FI96668B

FI96668B - Apparatus for converting metastable material into solid form

Info

Publication number: FI96668B
Application number: FI933096A
Authority: FI
Inventors: Pekka Ruuskanen; Arto Kiiski; Kalevi Taskinen
Original assignee: Valtion Teknillinen
Priority date: 1993-07-05
Filing date: 1993-07-05
Publication date: 1996-04-30
Also published as: FI96668C; FI933096A0; FI933096A

Description

9666896668

LAITTEISTO METASTABIILIN MATERIAALIN KIINTEYTTÄMISEKSIAPPARATUS FOR ATTACHING METASTABLE MATERIAL

Esillä olevan keksinnön kohteena on laitteisto metastabiilin materiaalin kiinteyttämiseksi, kuten on määritelty patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa.The present invention relates to an apparatus for solidifying a metastable material as defined in the preamble of claim 1.

5 Metastabiileihin materiaaleihin on kohdistu nut viime vuosien aikana suurta mielenkiintoa, koska niillä voidaan saavuttaa sellaisia lujuusominaisuuksia, korroosiokestävyyttä ja hyviä magneettiominai-suuksia, joita tavanomaisilla materiaaleilla ei ole.5 Metastable materials have attracted a great deal of interest in recent years because they can achieve strength properties, corrosion resistance and good magnetic properties that conventional materials do not have.

10 Metastabiileja materiaaleja ovat esim. sulasammutetut amorfiset ja nanokiteiset nauhat sekä kiinteän olomuodon prosesseilla tuotetut metallienväliset jauhemaiset yhdisteet, esim. alumiinipohjaiset ja kuparipohjaiset nanokiteiset materiaalit.10 Metastable materials include, for example, melt-quenched amorphous and nanocrystalline strips and intermetallic powder compounds produced by solid-state processes, such as aluminum-based and copper-based nanocrystalline materials.

15 Ohuen nauhan tai jauheen muodossa olevien metastabiilien materiaalien käyttö teollisesti on hyvin hankalaa, ja sen vuoksi nämä materiaalit on kyettävä kiinteyttämään tavalla tai toisella. Tavanomaisissa kiinteytysmenetelmissä, kuten hitsauksessa ja 20 sintrauksessa lämpötila kohoaa kuitenkin yleensä niin korkeaksi, että metastabiilin materiaalin rakenne re-laksoituu ja metastabiilisuuden tuomat erityisominaisuudet, kuten lujuus-, korroosionesto- ja magneettiset ominaisuudet heikkenevät merkittävästi. Täten nämä 25 tavanomaiset kiinteytysmenetelmät eivät tule kysymyk-· seen metastabiilien materiaalien kiinteyttämisessä.15 The industrial use of metastable materials in the form of a thin strip or powder is very cumbersome and it is therefore necessary to be able to solidify these materials in one way or another. However, in conventional solidification methods, such as welding and sintering, the temperature generally rises so high that the structure of the metastable material is relaxed and the special properties brought about by the metastability, such as strength, corrosion resistance and magnetic properties, are significantly reduced. Thus, these conventional solidification methods are not suitable for solidifying metastable materials.

Menetelmiä amorfisten seosten kiinteyttämiseksi paineaallon avulla tunnetaan mm. patenttihakemus- ja patenttijulkaisuista EP 331285 ja US 4,612,161 30 sekä artikkeleista R. Prummer, Mater. Sei. Eng., 98, (1-2), s. 461-463, febr. 1988; Je. Tabacnikova et ai., : Kovove Materialy, 28, (4), 1990, s. 386-396 ja R.Methods for solidifying amorphous mixtures by means of a pressure wave are known e.g. from patent applications and patents EP 331285 and US 4,612,161 30 and from R. Prummer, Mater. Sci. Eng., 98, (1-2), pp. 461-463, feb. 1988; Je. Tabacnikova et al., Kovove Materialy, 28, (4), 1990, pp. 386-396 and R.

Prummer, Powder Metall. Int. voi. 17, 1985, Nr. 3, s.Prummer, Powder Metall. Int. butter. 17, 1985, no. 3, p.

