PL31465B1 - Sposób wytwarzania ksztaltek spieczonych z proszków metali oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwa¬ rzania ksztaltek metalowych z proszków metali, zwlaszcza z substancji twardych, i odznacza sie tym, ze stloczone ksztaltki poddaje sie jako katode ogrzewaniu w prózni lub pod zmniejszonym cisnieniem za pomoca wyladowan swietlacych, dzia¬ lajacych stale lub okresowo.Wyladowania swietlace wywoluje sie najlepiej przy takim podcisnieniu, aby ksztaltki byly mozliwie calkowicie pokry¬ te poswiata wyladowania swietlacego.Wyladowanie swietlace wystepuje prze¬ waznie przy podcisnieniach wynoszacych 40 — 0,001 mm, najlepiej 5 — 0,01 mm slupa rteci. Ksztaltki mozna przy tym ustawiac na elektrodach, które odekrano- wane i odizolowane umieszcza sie w apa¬ racie prózniowym. Elektrody moga miec postac wydrazona i moga byc chlodzone.Do ustawiania ksztaltek sluza najlepiej ta¬ lerze z metalu trudnotopliwego, jak chro¬ mu, tantalu, tytanu, molibdenu, wolframu itd,, umieszczone na elektrodach, ale mozna takze wykonywac te talerze z in¬ nych materialów trudnotopliwych, np. spieczonych materialów ceramicznych, jak tlenku berylu, tlenku glinu, tlenku cyrko¬ nu, tlenku toru, i umiescic je na elektro¬ dach. W tym przypadku jest rzecza ko-nieczna, by ksztaltki stykaly sie z prze¬ wodem doprowadzajacym prad. Talerze z materialów nieprzewodzacych pradu naj¬ lepiej jest zmetalizowac lub pokryc meta¬ lem trudnotopliwym.Przy stosowaniu pradu stalego w stre¬ fie wyladowania swietlacego ujemny bie¬ gun zródla pradu stalego laczy sie z ksztaltkami, dodatni zas — z kadlubem aparatu prózniowego lub z jedna albo kil¬ koma anodami, umieszczonymi w tym apa¬ racie, odekranowanymi i odizolowanymi.Przy stosowaniu w strefie wyladowa¬ nia pradu zmiennego jeden biegun wtórne¬ go uzwojenia transformatora laczy sie z ksztaltkami, a drugi biegun — z jedna lub kilkoma elektrodami, umieszczonymi w aparacie, odekranowanymi i odizolowa¬ nymi. Oprócz pradu stalego i zmiennego mozna zalaczac na stale lub z przerwami równiez prad otrzymany przez wyprosto¬ wanie pradu zmiennego lub pradu o wiel¬ kiej czestotliwosci, a nawet oba te prady razem.Jako gaz wypelniajacy strefe wylado¬ wan stosuje sie najlepiej wodór, azot, amoniak, weglowodór, gazy szlachetne, z osobna lub w mieszaninie.Wynalazek dotyczy dalej urzadzenia do przeprowadzania opisanego sposobu, któ¬ re sklada sie z pieca do spiekania, pozwa¬ lajacego na wytwarzanie zmniejszonego cisnienia i posiadajacego odekranowane i odizolowane przewody doprowadzajace prad do spiekanych przedmiotów i jedna lub kilka anod, oraz ze zródla pradu do wytwarzania wyladowania swietlacego w przestrzeni wyladowczej pomiedzy elek¬ trodami. Wysokosc napiecia, doprowa¬ dzanego do przestrzeni wyladowczej, za¬ lezy od zadanego stopnia ogrzewania oraz od stopnia prózni i moze wynosic 400 do 20 000 Volt. Najczesciej stosuje sie na¬ piecie do 6 000 Volt, Moc doprowadzana jest zalezna od wielkosci i liczby ogrze¬ wanych jednoczesnie ksztaltek oraz od stosowanej temperatury. Azeby osiagnac