Przedmiotem wynalazku jest sposób prózniowego nasycania metalem lub metalami nisko- i srednio- topliwymi porowatych szkieletów na osnowie me¬ tali wysokotopliwych, sluzacy do otrzymywania kompozytów, szczególnie styków elektrycznych oraz 5 urzadzenie do wykonywania tego sposobu.Znane sposoby nasycania porowatych szkieletów opisane sa w publikacji zamieszczonej w Powder Metallurgy International, tom 7, Nr 1, str. 21—24 z 1975 r. p.t „Two-Layer Compact — Sinter — 10 Infiltration Techniaue for Producing Contract Ma¬ terials for Powder Engineering Parposes". Poro¬ wate szkielety z metalu wysokotopliwego otrzyma¬ ne np. przez prasowanie i spiekanie mozna na¬ sycac nastepujacymi sposobami: 15 Sposobem zanurzeniowym tj. przez zanurzenie szkieletu w kapieli metalu nasycajacego, wytrzy¬ manie w tej kapieli i usuniecie z niej po nasyce¬ niu; Sposobem nakladkowym lub podkladkowym tj. 2o przez umieszczenie porowatego szkieletu pod lub na warstwie metalu nasycajacego, który po stopie¬ niu dzieki aktywnosci kapilarnej zapelnia pory szkieletu.Warstwy metalu wysokotopliwego i nasycajacego 2o moga byc polaczone np. droga prasowania dwu¬ warstwowego.W sposobach tych mozna wplywac na aktywnosc penetracyjna metalu nasycajacego droga zmiany skladu chemicznego kapieli metalu lub stopu na- 30 sycajacego, dobór atmosfery, ochronnej, w której prowadzi sie nasycanie , dobór wielkosci ziaren proszków, z których uformowany jest szkielet a takze przez czesciowe wprowadzenie metalu nasy¬ cajacego w postaci proszku do szkieletu podczas jego formowania. Zasada jest jednak, ze wszystkie te zabiegi nie moga zasadniczo zmieniac wzajem¬ nej rozpuszczalnosci metalu wysokotopliwego i me¬ talu nasycajacego i która powinna byc co najwyzej znikomo mala.Wymienione sposoby nie sa jednak pozbawione wad i niedogodnosci. Nasycanie nakladkowe i pod- kladkowe mozna co prawda prowadzic w prózni ale wymagane jest stosowanie form, w których nastepuje nasycanie lub tez trzeba stosowac tech¬ nike prasowania dwuwarstwowego. Jesli zachodzi potrzeba nasycania drobnych szkieletów o skom¬ plikowanych ksztaltach wystepuja poza tym trud¬ nosci z uzyskiwaniem wlasciwej grubosci nakladki lub podkladki.Sposobu nasycania zanurzeniowego nie mozna z kolei prowadzic w prózni, gdyz znane piece próz¬ niowe nie daja mozliwosci prostego, ekonomicznego i skutecznego rozdzielenia nasyconych szkieletów i kapieli metalu nasycajacego, nasycanie zas w atmosferach gazów ochronnych daje na nasyconych szkieletach narosty, przylepki i inkrustacje, które trzeba usuwac droga obróbki mechanicznej.Sposób wedlug wynalazku nie ma tych wad, a jego istota polega na tym, ze nasycanie i ujedno- 126 151126 151 3 rodnianie cieplne nasyconych szkieletów prowadzi sie w prózni dwuetapowo.W pierwszym etapie porowate szkielety umiesz¬ cza sie w lódkach razem z kawalkami metalu na¬ sycajacego. Lódki, ulozone jedna na drugiej, u- 5 mieszcza sie w tyglu pieca prózniowego, który stanowi komore pieca. W piecu , w prózni w pod¬ wyzszonej -temperaturze nastepuje kolejno stopie¬ nie metalu nasycajacego, zalanie szkieletów plyn¬ nym metalem, nasycenie porów szkieletów wyso- 10 kotopliwych i zestalenie kapieli metalu nasycaja¬ cego i usuniecie calosci po obnizeniu temperatury i ewakuacji prózni.Po usunieciu pierwszej szarzy z pieca, która równowazna jest pierwszemu etapowi sposobu, 15 wprowadza sie do niego szarze druga, w której odbywa sie etap drugi sposobu. W tyglu umieszcza sie teraz kolejno lódke zawierajaca tylko porowate szkielety do nasycania, nastepnie na nie odwróco¬ na lódke z pierwszej szarzy (pierwszego etapu) za- 20 wierajaca nasycone szkielety zalane zestalonym metalem nasycajacym, dalej lódke z porowatymi szkieletami do nasycania, znowu lódke odwrócona z pierwszej szarzy itd., przy czym pomiedzy lódki ze szkieletami do nasycania, a lódki ze szkieletami 25 juz