141-144. Lisäksi teoksessa R. Prummer, Exprosivver-35 dichten pulvriger Substanzen, Heidelberg 1987 s. 8-10 on kuvattu laitteisto metastabiilien materiaalien 96668 2 kiinteyttämiseksi, johon laitteistoon kuuluu mm. eräänlaiset muotopuristuskappaleet räjähdysainepanok-sineen. Räjähdysainepanokset on sijoitettu muotopuris-tuskappaleiden muodostamaan ontelotilaan, suorassa tai 5 epäsuorassa kontaktissa projektiilin tai erityiskapp-leen välityksellä puristettavaan materiaaliin. Saman julkaisun sivulla 33-34 on esitetty järjestely, jossa räjäytysaine ympäröi muotopuristuskappaleita.141-144. In addition, R. Prummer, Exprosivver-35 dichten pulvriger Substanzen, Heidelberg 1987 pp. 8-10 describes an apparatus for solidifying metastable materials 96668 2, which apparatus includes e.g. moldings of a kind with explosive charges. The explosive charges are placed in the cavity formed by the moldings, in direct or indirect contact with the material to be pressed by means of a projectile or a special piece. Pages 33-34 of the same publication show an arrangement in which an explosive surrounds the moldings.

Viimeiseksi viitatussa julkaisussa esitettyä 10 laitteistoa käytettäessä puristus ei tapahdu täysin symmetrisesti kaikilta puolilta muotopuristuskappalei-siin ja metastabiiliin materiaaliin nähden. Tällöin muotopuristus ei voi tapahtua kaikissa olosuhteissa tyydyttävällä tavalla symmetrisesti.When using the apparatus 10 disclosed in the last referenced publication, the compression does not take place completely symmetrically on all sides with respect to the moldings and the metastable material. In this case, the compression cannot take place satisfactorily symmetrically in all conditions.

15 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi laitteisto metastabiilin materiaalin kiteyttämiseksi, jossa puristus tapahtuu symmetrisesti kaikilta puolilta muotopu-20 ristuskappaleisiin ja metastabiiliin materiaaliin näh den.It is an object of the present invention to obviate the above drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a new apparatus for crystallizing a metastable material, in which the pressing takes place symmetrically on all sides with respect to the moldings and the metastable material.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimuksiin.For aspects of the invention, reference is made to the claims.

Keksintö perustuu siihen perusajatukseen, 25 että laitteistoon metastabiilin materiaalin kiinteyt tämiseksi kuuluu erityisiä toisiinsa irrotettavasti liitettäviä kuorikappaleita, jotka muodostavat sisäänsä räjäytystilan, jonka sisään muotopuristuskappaleet ja metastabiili materiaali sekä muotopuristuskappleita 30 ympäröivä räjähdysaine on sijoitettu. Toisin sanoen, keksinnön mukaan, ao. laitteistoon kuuluu erityisiä kuorikappaleita räjäytystilan muodostamiseksi kuori-kappaleiden sisään, ja muotopuristuskappeleet ja metastabiili materiaali sekä niitä ympäröivä räjähdysai-35 ne on sijoitettu ao. räjäytystilan sisään.The invention is based on the basic idea that the apparatus for solidifying a metastable material comprises special detachable shell bodies which form an explosion space in which the moldings and the metastable material and the explosive surrounding the moldings 30 are placed. That is, according to the invention, the apparatus in question comprises special shell bodies for forming an explosion space inside the shell bodies, and the moldings and the metastable material and the surrounding explosives are placed inside the said blast space.

Verrattaessa keksinnön mukaista laitteistoa edellä viimeksi viitattuun julkaisuun, julkaisussa eiWhen comparing the apparatus according to the invention to the publication referred to above, the publication does not

KK

96668 3 ole esitetty kuorikappaleen muodostamaa räjäytystilaa tämän sisään sijoitettunne, räjähdysaineen ympäröimine muotopuristuskappaleineen; sama koskee myös muita edellä viitattuja julkaisuja.96668 3 does not show an explosion space formed by a shell body surrounded by an explosive placed therein with its moldings; the same applies to the other publications referred to above.