temperature spiekania wynoszaca do 1 000° C nalezy doprowadzac moc az do 15 watt/cm2 powierzchni przedmiotów, w przypadku wyzszych temperatur (az do 2 000° C) — do 50 watt/cm2 i wiecej. Wy¬ sokosc temperatury mozna okreslac za pomoca termoelementów, wlaczanych w przewody doprowadzajace prad, lub za pomoca pirometrów i mozna ja utrzymy¬ wac na stalym poziomie za pomoca srod¬ ków regulujacych. Odekranowywanie przewodów pradowych jest konieczne ze wzgledu na wysoka moc przy wyzej poda¬ nych napieciach. Ekrany sa umieszczone w pewnej odleglosci od przewodów pra¬ dowych, tak ze w przestrzeni pomiedzy ekranami a przewodami nie moze powstac wyladowanie. Ekrany dookola przewo¬ dów pradowych biegna (najlepiej) na po¬ dobienstwo labiryntów i na takiej dlu¬ gosci, ze nosniki wyladowan, jak zjonizo- wane gazy lub odparowane metale, nie moga przenikac z przestrzeni roboczej do izolacji i uszczelnienia. Izolowanie oraz uszczelnianie moze byc uskuteczniane za pomoca dwóch róznych materialów lub tez za pomoca jednego materialu, posia¬ dajacego jednoczesnie wlasciwosci izolu¬ jace i uszczelniajace. Najlepiej jest umiescic te materialy zewnatrz przestrze¬ ni roboczej pomiedzy sciankami naczynia i przewodami pradowymi.Przez spiekanie proszków metalowych moga byc wedlug wynalazku wytwarzane czesci konstrukcyjne lub narzedzia tnace.W szczególnosci daja sie wytwarzac cze¬ sci konstrukcyjne z metali trudnotopli- wych, jak chromu, tytanu, tantalu, molib¬ denu, wanadu, wolframu itd., branych z osobna lub w mieszaninie, a takze lacz¬ nie z metalami latwotopliwymi, np. z me¬ talami lekkimi, jak magnezem, aluminium, lub ciezkimi — jak zelazem, miedzia, ko¬ baltem itd. Jako materialy twarde, zwlaszcza do narzedzi tnacych, mozna — 2 -stosowac wegliki, krzemki, azotki i borki metali, z osobna lub w mieszaninie z me¬ talami pomocniczymi, jak aluminium, ze¬ lazem, niklem, kobaltem itd, Mozna sto¬ sowac wszelkie mieszaniny znane, jako takie, przy wytwarzaniu stopów twardych.Przedmioty, wytworzone przez stla- czatoie proszków metali i poddane w próz¬ ni dzialaniu ciepla w temperaturze spie¬ kania, wykazuja jako czesci konstrukcyj¬ ne lub narzedzia zalety nastepujace: wskutek zmniejszenia cisnienia w ko¬ morze spiekania! zachodzi dalekoi posunie¬ te odgafcowanie ksztaltek przed dziala¬ niem ciepla, przy czym odgazowanie to moze byc doprowadzone do granic tech¬ nicznie osiagalnej prózni. Po przylacze¬ niu do elektrod napiecia i napelnieniu nar czynia gazem, w którego atmosferze mar ja byc przeprowadzane wyladowania i który moze wywierac dzialanie reduku¬ jace, naweglajace, azotujace lub byc obo¬ jetnym, ksztaltki ogrzewa sie do zadanej temperatury, powoli lub szybko, w zalez¬ nosci od rodzaju materialu. W wielu przypadkach okazalo sie korzystnym Wstrzymywanie ogrzewania w pewnej sta¬ lej temperaturze na pewien czas, a nar stepnie wznawianie ogrzewania.Ogrzewanie ksztaltek wedlug wyna¬ lazku pozwala na osiaganie koniecznych do spiekania temperatur do 2 000° C lub wyzszych bardzo ekonomicznie i z dobrym skutkiem uzytecznym,. Ponad