SE417580B - Forfarande for framstellning av emnen fran pulver genom hogt allsidigt tryck - Google Patents

Description

15 20 25 30 . 7901734-9 Med utgångspunkt från pulver kan ämnen eller färdiga detaljer direkt fram- ställas genom ett antal olika pressningsmetoder. Pulvret framställes genom sönderslagnixng av en stråle av smält metall. De erhållna metalldropparna kyles snabbt och en gnnsam fin struktur erhålles. Detta pulver inneslutes i kapslar och bearbetas med högt tryck enligt olika smides- eller press- ningsmetoder till en solid kropp vid en temperatur som ligger så långt under smälttemperaturen att icke önskvärd strukturförändring genom korn- tillväxt i möjligaste mån undvikas. högkvalitativt verktygsstål och super- legeringar har tillverkats kommersiellt i stor skala genom varm isostatisk pressning av pulverkapslar som i en tryckugz semmanpressats och samtidigt sintrats till en praktiskt taget helt solid kropp. Både vals- eller smides- ämnen och till nära slutfom formade verktyg har framställts. Pulverfyllda kapslar har också smitts mellan verktyg eller strängpressats.

Enligt uppfinningen fylles en kapsel med pulver och tillslutes. Denna kapsel uppvärmes till en temperatur som möjliggör bindning men som ligger så långt från smälttemperaturen att strukturen genom korntillvâlxten blir obetydlig under hantering och pressning. Den uppvärmda kapseln insättes i ett for-mmm i en press och omges av ett skikt av ett isolerande lättdeformerbart ämne som fortplanta: tryckkrafter så. att ämnet komer att utsättas för ett all- sidigt tryck. Ett nära isostatiskt trycksystem kan erhållas. Tjookleken hos det isolerande och trycköverförande materialet väljas så att yttemperaturen hos materialet närmast kapselväggen kan hållas på. en sådan nivå att den över- stiger erforderlig bindningstemperatur när kapseln utsättas för det kompak- terande trycket. f Kapseln pressas med fördel mellan två stämplar i en axiellt rörlig cylinder, som under själva pressningen är fritt rörlig så att friktion mot cylinder- väggen i minsta möjliga utsträckning hindrar sanmxanpressningen.

Materialet i det isolerande och trycköverförande materialet kan vara talk, pyrofyllit eller annat material med likartade egenskaper. Det är viktigt att det är lätt deformerbart och vid pressning förhållandevis lätt kan omfördelas så att det i minsta möjliga utsträckning hindrar kompaktering genom aziell sammanpressning av kapseln och så att det kommer att utöva även ett radiellt tryck på kapseln. Talk är ett synnerligen fördelaktigt material. Det är lättillgängligt och billigt. 10 15 20 25 30 35 7901734 -9 Det isolerande och kraftöverförande materialet kan anbringas kring kapseln på olika sätt. Plattor och rörhylsor kan tillverkas och anbringas kring en uppvärmd kapsel i samband med att den insättas i pressen. Det är också möj- ligt att ställa en kapsel på. en platta eller ett lager pulver eller korn av det isolerande och trycköverförande materialet och fylla mellanrummet mellan kapseln och en omgivande cylinder med ett pulver eller korn samt att slutligen täcka kapseln med en platta. eller ett pulver- eller kornlager.

Med hänsyn till ifyllningen är det lämpligt att framställa ett granulat av talk med sådan kornstorleksfördelning att granulatet blir lättrinnande och samtidigt ger hög fyllnadsgrad i spalten mellan kapsel och presscylinder.

Plattor ooh rör av talk kan tillverkas genom gjutning. Talkpulver kan blan- das med bindemedel och härdare. Som bindemedel kan användas en blandning av 1 aei 5 % Hcl, 1o delas- etylsiiikat och 15 aeiar 90 94 sprit. som hårdare kan användas 1 del 5 % NE5 till 20 delar bindemedel. Kören gjutes i en centri- fugalgjutmaskin.

Uppfinningen beskrivas näïzmare under hänvisning till bifogade figurer. Fig 1 visar en prinoipskiss för en anläggning där uppfinningen utnyttjas och fig 2 och 5 en i anläggningen ingående press.

I figurerna betecknar 1 kapslar och 2 en nya. där kapslar uppvärmes till en för pressning lämplig temperatur. En hanteringsrobot 3 sätter in en från transportbanan 4 hämtad kapsel i ugnen 2 och hämtar en uppvärmd kapsel från ugnen 2 och överför den till pressen 5.

Pressen 5 som närmare beskrivas med hjälp av figurerna 2 och 5 utgöres av en hydraulisk press med ett stativ 6 i vilken finnes en vertikalt rörlig presscylinder 7 som styres av rullar 8 och gejder 9. Presscylindem 7 manövreras med hjälp av hydrauliska lyftcylindrar 10 mellan ett laddnings- läge enligt fig 2 till ett pressläge enligt fig 5. I nedre delen av press- stativet 6 finnes en manövercylinder 11 med en kolv 12. En till cylindern 7 avpassad stämpel 13 är förenad med kolven 12 med hjälp av en hállarplatts. 14 som är fästad vid kolven 12 med icke visade bultar. Denna platta är för- sedd med styrrullar 15 som löper mot gejden 9. Denna stämpel har sådan längd att dess övre yta ligger något under cylindern: 7 övre ändyta i ladd- ningsläget enligt fig 2. Vid pressens övre del finns en fast stämpel 16 som är upphängd i presstativet med hjälp av en ring 17 och icke visade bultar. Vid pressoylinderns övre del finns en ringformad inmatningstratt 18 10 15 20 25 50 55 79017314-9 för ett kornformigt värmeisolerande och trycköverförande material 19 som tillföras tratten från en förrådsbehållare 20 (fig 1).