5 Keksinnön mukaisella ratkaisulla on nimen omaan päästy siihen, että puristus tapahtuu symmetrisesti kaikilta puolilta muotopuristuskappaleisiin ja metastaabiiliin materiaaliin nähden, toisaalta kuori-kappaleet ympäröivät koko laitteistoa muodostaen täten 10 kompaktin, tehokkaan räjäytyslaitteiston, so. räjäy-tyspaine ei pääse vapautumaan ulospäin täysin esteettä .The solution according to the invention has the advantage that the compression takes place symmetrically on all sides with respect to the moldings and the metastable material, on the other hand the shell pieces surround the entire apparatus, thus forming a compact, efficient blasting apparatus, i. the detonation pressure cannot be released outwards completely without obstruction.

Keksinnön mukaista laitetta käytettäessä metastaabiiliin materiaaliin liittäminen ja kiinteyttä-15 minen suoritetaan shokkiaaltotekniikalla, so. paineiskun avulla. Shokkiaaltotekniikalla tarkoitetaan tässä yhteydessä nimenomaan hyvin korkeaa ja lyhytaikaista painetta, joka kohdistetaan ao. kiinteytettävään materiaaliin ja jonka avulla materiaali saadaan kiintey-20 tettyä yhdeksi kappaleeksi. Kiinteytyminen tapahtuu niin nopeasti, ettei lämpötila kohoa liian korkeaksi, jolloin metastabiilin materiaalin mikrorakenteen re-laksoituminen ei pääse tapahtumaan. Keksinnön mukaisella laitteistolla metastabiileista materiaaleista 25 voidaan valmistaa kompakteja, uudentyyppisiä materiaaleja ja tuotteita, joilla on erinomaiset lujuus-, kor-roosionkesto- sekä magneettiset ominaisuudet. Keksinnön mukaisella laitteistolla metastabiili materiaali saatetaan alttiiksi shokkiaallolle, so. paineiskulle 30 muotopuristuskappaleiden välissä.When using the device according to the invention, the attachment and solidification to the metastable material is performed by shock wave technology, i. by means of a pressure blow. In this context, shock wave technology refers specifically to a very high and short-term pressure applied to the material to be solidified and by means of which the material can be solidified into one piece. Solidification occurs so rapidly that the temperature does not rise too high, so that relaxation of the microstructure of the metastable material cannot occur. With the apparatus according to the invention, metastable materials 25 can be used to produce compact, new types of materials and products with excellent strength, corrosion resistance and magnetic properties. With the apparatus according to the invention, the metastable material is exposed to a shock wave, i. for the pressure blow 30 between the moldings.

Shokkiaallon, so. paineiskun paine on suu-; ruusluokkaa 1-20 gigapascal, edullisesti 5-10 giga- pascal. Paineiskun kestoaika on hyvin lyhyt, suuruusluokkaa 10^-102 nanosekuntia, edullisesti 1-10 nanose-35 kuntia.The shock wave, i.e. pressure shock pressure is oral; rose order 1-20 gigapascal, preferably 5-10 giga-Pascal. The duration of the pressure shock is very short, on the order of 10 ^ -102 nanoseconds, preferably 1-10 nanose-35 municipalities.

Laitteistoa käytettäessä metastabiili materiaali saatetaan alttiiksi paineiskulle suhteellisen 96668 4 alhaisessa lämpötilassa, alle 600 °C, edullisesti alle 500 °C, edullisimmin alle 400 °C.When using the apparatus, the metastable material is subjected to a pressure shock at a relatively low temperature of 96668 4, below 600 ° C, preferably below 500 ° C, most preferably below 400 ° C.

Paineisku on edullisesti pääasiassa symmetrinen muodostettavan kiinteän kappaleen symmetria-5 akselin suhteen, so. myös muodostettava kappale on edullisesti pääasiassa symmetrinen akselin suhteen.The pressure shock is preferably substantially symmetrical about the axis of symmetry of the solid body to be formed, i. the body to be formed is also preferably substantially symmetrical about the axis.