to osiaga sie, ze ksztaltki spiekaja sie bardzo scisle 3 zachowaniem wlasciwego ksztaltu i bez tworzenia' sie rys. Do wytwarzania two¬ rzyw porowatych, sluzacych np. do wyro¬ bu panewek lozyskowych itd., nisko wrza^ ca czesc skladowa daje sie latwo usunac przez odparowywanie bez zmiany ksztal¬ tu ani wytrzymalosci przedmiotu.Na rysunku pokazano w celu wy¬ jasnienia przyklad wykonania wynalazku w postaci pieca1 do spiekania, ogrzewane¬ go pradem powodujacym swietlenie, przy czym czesc pieca jest przedstawiona w wi¬ doku z boku.Piec do spiekania, ogrzewany pradem powodujacym swietlenie, sklada sie wedlug rysunku z czesci dolnej 1 i gór¬ nej 2, polaczonych ze soba szczelnie za posrednictwem szczeliwa 3 z zastosowa¬ niem klamer sciskajacych 4, dociskanych przez dociaganie zamków mimosrodo- wych 5. Kanal chlodzacy 6, przez który przeplywa czynnik ^chlodzacy, isluzy do chlodzenia szczeliwa 3. Czesc górna 2 pieca posiada plaszcz chlodzacy 7, do któ¬ rego doprowadza sie czynnik chlodzacy, np. wode, króccem 8, a odprowadza króc¬ cem 9. Do lacznika 10 dolacza sie pom¬ pe prózniowa, podczas gdy przez prze¬ wód 11 doprowadza sie, w razie potrzeby, gaz lub pare, np. argon, weglowodór, wo¬ dór, azot, amoniak lub gaizy podobne w ilosci zamierzonej z zachowaniem ure¬ gulowanego podcisnienia..W czesci dolnej 1 pieca znajduja sie trzy przewody 12, 13, 14 doprowadzajace prad, które posiadaja na swych górnych koncach talerze 15, 16, 17. Na talerzach tych spoczywaja ksztaltki 18, przeznaczo¬ ne do spiekania. Przewody doprowadza¬ jace prad sa wydrazone i moga byc chlo¬ dzone. Czynnik chlodzacy, np. woda lub olej, moze byc doprowadzany przewo¬ dem 19, a odprowadzany przewodem 20.Pirometr 21, zaopatrzony w pokrywke 22, jest przylaczony przez przewód doprowa¬ dzajacy prad do talerza 15. Koncówki 23 i 24 pirometru sa szczelnie wyprowadzo¬ ne na zewnatrz. Przewody 12, 13, 14 sa zaekraniowane dwoma plaszczami metalo^ wymi 25 i 26. Odleglosc wzajemna po¬ miedzy plaszczami, jak równiez pomiedzy przewodami i plaszczami jest tak mala, ze w przestrzeni okrytej plaszczami nie moze powstac wyladowanie swietlace.Czesci 27 i 28 sa izolatorami, a czesc 29 — pierscieniem uszczelniajacym, wykona-. — 3 —mym np. z gumy. Pierscien metalowy 30 sluzy do zacisniecia uszczelki, Przewód pradowy 31 jest polaczony z anoda 32. Równiez i ten przewód jest wydrazony i moze byc chlodzony od wewnatrz, przy czym przewód 33 slu¬ zy do doprowadzania, a przewód 34 — do odprowadzania czynnika chlodza¬ cego* Czesc 35 stanowi ekran metalowy, umieszczony w tak malej odleglosci od przewodu doprowadzajacego prad, ze po¬ miedzy tymi czesciami nie moze nastapic wyladowanie swietlace. Czesc 36 stano* wi pierscien uszczelniajacy, a czesc 37 — pierscien uszczelmiajacoi-dociskajacy, Cze¬ sci 38 i 39 sa pierscieniami uszczelniaja¬ cymi.Zródlo 40 pradu stalego lub zmiennego jest polaczone swym npi. ujemnym biegu¬ nem poprzez regulowany opornik 41 i wy¬ laczniki 42, 43, 44 z przewodami doprowa¬ dzajacymi prad do spiekanych ksztaltek z materialów twardych. Dodatni biegun zródla pradu stalego najlepiej jest pola¬ czyc z anoda 32 poprzez wylacznik 45, ale mozna tez polaczyc go poprzez wy¬ lacznik 46 z czescia zewnetrzna pieca.W tym przypadku sama scianka pieca slu¬ zy jako anoda. PL