En pressning genomföras på. följande sätt. En platta 21 av talk placeras i cylindern 7 på. stämpeln 15. l-Ied hjälp av roboten 5 hämtas en uppvärmd kap- sel 1 från ugnen 2 och placeras på. plattan 21. Cylindern 7 lyftes så. att den övre stämpeln 16 kommer att skjuta in något i cylindern. Under denna. lyftning tillföras spalten 22 material 19 från tratten 18 så. att ett isole- rande och trycköverförande skikt 25 bildas samt anbringas ett lager mate- rial över kapselns 7 övre ände. Nu tillföras cylinderrummet 25 tryckinedium från en icke visad tryckmediekälla via en ledning 24 så. att kapseln 1 kommer att saunnanpressas axiellt mellan stämplarna 13 och 16. Under denna pressning kan cylindern 7 fritt följa ämnet varigenom minsta möjliga presskraft för- loras genom friktion och glidning mellan pressämxxe och cylindervägg. vid pressningens slutskede intar cylindern det läge som visasi fig 5. Stämpeln 15 och cylindern 7 sänkas och ett färdigt valsänme avlägsnas med hjälp av roboten 5.

Längden av en kapsel bör understiga fem gånger diametern. lämpligen bör längden vara mellan två och fem gånger diametern. I en press med en press- kraft på. 5000 Mp kan man pressa en kapsel med en diameter av 550 mm och en längd av 1100 mm och en vikt av cirka 500 kg. Presskraften ger då. ett tryck på cirka 250 MPa. Tjockleken av isolerings- och tryckmedlet kan vara cirka 25 mm, dvs cylinderns 7 diameter måste vara. cirka 50 mm större än kapselns 1 diameter. Vid pressning av snabbstâlspulver har vid en insättningstempe- ratur av 1150°C och ett tryck av 250 MPa. en täthet av upp till 99 % av den teoretiska uppnåtts.

Förfarandet innebär ett realistiskt alternativ till varm isostatisk press- ning i tryckugzi zmder inverkan av en tryckgas i de fall en slutgiltig kom- paktering till helt homogent material kan ske i exempelvis en följande vals- ningsoperation. Investeringskostnaden är förhållandevis låg, cykeltiden kort, ner till cirka 5 minuter, och därigenom kapaciteten stor och kostnaderna låga.

Metoden gör pulverpressning intressant för framställning av valsämen av enklare material än tidigare pressningsmetoder.

Kapselstorleken kan varieras inom vida gränser. Dock innebär liten kapsel- volym stor yta i förhållande till volymen, något som kan innebära. så. snabb avkylning att svkylningen kan medföra. svårigheter att hinna utföra press-

Claims (5)

7901734-9 ningen innan temperaturen sjunkit under erforderlig temperatur för god bind- ning. Detta kan medföra risk för att erforderlig täthet ej nppzxås. Kapsel- materialet måste avlägsnas. I många fall försvinner kapeelmaterialet i form av glödskal vid efterföljande valsning och för denna. erforderliga värnmingsr. PATENTKRAV

1. För-farande för framställning av ämnen avsedda för vidare bearbetning till önskad form genom plastisk bearbetning med utgångspunkt från pulver som inneslutes i en kapsel, uppvärmes och vid 'bindningstemperatur utsättas för ett högt tryck så. att pulverkornen sammanbindes och bildar en i huvudsak solid fast kropp, k ä n n e t e c k n a t därav, att en sluten kapsel (1) innehållande pulver uppvärmes till bindningstemperatur, insättas i ett form- rum i en press och omges av ett isolerande skikt (25) av ett lättdeformerbart ämne sem ten: eller pyrefyiiit sem vid mföring ev en stämpel (15, 16) 1 formrummot tjänstgör som ett tryoköverförande medium som allsidigt utövar ett tryck mot kapseln (1).

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att me: (1) vid bade eine ande: exient peverxeee ev etämpler (15, 16) 1 en under pressningen i huvudsak fritt axiellt rörlig cylinder (7).

3. 5. För-farande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä. n n e t e c k n a t därav, att plattor (21) av det isolerande materialet anbringas under och över kap- seln (1) och en hylsa av det isolerande materialet anbringas runt kapseln inuti cylindern.

4. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att kapseln placeras på ett skikt (21) av isolerande material, mellanrummet (22) mellan kapsel och cylinder fylles med pulver eller kornformigt isolerande material och täckas av ett skikt isolerande material.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä. n n e t e c k n a t därav, att mellanrummet (22) mellan kapsel och cylinder fyllas med ett kornformigt granulat av talk med goda rinnegenskaper ooh sådan komstorleksfördelning att hög fyllnadsgrad erhålles.