nasyconymi umieszcza sie element rozdziela¬ jacy w postaci np. siatki z metalu trudnotopliwego nie wykazujacego wzajemnej rozpuszczalnosci wzgledem metalu nasycajacego szkielety.Po podniesieniu temperatury w piecu nastepuje 30 w lódkach górnych stopienie metalu zalewajacego nasycone szkielety, splyniecie tego metalu przez element rozdzielajacy do lódek znajdujacych sie ponizej, gdzie znajduja sie szkielety do nasycania, które zostaja zalane i nasycone tym metalem. Od- 35 dzielone od metalu nasycajacego szkielety juz na¬ sycone z lódek górnych zatrzymuja sie na elemen¬ cie rozdzielajacym lódki. Metal nasycajacy w szkie¬ letach juz nasyconych utrzymywany jest silami kapilarnymi. Jednoczesnie z nasycaniem szkieletów 40 w dolnych lódkach — etap pierwszy sposobu — realizowana jest ujednorodniajaca obróbka cieplna szkieletów nasyconych w poprzedniej szarzy — etap drugi sposobu.W dalszej kolejnosci prowadzi sie repetycje dru- 45 giej szarzy, równowaznej etapowi pierwszemu i drugiemu sposobu, uzupelniajac w razie potrzeby zuzyty metal nasycajacy przez np. powtórzenie eta¬ pu pierwszego wg sposobu.Urzadzenie do nasycania wedlug wynalazku skla- 50 da sie z tygla grafitowego wraz z przylegajaca do niego z zewnatrz izolacja z wlókniny grafitowej, przykrytego od góry pokrywa grafitowa z warstwa izolacyjna wlókniny grafitowej tak, ze mozliwa jest ewakuacja gazów z jego wnetrza i podtrzymywa- 55 nie w tyglu prózni rzedu do 0,0013Pa, zespolu lódek umieszczonych wewnatrz tygla i przedzielonych elementami rozdzielajacymi. Zestaw taki stanowi komore pieca prózniowego. Lódki w tyglu roz¬ mieszczone sa w ten sposób, ze na lódce ulozonej ^ swoim dnem na podstawie tygla znajduje sie ele¬ ment rozdzielajacy a na nim z kolei umieszczona jest nastepna lódka dnem do góry i zawierajaca nasycone szkielety zalane zestalonym metalem na¬ sycajacym. Nastepne pietra zespolu lódek zbudo- 65 wane sa tak, jak to poprzednio opisano. Sciany boczne lódek w stosunku do podstawy sa prawie prostopadle i pochylone na'zewnatrz o kat równy od 3 do 6° w stosunku do pionu. Poza tym lódki maja. wzmocnienia podstawy i sa wykonane z ma¬ terialu zaroodpornego np. ceramiki lub stali zaro¬ odpornej w gatunku H24Js albo H25NZ082. Ele¬ menty rozdzielajace zaopatrzone sa w pierscienie centrujace polozenie lódek odwróconych wzgledem lódek bezposrednio pod nimi usytuowanych.Zaleta wynalazku jest mozliwosc ekonomicznego nasycania prózniowego drobnych szkieletów u- ksztaltowanych do postaci zblizonej do litery „L", które wykazuja w stosunku do podstawy dodatko¬ wa skosna powierzchnie, a takze szkieletów o ksztalcie zblizonym do litery „C", przy czym ra¬ miona posiadaja wystep lub wystepy, a powierzch¬ nia pracujaca jest powierzchnia zakrzywiona, bez potrzeby wykorzystywania specjalnych form ani stosowania prasowania dwuwarstwowego.Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione jest w przykladzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia przekrój podluzny urzadzenia, fig. 2 widok z góry elementu rozdzielajacego, fig.. 3 — widok z boku tego elementu zas fig. 4 — widok z boku lódki ze szkieletami nasycanymi uksztal¬ towanymi w postaci zblizonej do litery „L" ze scietym narozem.Urzadzenie sklada sie z tygla 1 z pokrywa 2 oslonietego z zewnatrz izolacja 3 z wlókniny gea- fitowej. W tyglu 1 umieszczone sa lódki dolne 4 i lódki górne 5, które sa odwrócone do góry dnami i ustawione na lódkach dolnych 4. Pomiedzy lód¬ kami 4 i 5 znajduja sie elementy rozdzielajace 6.Elementy rozdzielajace 6 zawieraja siatke 7 z me¬ talu trudnotopliwego nie wykazujacego wzajemnej rozpuszczalnosci z metalem nasycajacym 12, roz¬ pieta w pierscieniu 8, centrujacym ustawienie ló¬ dek 4 i 5, których sciany boczne 9 pochylone sa pod katem 5° w stosunku do pionu i które posia¬ daja wzmocnienia 10. W lódkach znajduja sie szkielety nasycone 11 w ksztalcie litery „L" ze scietym narozem.Wynalazek jest blizej przedstawiony w podanym nizej przykladzie. Z proszku wolframu wypraso¬ wano szkielety o ksztalcie zblizonym do litery „L" jak to przedstawia fig. 4 rysunku, o gestosci wyno¬ szacej 62% gestosci teoretycznej. Prasowke spie¬ czono w wodorze w temperaturze 1100°C w czasie 1,5 godz. dla przydania szkieletom wytrzymalosci mechanicznej. Spiekane szkielety nasycone zgodnie z wynalazkiem srebrem w temperaturze 1150°C w czasie 1,5 godz. w prózni 0,133Pa. Po zrealizowa¬ niu etapu drugiego nasycenia tj. nasycania jednych i obróbki cieplnej innych nasyconych w etapie pierwszym, szkieletów dokonano analizy jakosci gotowego produktu. Okazalo sie, ze z inkrustacja- mi i przylepkami bylo tylko 3% nasyconych szkie¬ letów.Wlasnosci szkieletów nasyconych przedstawialy sie nastepujaco: gestosc 15,1—15,5 g/cm5, zawartosc srebra 23—26% wag., wolfram reszta, twardosc 140—160 HB, eksploatacyjna trwalosc laczeniowa w wylacznikach zwarciowych niskiego napieciaIW 151 6 przy znanyonowym napieciu laczeniowym 660V i pradzie 1600 A wynosila 10.000 laczen.Nasycanie zanurzeniowe szkieletów otrzymanych jak podano wyzej, przeprowadzone w temperaturze 1150°C w atmosferze wodoru w czasie 1,5 godz. w piecu Tammanna dalo nastepujace wyniki: szkieletów nasyconych bez inkrustacji i przylepek uzyskano zaledwie 3%, a wlasnosci nasyconych szkieletów byly nastepujace: gestosc 14,8—15,2 g^cm8, zawartosc srebra 18—24%, wolfram reszta, twardosc 110—150 HB, eksploatacyjna trwalosc la¬ czeniowa w wylacznikach zwarciowych niskiego napiecia przy znamionowym napieciu laczeniowym 660 V i pradzie 1600 A wynosila 6500 laczen.Wynalazek znajduje zastosowanie do nasycania porowatych szkieletów z matali wysokotopliwych, szczególnie zas szkieletów drdtany.ch i o Skompli¬ kowanych ksztaltach, «np. s$yk6w elektrycznych, kompozytów metalowo-ceranoicznych, nasycanych spieków diamentowo-metalowg*ch i$p.Zastrzezenia p*a*teint*©w-e 1. Sposób prózniowego nasjyranm angtaftam poro¬ watych szkieletów na osnowie ^melatli "wyrcokettopli- wych, znamienny tym, "ze cw piierwszym etapie szkielety umieszcza sie w lótikaoh xazem z •kawal¬ kami metalu nasycajacego i w szonej temperaturze zalewa 'i Jia^ca metalem, spo czym calosc zestala sie przez obnizenie tempera¬ tury, a nastepnie w drugim etapie lódki z etapu poprzedniego uklada sie odwrócone na przemian na lódkach zawierajacych tylko szkielety do na¬ sycania, przy czym lódki rozdziela sie elementami przez które splywa jedynie odtopiony w tym etapie 5 metal nasycajacy, który zalewa i nasyca równiez w prózni szkielety umieszczone w lódkach dolnych, podczas gdy w tym czasie szkielety nasycone w etapie poprzednim ujednoradnia sie cieplnie i na¬ stepnie po obnizeniu temperatury usuwa jako na- 10 sycone i ujednorodnione cieplnie, z tym, ze repe- tycje etapu drugiego prowadzi sie tak dlugo jak dlugo nie trzeba jeszcze uzupelniac zuzytego me¬ talu nasycajacego, które to uzupelnienie dokonuje s"e przez ponowne zrealizowanie tylko etapu pierw- 15 szego. 2. Urzadzenie do prózniowego nasycania porowa¬ tych szkieletów *na osnowie metali wysokotopli¬ wych, znamienne tyym, ie sklada sie z tygla grafi¬ towego i(l;) -mesa j. izdlacja (3) przykrytego od góry 29 .pokrywa (?) z umieszczonymi wewnatrz tygla (1) tlfrflfcnmi (CA ii $) jpraedzielonymi elementami rozdzie¬ lajacymi (6), j?rzez 'które splywac moze jedynie me- tstt nasycajacy '(T£) ;i Jttóre 4e elementy nie wyka¬ zuja wzajemnej rozpuszczalnosci z metalem nasy- 31 cajacym, ^przy rzym sciany boczne lódek (4 i 5) sa •ertlchytfone iódka (5) odwrócona jjest dnem do góry, zas ele¬ menty rozdzielajace *{£) zaopatrzone sa w pierscie- Jiie tfii) :centrujace jpolozenie lódek odwróconych (5) 33 wzgledem lódek (4) ibezposrednio pod nimi usytuo¬ wanych.126 151 _2 3 fig. i126 151 12 mtEEAli^&^^&^i FigA PL