytettävyyttä.
«· * 9 9 m 9 9 9 9 9 118525 (vi) Värähtelyä vaimentavien materiaalien käyttö rakenteissa ja komponenteissa vähentää värähtelyn ja melun aiheuttamia haittoja.
• · · « · · • · · • · · • · · • · · ·· 1 · · • · • · · * · · • « · • · i · • · · • · · • · · • « · • ♦ • · • · · • · • · · • « · • 1 · « · t · ·1· • · • · · • · · i»· t • · · • 1 • · · · • · · • · · • · • ·

Claims (8)

10 1 1 8525
1. Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi, jossa menetelmässä: 5. muodostetaan ainakin yhdestä kulumista kestävästä materiaalista ainakin yksi kappale (2) asetettavaksi elastomeerimateriaalin valumuottiin (1), - suoritetaan elastomeerin tai elastomeeriseoksen valu muotiin (1, 3) monimateriaalikomponentin tai -rakenteen rungon muodostamiseksi, johon runkoon vulkanoinnin aikana kiinnittyy ainakin yksi kulumiskestävästä 10 materiaalista muodostettu kappale (2), tunnettu siitä, että ainakin yksi kulumiskestävästä materiaalista valmistettu kappale (2) on liitetty elastomeerimateriaalista muodostettuun runkoon lämpötilassa, joka on korkeintaan 40% kulumiskestävien materiaalien (2) sulamispisteen lämpötilasta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elastomeerista muodostettu runko on valmistettu luonnonkumista tai isopreeni-, polybutadieeni-, butadieeni-, nitriili-, etyleeni-, propyleeni-, kloropreeni- tai silikonikumista tai edellämainittujen seoksesta, jossa voi olla enintään 30 tilavuus-% lisä- ja täyteaineita tai epäpuhtauksia. 20
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi •.:. * kulumista kestävästä materiaalista valmistettu kappale (2) on valmistettu rautapohjaisesta ·· · • · · ϊ .* metalliseoksesta, jonka hiilipitoisuus on yli 1,9 paino-%, kovuus on yli 50 HRC, · · : edullisesti yli 54 HRC, ja jonka seoksen mikrorakenteessa halkaisijaltaan yli 3 pm • · *···* 25 suuruisten metallikarbidien osuus on yli 10 %.
·♦· * • · • · • · · . 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi • · · • · · !!! kulumista kestävästä materiaalista valmistettu kappale (2) on wolframi-, titaani-, tantaali- • · • · “* , vanadiini- tai kromikarbideja tai niiden seosta sisältävää kovametallia, jonka • · • · · ϊ 30 sideaineena on käytetty puhdasta tai seostettua kobolttia, nikkeliä tai rautaa siten, että • · · • * sideaineen tilavuusosuus kovametallissa on 3-40 tilavuus-%, parhaiten 5-15 tilavuus-%. • · ·· · * * * • · • · π 118525
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulumista kestävän materiaalin (2) tilavuusosuus valmistettavasta monimateriaalikomponentista tai -rakenteesta on yli 4%.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suurimman yksittäisen kulumista kestävästä materiaalista valmistetun kappaleen (2) tilavuus on enintään 25% koko monimateriaalikomponentin tai -rakenteen tilavuudesta.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukaisella menetelmällä valmistetun 10 monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö kivi-, rakennus- ja/tai kierrätysmateriaalin puristavassa tai iskevässä murskauksessa.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukaisella menetelmällä valmistetun monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö leikkaavissa tai hiertävissä 15 puunj alostusprosesseissa. • · · • · · • · # • · · • · · ··· • · · • · « • · • * « · • · » I f I • · · · • · • · · *·· *·· • ♦ • · • · · » I · · • · · ··* ··* • · • * • · · m • 9 • · · • · · • •I · ·»« • · • · ··# • • · • · • · 12 1 1 8525
FI20065366A 2006-05-31 2006-05-31 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi FI118525B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065366A FI118525B (fi) 2006-05-31 2006-05-31 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi
EP07730784A EP2021158A1 (en) 2006-05-31 2007-05-25 Method for manufacturing a multimaterial component or construction
US12/227,784 US20090166456A1 (en) 2006-05-31 2007-05-25 Method for Manufacturing a Multimaterial Component or Construction
CNA2007800274480A CN101489751A (zh) 2006-05-31 2007-05-25 制造多材料组件或构件的方法
PCT/FI2007/050297 WO2007138162A1 (en) 2006-05-31 2007-05-25 Method for manufacturing a multimaterial component or construction