Claims (11)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania ksztaltek spie¬ czonych z proszków metali, zwlaszcza z materialów twardych, znamienny tym, ze ksztaltki tworzace katode poddaje sie w prózni lub pod zmniejszonym cisnieniem ogrzewaniu za pomoca wyladowan swiet¬ lacych,
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyladowania przeprowadza sie przy takim podcisnieniu, by ksztaltki by¬ ly pokryte calkowicie poswiata wylado¬ wania swietlacego.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1—2, zna* mienny tym, ze wyladowanie swietlace przeprowadza sie przy podcisnieniu wy¬ noszacym 40 — 0,001 mm slupa Hg, naj¬ lepiej zas przy 5 — 0,01 mm slupa Hg.
4. 4. Sposób wedlug zastrz, 1 — 3, znai- mienny tym, ze ksztaltki ustawia sie na elektrodach odekranowanych, odizolowa¬ nych i umieszczonych w aparacie próznio¬ wym.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze jako gaz wypelniajacy do wyladowan swietlacych stosuje sie wodór* azot, amoniak, weglowodory lub gazy szlachetne.
6. 6. Urzadzenie do przeprowadzania sposobu wedlug zastrz. 1 — 5, znamienne tym, ze stanowi je piec prózniowy, posia¬ dajacy odekranowane i odizolowane prze¬ wody doprowadzajace prad do spiekanych ksztaltek i do jednej lub kilku anod, jak równiez zródlo pradu do zasilania wyla¬ dowan swietlacych, powstajacych pomie¬ dzy elektrodami.
7. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 6, zna¬ mienne tym, ze elektrody sa wydrazone i chlodzone.
8. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 6 — 7, znamienne tym, ze posiada elektrody w ksztalcie talerzy, przeznaczone do usta¬ wiania na nich ksztaltek i wykonane z me¬ tali trudnotopliwych, jak chromu, tantalu, tytanu, molibdenu, wolframu itd.
9. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 6 — 7, znamienne tym, ze posiada elektrody w ksztalcie talerzy, przeznaczone do usta¬ wiania na nich ksztaltek i wykonane z ma¬ terialów trudnotopliwych, np. ze spieczo¬ nych materialów ceramicznych, jak tlenku berylu, tlenku glinu, tlenku cyrkonu, tlen¬ ku toru itd.
10. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 6 — 9, zasilane pradem stalym, znamienne tym, ze ujemny biegun zródla pradu stalego jest polaczony z ksztaltkami, a dodatni biegun — z aparatem prózniowym lub '— 4 —z jedna lub z kilkoma odekranowanymi i odizolowanymi anodami, umieszczonymi w aparacie.
11. 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 6 — 9, zasilane pradem zmiennym, znamienne tym, ze jeden biegun wtórnego uzwojenia transformatora jest polaczony z ksztaltka¬ mi, a drugi biegun — z jedna lub z kilko¬ ma odekranowanymi i odizolowanymi elektrodami, umieszczonymi w aparacie. Bernhard Berghaus Zastepca: inz. Cz. Raczynski rzecznik patentowy Staatsdruckerei Warschau — Nr. 11795-13.Do opisu patentowego Nr 31465 41 40 36 37, 38 39J4 33 23 PL