Paineisku muodostetaan räjähdysaineen avulla, joka on sijoitettu pääasiassa symmetrisesti muodostettavan kappaleen symmetria-akselin suhteen puristuskap-10 paleiden ympärille suojakuoren muodostavien kuorikap-paleiden sisään muodostettuun ontelotilaan. Käytettävän räjähdysaineen palonopeus on suuruusluokkaa 1-5 km/s, edullisesti 2-3 km/s.The pressure shock is generated by means of an explosive placed substantially symmetrically about the axis of symmetry of the body to be formed around the pieces of the compression box 10 in the cavity formed inside the pieces of the shell forming the protective shell. The rate of fire of the explosive used is of the order of 1-5 km / s, preferably 2-3 km / s.

Keksinnön mukaiseen laitteistoon kuuluu toi-15 siinsa irrotettavasti liitettäviä muotopuristuskappa-leita, jotka muodostavat sisäänsä ontelotilan, johon metastabiili materiaali sijoitetaan saatettavaksi alttiiksi paineiskulle. Edelleen laitteistoon kuuluu toisiinsa irrotettavasti liitettäviä kuorikappaleita, 20 jotka muodostavat sisäänsä räjähdystilan, jonka sisään muotopuristuskappaleet sekä metastabiili materiaali ja muotopuristuskappaleita ympäröivä räjähdysaine sijoitetaan: ts. kuorikappaleet muodostavat suljetun kammion, jonka sisälle sijoitetaan räjähdysaineen ympäröi-25 mät muotopuristuskappaleet näiden sisään muodostettuun * kammioon sijoitettuine metastabiileine materiaalei- neen. Edelleen laitteistoon kuuluu detonaattori räjähdysaineen räjäyttämiseksi siten, että paineisku kohdistuu muotopuristuskappaleen välityksellä metastabii-30 liin materiaaliin sen kiinteyttämiseksi sekä purkaantuu sen jälkeen ulospäin kuorikappaleiden irrotessa . toisistaan. Toisin sanoen räjähdyksen tapahtuessa muo dostuva shokkiaalto, so. hyvin lyhytaikainen paineisku kohdistuu metastabiiliin materiaaliin muotopuristus-35 kappaleiden välityksellä. Tämän jälkeen makroskooppinen paine alkaa kasvaa ja irrottaa kuorikappaleet toisistaan purkautuen ympäröivään tilaan. Ennen makro-The apparatus according to the invention comprises molding pieces which can be detachably connected to one another and which form a cavity in which the metastable material is placed to be subjected to pressure shock. The apparatus further comprises detachably interconnected shell bodies 20 which form an explosion space within which the moldings and the metastable material and the explosive surrounding the moldings are placed: i.e., the shell bodies form a closed chamber - No. The apparatus further includes a detonator for detonating the explosive such that the pressure shock is applied to the metastable material through the die by solidification to solidify it and then discharged outward as the shell pieces are removed. one another. In other words, a shock wave formed when an explosion occurs, i.e. a very short-term pressure shock is applied to the metastable material through the compression-35 pieces. Thereafter, the macroscopic pressure begins to increase and separates the shell pieces from each other, discharging into the surrounding space. Before the macro-

IIII

96668 5 skooppisen paineen kasvamista varsinainen metastabiilin materiaalin kiinteyttävä tapahtuma on jo käyty lävitse kompaktoitavassa kappaleessa. Suljetun kuori-kappaleiden muodostavan kammion ansiosta paine pysyy 5 riittävän kauan riittävän suurena kompaktoinnin suorittamiseksi, ja sen jälkeen, kun shokkiaalto on mennyt kompaktoitävän materiaalin lävitse, paine leviää ympäröivään tilaan ja irrottaa suljetun kammion muodostavat kuorikappaleet toisistaan.96668 5 increase in scopic pressure, the actual solidifying event of the metastable material has already been traversed in the compressible body. Due to the closed chamber forming the body pieces, the pressure remains high enough to perform compaction long enough, and after the shock wave has passed through the material to be compacted, the pressure spreads to the surrounding space and separates the body pieces forming the closed chamber.

10 Muotopuristuskappaleet voivat vaihdella huo mattavasti muodoltaan ja sijoitukseltaan. Pääasia on, että ne muodostavat sisäänsä ontelotilan, johon metastabiili kiinteyttävä materiaali voidaan sijoittaa siten, että metastabiiliin materiaaliin kohdistuu halut-15 tu paineisku räjähdyksen yhteydessä.10 Die-casting parts can vary considerably in shape and position. The main thing is that they form a cavity space in which the metastable solidifying material can be placed so that the metastable material is subjected to the desired pressure shock in the event of an explosion.

Muotopuristuskappaleisiin voi kuulua esim. sisäpuolinen vaimennusholkki, ulkopuolinen putki ja niiden väliin sijoitettuja vaimennusrenkaita, esim. kaksi vaimennusrengasta yhden kiinteän kappaleen muo-20 dostamiseksi metastabiilista materiaalista renkaiden välissä tai kolme vaimennusrengasta kahden erillisen kiinteän kappaleen muodostamiseksi metastabiilista materiaalista renkaiden välissä samanaikaisesti. Edelleen muotopuristuskappaleisiin voi kuulua sisäpuoli-25 seen vaimennusholkkiin, ulkopuoliseen putkeen ja/tai vaimennusrenkaisiin tukeutuva erityinen ulkopuolisen putken ja/tai sisäpuolisen hoikin jatkeen muodostava ohjaus- ja vaimennuskartio paineen suuntaamiseksi symmetrisesti ja keskitetysti puristavaan kappaleeseen.The moldings may include, e.g., an inner damping sleeve, an outer tube, and damping rings interposed therebetween, e.g., two damping rings to form one solid body of metastable material between the rings or three damping rings to form two separate solid bodies of the same metastable material. Furthermore, the moldings may comprise a special guide and damping cone forming an extension of the outer tube and / or the inner sleeve, supported on the inner damping sleeve, the outer tube and / or the damping rings, for directing the pressure symmetrically and centrally to the pressing body.

30 Muotopuristuskappaleet ovat edullisesti symmetrisiä symmetria-akselin suhteen; vaimennusrenkaiden väliin muodostuva ontelotila metastabiilin materiaalin kiinteyttämiseksi on samaten edullisesti symmetrinen mainitun akselin suhteen.The die pieces are preferably symmetrical about the axis of symmetry; the cavity formed between the damping rings for solidifying the metastable material is likewise preferably symmetrical with respect to said axis.

35 Kuorikappaleiden muoto ja rakenne voi suures ti vaihdella. Ne muodostavat edullisesti symmetria-akselin suhteen pääasiassa symmetrisen tilan, johon 96668 6 muotopuristuskappaleet voidaan sijoittaa pääasiassa symmetrisesti siten, että kuorikappaleiden ja muotopu-ristuskappaleiden väliin muodostuu pääasiassa symmetrinen räjäytystila. Täten kuorikappaleet ovat esim.35 The shape and construction of the pieces of shell can vary greatly. They preferably form a substantially symmetrical space with respect to the axis of symmetry, in which the 96668 6 moldings can be placed substantially symmetrically so that a substantially symmetrical explosion space is formed between the shell pieces and the moldings. Thus, the shell pieces are e.g.

5 ensimmäinen ja toinen levy, levyjen väliin sijoitettava seinämäputki, seinämäputken sisäpuolelle sijoitettava, ensimmäiseen levyyn tukeutuva ja muotopuristuskappaleet keskittävä ohjainrengas, seinämäputkeen ja toiseen levyyn tukeutuva holkki sekä levyn lävitse 10 muodostetun aukon kautta räjäytystilaan työntyvä de-tonaattori. Kuorikappaleet on valmistettu edullisesti teräksestä tai muusta lujasta ja sopivasta materiaalista .5 the first and second plates, a wall tube to be placed between the plates, a guide ring to be placed inside the wall tube, resting on the first plate and centering the moldings, a sleeve resting on the wall tube and the second plate, and a detonator protruding through the plate. The shell pieces are preferably made of steel or other strong and suitable material.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityis-15 kohtaisesti suoritusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää yläviistosti katsottuna ja osittain leikattuna erästä keksinnön mukaista laitteistoa, ja kuva 2 esittää erääseen toiseen keksinnön mukaiseen 20 laitteistoon kuuluvia muotopuristuskappaleiden vaimen-nusrenkaita.The invention will now be described in detail by means of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows an oblique view and a partial section of an apparatus according to the invention, and Figure 2 shows damping rings for moldings belonging to another apparatus 20 according to the invention.

Kuvassa 1 näkyy keksinnön mukainen laitteisto, johon kuuluu kuorikappaleiden 6, 7, 8, 9, 10 muodostama räjäytyskammio eli räjäytystila 11, johon muo-25 topuristuskappaleet 1, 2, 3, 4 on sijoitettu. Puris- tuskappaleet muodostavat puristustilan eli onteloti-lan, ja siihen on sijoitettu metastabiili, kiinteytettävä materiaali . Räjähdysaine 12 on sijoitettu räjäy-tystilaan 11 puristuskappaleiden ympärille. Räjähdys-30 kammio, so. räjäytystila 11 ja siihen sijoitetut muotopuristuskappaleet sekä räjähdysaine ovat muodoltaan symmetrisiä ontelotilan 5, so. puristettavan metastabiilin materiaalin akselin A suhteen. Räjäytettäessä räjähdysaine detonaattorin 13 avulla paineisku kohdis-35 tuu muotopuristuskappaleiden välityksellä metastabiiliin materiaaliin kiinteyttäen sen ja purkautuu sitten ulospäin kuorikappaleiden irrotessa toisistaan.Figure 1 shows an apparatus according to the invention, which comprises an blasting chamber or blasting space 11 formed by the shell pieces 6, 7, 8, 9, 10, in which the molding pieces 1, 2, 3, 4 are placed. The compression bodies form a compression space, i.e. a cavity space, in which a metastable, solidifiable material is placed. The explosive 12 is placed in the blast space 11 around the compression pieces. Explosion-30 chamber, i.e. the blasting space 11 and the moldings placed therein as well as the explosive are symmetrical in shape of the cavity space 5, i.e. with respect to the axis A of the metastable material to be compressed. When detonating the explosive by means of the detonator 13, the pressure blow is applied to the metastable material via the moldings, solidifying it and then discharging outwards as the shell pieces separate from each other.

il 96668 7il 96668 7

Muotopuristuskappaleet ovat sisäpuolinen vai-mennusholkki 1, ulkopuolinen putki 2, hoikin ja putken väliin sijoitetut kaksi vaimennusrengasta 3 sekä ulkopuolisen putken jatkeen muodostava ohjaus- ja vaimen-5 nuskartio 4. Muotopuristuskappaleet lepäävät räjäytys-kammion muodostamien kuorikappaleiden pohjalevyn, so. ensimmäisen levyn 6 päällä siten, että ohjaus- ja vai-mennuskartio 4 työntyy ylöspäin. Muotopuristuskappaleet muodostavat pääasiassa sylinterimäisen, kartio-10 maisesti ylöspäin työntyvän kammion. Muotopuristuskappaleet on sovitettu ja liitetty toisiinsa yhtenäiseksi kammiotilaksi.The moldings are an inner damping sleeve 1, an outer pipe 2, two damping rings 3 placed between the sleeve and the pipe, and a guide and damper cone 4 forming an extension of the outer pipe 4. The moldings rest on the base plate of the blast chamber. on the first plate 6 so that the guide and damping cone 4 protrudes upwards. The moldings form a substantially cylindrical chamber with a conical upward protrusion. The molding pieces are arranged and connected to each other into a single chamber space.

Kuorikappaleet ovat ensimmäinen ja toinen levy 6, 7, levyjen väliin sijoitettava seinämäputki 8, 15 seinämäputken sisäpuolelle sijoitettava ensimmäiseen levyyn tukeutuva ja muotopuristuskappaleet keskittävä ohjainrengas 9, seinämäputkeen ja toiseen levyyn tukeutuva holkki 10 sekä jomman kumman, esitetyssä sovellutuksessa toisen levyn lävitse muodostetun aukon 20 14 kautta räjäytystilaan 12 työntyvä detonaattori 13.The shell pieces are first and second plates 6, 7, a wall tube 8 to be placed between the plates, 15 a guide ring 9 resting on the first plate and centering the moldings, a sleeve 10 resting on the wall tube and the second plate and a hole formed in the embodiment 20 a detonator 13 projecting into the detonation chamber 12.

Esitetyssä sovellutuksessa ensimmäinen levy 6 muodostaa pohjalevyn, toinen levy 7 kansilevyn. Räjäytyskam-mion sivuseinämä muodostuu pystystä sylinterimäisestä seinämäputkesta 8. Ohjainrengas 9 on keskeisen akselin 25 A suhteen symmetrinen, ja sen keskelle on muodostettu : syvennys, johon muotopuristuskappaleet 1, 2, 3, 4 on sijoitettu siten, että sisäpuolen vaimennusholkki 1 työntyy mainittuun syvennykseen sovitetusti ja ulkopuolinen putki 2 sekä vaimennusrenkaat 3 lepäävät oh-30 jainrenkaan yläpinnan päällä. Holkki 1 lepää osin seinämäputken 8 yläreunan päällä työntyen osin seinämä-putken sisäpuolelle, so. hoikkiin on muodostettu ulkopuolinen ura seinämäputken sisäsärmää varten. Hoikin 1 yläpinta on tasainen, ja toinen levy 7 tukeutuu hoikin 35 yläpintaa vasten.In the embodiment shown, the first plate 6 forms a base plate, the second plate 7 a cover plate. Räjäytyskam-chamber side wall of an upright cylindrical wall of the tube 8. The guide ring 9 is with respect to the central axis 25. A symmetrical, and the center thereof is formed in the recess, which form the clamping parts 1, 2, 3, 4 are disposed such that the interior of the vaimennusholkki 1 protrudes into said recess fittingly and the outer tube 2 and the damping rings 3 rest on the upper surface of the oh-30 carrier ring. The sleeve 1 rests partly on the upper edge of the wall tube 8 and protrudes partly inside the wall tube, i. an outer groove is formed in the sleeve for the inner edge of the wall tube. The upper surface of the sleeve 1 is flat, and the second plate 7 rests against the upper surface of the sleeve 35.

Räjäytettäessä räjäytystilaan 12 sijoitettu räjähdysaine detonaattorin 13 avulla syttyy, palonope- 96668 8 us suuruusluokkaa esim. 2-3 km/s, muodostaen shokki-aallon, so. hyvin lyhytaikaisen ja voimakkaan paineiskun. Paineisku vaikuttaa metastabiiliin materiaaliin vaimennusrenkaiden 3, vaimennusholkin 1, ulkopuolisen 5 putken 2 sekä ohjaus- ja vaimennuskartion 4 välityksellä kiinteyttäen metastabiilin materiaalin. Lämpötila shokkiaallossa on suuruusluokkaa n. 400 °C. Tämän jälkeen makroskooppinen paine alkaa kasvaa välittömästi, makroskooppinen paine ei kuitenkaan ennätä toiseen 10 levyyn, ao. päällyslevyyn 7 asti ennen kuin metastabiili materiaali 5 on kompaktoitunut kiinteäksi renkaaksi vastaten ao. ontelotilan muotoa. Suljettu rakenne takaa sen, että paine pysyy riittävän kauan riittävän suurena. Sen jälkeen, kun shokkiaalto on 15 mennyt kompaktoitavan materiaalin lävitse, paine leviää koko tilaan ja lennättää lopulta yläosan 7 pois, jonka jälkeen paine putoaa nollaan.When detonating, the explosive placed in the detonation space 12 ignites by means of the detonator 13, at a fire rate of the order of 96668 8 μs, e.g. 2-3 km / s, forming a shock wave, i. very short-term and strong pressure shock. The pressure shock acts on the metastable material via the damping rings 3, the damping sleeve 1, the outer tube 5 2 and the guide and damping cone 4, solidifying the metastable material. The temperature in the shock wave is of the order of about 400 ° C. Thereafter, the macroscopic pressure starts to increase immediately, however, the macroscopic pressure does not precede the second plate 10, said cover plate 7, until the metastable material 5 has compacted into a solid ring corresponding to the shape of the cavity. The closed structure ensures that the pressure remains high enough long enough. After the shock wave 15 has passed through the material to be compacted, the pressure spreads throughout the space and eventually flies off the top 7, after which the pressure drops to zero.

Kuorikappaleet on edullisesti valmistettu teräksestä siten, että ne voidaan käyttää uudelleen.The shell pieces are preferably made of steel so that they can be reused.

20 Myös muita materiaaleja voidaan haluttaessa käyttää.20 Other materials can be used if desired.

Holkki 10 voi olla valmistettu pehmeästä materiaalista, esim. alumiinista tms.The sleeve 10 may be made of a soft material, e.g. aluminum or the like.

Kuvassa 2 näkyy keksinnön mukaisen laitteisto sovellutus, johon kuuluu kolme vaimennusrengasta 31, 25 32, 33 sijoitettaviksi vaimennusholkin ympärille pääl- ' lekkäin siten, että niiden väliin muodostuu kaksi on- telotilaa 51, 52, johon metastabiili, kompaktoitava materiaali sijoitetaan. Kuvan 2 mukaisella laitteistolla voidaan kompaktoida kaksi kappaletta metastabii-30 lista materiaalista samanaikaisesti.Figure 2 shows an embodiment of the apparatus according to the invention, comprising three damping rings 31, 25 32, 33 to be placed one on top of the other around the damping sleeve so that two cavities 51, 52 are formed between them, in which metastable material to be compacted is placed. With the apparatus shown in Figure 2, two pieces of metastabii-30 list material can be compacted simultaneously.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto soveltuu metastabiilien materiaalien kiinteyttämiseksi käytettäväksi esim. muuntajasydäminä, sähkömoottorin osina (hyvät magneettiominaisuudet) tai muissa käyttö-35 kohteissa hyvien lujuus- ja korroosio-ominaisuuksiensa perusteella.The method and apparatus according to the invention are suitable for solidifying metastable materials for use, for example, as transformer cores, electric motor parts (good magnetic properties) or in other applications on the basis of their good strength and corrosion properties.

Suoritusesimerkit on tarkoitettu keksinnönThe working examples are intended for the invention

IIII

96668 9 havainnollistamiseksi rajoittamatta sitä millään tavoin .96668 9 to illustrate without limiting it in any way.

Claims

1. Apparatus for transferring solid metastable materials, to which apparatus is releasably attachable molding pieces (1, 5, 2, 3, 4), forming within it a heel space (5) in which the metastable material is placed, and a detonator (13) says that upon bursting an explosive by means of the detonator, a compression shock through the mediation of the molding pieces is directed to the metastable material for transferring the same to the solid form and then discharged when the shell pieces are released from each other, wherein the molding pieces are substantially symmetrical in relation to an axis (A), characterized in that the apparatus 15 belongs to each other releasably fastenable shell pieces (6, 7, 8, 9, 10), which within themselves form a burst space (11 ), within which the molding pieces (1, 2, 3, 4) and the metastable material as well as a molding material surrounding explosives (12) are placed; and that the molding pieces at the end of the shaft (A) form a substantially symmetrical heel space (5).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the molding pieces (1, 2, 3, 4) consist of an inner damping hole (1), an outer pipe (2), a damping ring (3) which can be placed between the hollow and the pipe and a an extension of the outer tube forming guide and cushion cone (4).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the molding pieces comprise at least two damping rings (31, 32, 33), which in their intervals form at least one hollow space (51, 52).

Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the shell pieces 35 (6, 7, 8, 9, 10) in relation to the shaft (A) form a substantially symmetrical space, the molding pieces (11). 1, 2, 3, 4) are positioned substantially symmetrically so that the burst space (12) formed between the shell pieces and the molding pieces is substantially symmetrical.

Apparatus according to any of claims 1-4, characterized in that the shell pieces are (6, 7, 8, 9, 10), a first and a second plate (6, 7); a wall tube (8) positionable between the plates; positionable on the inner side of the wall tube, supported on the first plate, and the molding pieces (1, 2, 3, 4) centering guide ring (9); a hollow support (10) supported on the wall tube and the second plate; and it enters through an opening (14) formed in the second plate into the detonator (13) in the burst space (12). 15