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065366A FI118525B (fi) 2006-05-31 2006-05-31 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi
FI20065366 2006-05-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20065366A0 FI20065366A0 (fi) 2006-05-31
FI118525B true FI118525B (fi) 2007-12-14

Family

ID=36540069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20065366A FI118525B (fi) 2006-05-31 2006-05-31 Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090166456A1 (fi)
EP (1) EP2021158A1 (fi)
CN (1) CN101489751A (fi)
FI (1) FI118525B (fi)
WO (1) WO2007138162A1 (fi)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1018128A3 (fr) * 2008-09-19 2010-05-04 Magotteaux Int Cone de broyage pour concasseur a compression.
CA2764262C (en) 2011-01-13 2019-03-05 Polycorp Ltd. Mill liner assembly
FI129240B (fi) 2013-04-15 2021-10-15 Outotec Oyj Menetelmä nostopalkin tekemiseksi ja kunnostettu nostopalkki
US10543985B2 (en) * 2015-01-19 2020-01-28 Flsmidth A/S Interlocking wear-resistant panel system
CN105268528B (zh) * 2015-11-18 2017-12-05 王洪福 高速挤切粉碎机
US10456884B2 (en) 2016-05-19 2019-10-29 Polycorp Ltd. Liner system for a mill shell

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3010165A (en) * 1958-12-09 1961-11-28 Richard L Olson Wear resistance and cushioning means for foundry flasks and patterns
NO131573C (fi) * 1968-10-11 1975-06-25 Cementa Ab
DE2061554A1 (de) * 1969-12-16 1971-07-15 Trelleborgs Gummifabnks Aktiebolag, Trelleborg (Schweden) Verschleißschutzkorper aus Hartmetall oder keramischem Material in Kombination mit einer Elastschicht
US4312444A (en) * 1979-10-12 1982-01-26 Mushovic John N Conveyor roller
SU948439A1 (ru) * 1980-03-05 1982-08-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский Технологический Институт Механизации Труда В Черной Металлургии Футеровка шаровых мельниц
SE434805B (sv) * 1980-06-10 1984-08-20 Skega Ab Slitgodsinfodring av gummi for roterande trummor
CH683605A5 (de) * 1992-04-22 1994-04-15 Maloya Ag Verfahren zur Herstellung von Metall-Elastomer-Schichtverbundkörpern.

Also Published As

Publication number Publication date
US20090166456A1 (en) 2009-07-02
FI20065366A0 (fi) 2006-05-31
WO2007138162A1 (en) 2007-12-06
EP2021158A1 (en) 2009-02-11
CN101489751A (zh) 2009-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI118525B (fi) Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi
FI118518B (fi) Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö
FI115830B (fi) Menetelmä monimateriaalikomponenttien valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentti
CN102032397A (zh) 混凝土输送管及其制备方法
EA024432B1 (ru) Компонент футеровки мельницы и способ изготовления компонента
AU2009349485B2 (en) Diamond tool and method of making this tool
WO2007120790A2 (en) Multi-material connecting rod
CN108213304B (zh) 一种拳头式仿生结构大型热锻模具及其制造方法
CN106378239B (zh) 一种带有菱形耐磨格栅的球磨机衬板的制备方法
CN101811379B (zh) 一种具有复合材料包胶层的包胶辊及其制备方法
CN115780025A (zh) 一种立磨磨辊及其制备方法
KR101817707B1 (ko) 손상저감층을 가지는 고온 성형 금형
KR101985858B1 (ko) 고경도 및 고내마모성을 갖는 쇼트기용 휠 블레이드 및 그 제조방법 및 휠 블레이드 제조용 금형
JP2630834B2 (ja) プラスチック成形機用バイメタリックシリンダ
FI115702B (fi) Menetelmä kulumista kestävien kulutusosien valmistamiseksi sekä kulutusosa
KR100789916B1 (ko) 콘크리트 펌프카용 마모판과 그 제조 방법
CN104801377B (zh) 直径小于2000mm的圆锥破碎机双组份轧臼壁及方法
KR100602790B1 (ko) 콘크리트 펌프카용 습동 부재 조립체 및 그 제조방법
CN104801379B (zh) 直径小于2000mm的圆锥破碎机分体卡接轧臼壁及方法
CN102434448A (zh) 混凝土泵送设备及其耐磨套和耐磨套的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118525

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed