SE430860B - Sett att framstella sintrade och infiltrerade kroppar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 8064337-5 2 förutom av själva metallpriset beroende av siktnings- noggrannheten. Ett metallpulver med mycket liten korn- storleksvariation är dyrare än ett metallpulver med större kornstorleksvariation. I allmänhet anses att en mycket tät struktur hos en sintrad produkt kräver att produkten framställes av mycket fina korn och att pul- vermassan pressas.

Det anses önskvärt att använda pulverblandningar av varierande kornstorlek för att fylla mellanrummen mellan grövre korn med finare korn. En fördel anses vara att man genom ett måttligare pressningstryck kan ernå en god kompaktering, och en annan fördel med pul- verblandningar av varierande kornstorlek är att man' kan ge avkall på siktningsnoggrannheten, men ett pro- blem är benägenheten till uppspaltning och bildning av finare och grövre lokala områden.

En sintrad kropp av en grovkornig pulverblandning kan visserligen uppvisa en förhållandevis stark struk- tur, men det är svårt att framställa grovkorniga struk- turer med god ytkvalitet även om strukturen är väl fylld med infiltrationsmaterial. Vidare gäller att en sintrad kropp, som uppvisar en struktur med ojämn fördelning mellan finare och grövre korn, har sämre kvalitet än en sintrad kropp med likformig struktur, och särskilt gäller detta sintrade kroppar, som skall efterbearbetas eller som t ex skall ha jämn ythârdhet, och tendensen till uppspaltning av finare korn från grövre korn kan därför vara förödande för produktkvaliteten. i Uppfinningen har till ändamål att åstadkomma ett förfaringssätt, som medger framställning av sintrade kroppar med mycket tät struktur i ytorna och i ett skikt av önskvärd tjocklek närmast ytorna med användade av sintringsbart pulver, som totalt sett, dvs för hela den sintrade produkten, är förhållandevis billigt och i många fall billigare än en motsvarande total pulvermängd, som användes för konventionell framställning av sintrade kroppar vid likvärdiga kvalitetskrav. För uppnâende av sistnämnda ändamål bygger föreliggande uppfinning på 10 15 20 25 30 35 8004337-5 följande teori.

Om strukturen hos en sintrad kropp uppvisar större eller mindre "öar" av grövre pulverkorn bland finare pulverkorn och vice versa, dvs lokala koncentrationer av finare korn i omgivningar av grövre korn, suger de finkorniga "öarna" relativt lätt in infiltreringsmetall från omgivningen av grövre korn, medan "öarna" av grövre korn har sämre förmåga att suga in metall från en om- givning av finare korn. En grövre struktur på "skugg- sidan“ om, dvs i infiltrationsriktningen efter, en fi- nare struktur kan därför förbli porig även efter in- filtrering på grund av att infiltreringsmetall icke har sugits in från den finare strukturen. Å andra sidan uppkommer vid sintring och infiltre- ring ett speciellt problem, som yttrar sig på så sätt, att infiltrationsmaterial, som trängt fram till ytan av en sintrad kropp, efter sintringen och infiltreringen har tendens att sugas tillbaka in i kroppen på grund av ett krympnings- och sugfenomen vid temperatursänkning, så att mellan kornen i kroppens yta bildas större eller mindre insänkningar med konkava ytor eller t o m blås- hål, som kan nå större eller mindre djup. Tendensen till sådan insugning av smält infiltrationsmaterial från ytan blir vid grovkorniga strukturer mycket utpräglad och kan t o m leda till uppkomst av kratrar eller s k sughål av större eller mindre djup men avtager med minskning av ~kornstorleken. Detta talar för att man skall använda så liten kornstorlek som möjligt. Vid en medelkornstor- lek av ca 250 um och uppåt börjar uppkomsten av in- filtrationsmaterialfria områden eller bristfällig in- filtration i lokala områden bli mycket framträdande lik- som även inbuktnings-, krater- och sughålsbildningen i ytan. Vid en medelkornstorlek av ca 200 um och nedåt kan man i allmänhet ernå god strukturtäthet genom in- filtrering, men om man minskar medelkornstorleken väsent- ligt under 150 um får man problem med hopsjunkningar (sättningar) i kornmassan under insmältningen av infiltra- tionsmaterial. Dessa överväganden talar för att man bör 10 15 20 25 30> 35 4 använda en medelkornstorlek mellan ca 150 och 200 um.

Såsom nämnts kan man för många produkter väl tole- rera en viss ojämn inre struktur, medan däremot en ojämn ytstruktur kan medföra att produkten måste kasse- ras. Detta gäller speciellt för produkter, för vilka man fäster stort avseende vid det yttre utseendet, men även strukturdefekter i ett skikt innanför ytan kan vara förödande, vilket exempelvis gäller för produkter, som skall ytbehandlas eller exempelvis slipas. Som exempel kan nämnas framställning av sintrade verktyg, som skall slipas för att användas för skärande bearbetning.

För sintrade produkter ställer man även i många' fall kravet att godset i produktens inre skall ha andra hâllfasthetsegenskaper än ytan och skiktet närmast ytan.

Det kan exempelvis vara önskvärt att produkten har ett hårt, porfritt ytskikt och en seg kärna med stor brott- nålifastnet. ' Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett förfaringssätt, som undanröjer eller i väsent- lig grad eliminerar alla ovan beskrivna problem för framställning av förhållandevis billiga sintrade produk- ter av god kvalitet och speciellt fin, tät och porfri ytstruktur och kraftig inre struktur.

Ett annat viktigt ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förfaringssätt, som möjliggör framställ- ning av sintrade kroppar med en så porfri struktur som möjligt hos ytan och ytskiktet och olika hållfasthets- egenskaper hos godset i kroppens ytskikt och i kroppens inre.

Dessa ändamål har nu uppnåtts genom att förfarings- sättat enligt uppfinningen har erhållit de i patentkra- vet l angivna kännetecknen och i föredragna utförings- former de kännetecken, som är angivna i patentkraven 2 - 18.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande under hänvisning till bifogade i förenklande syfte mycket sche- matiska ritningar, på vilka fig l i längdsektion visar en form, som är fylld med metallpulver enligt uppfin- 10 15 20 25 30 35 8004337-5 5 ningen för framställning av en sintrad, medelst infiltre- ringsmaterial tätad metallpulverkropp, fig 2 visar en produktionslinje för framställning av sintrade och me- delst infiltreringsmaterial tätade metallpulverkroppar enligt uppfinningen och fig 3 visar en produktionslinje för framställning av sintrade verktyg enligt uppfin- ningen genom varmisostatpressning i hermetiskt sluten form.

I fig l visas en form l, som exempelvis består av hårdsintrat keramiskt material, kvarts eller annat värmebeständigt material för framställning av en sint- rad kropp av önskad form. Formen i fig 1 visas för enkelhetens skull som en okomplicerad, längs en delnings- linje 2 delbar form för framställning av en ihålig kropp.

Det bör emellertid observeras att det enligt den i det följande beskrivna framställningsmetoden är möjligt att framställa formkroppar av mycket varierande form och att uppfinningen icke är bunden vare sig till form eller an- vändningsområde för enligt uppfinningen framställda pro- dukter.

I den i fig l nedtill slutna formen anbringas från formens översida på formens insida ett skikt 3 av ett fint pulver av metall eller annat sintringsbart me- talliskt material, t ex karbid, eller keramiskt material på så sätt, att finpulverskiktet 3 konsolideras och hålles kvar. Om, såsom i det visade fallet, en ihålig kropp skall framställas, införes en lämplig kärna 4 i formen, och därefter införas i hålrummet mellan ytter- skiktet 3 och kärnan 4 ett metallpulver eller metall- pulverblandning 5 av större partikelstorlek än partikel- storleken i ytskiktet 3, vilket omsluter det grövre pulvret som en finkornig mantel.

Det grövre pulvret i formens inre kan exempelvis bestå av stålupver eller en blandning för framställning av en inre vägg av stål och ytskiktet kan bestå av me- tallpulver av samma typ men med mindre partikelstorlek men kan också bestå av en annan typ av metall eller me- tallegering eller av ett sintringsbart metalliskt eller 10 15 20 25 30 35 8004-537-5 6 keramiskt material beroende på användningsområdet för den framställda produkten. I detta exempel antages att ytskiktet består av finkornigt stålpulver av typen verk- tygsstål för framställning av exempelvis ett fräsverk- tyg. Formens l insida, på vilken ytskiktet anbringas, bör då ha en mot ifrågavarande fräsverktyg komplemen- tär form, så att för slutformning av den sintrade pro- dukten i princip endast erfordras slipning för framställ- ning av skärytorna. I ett annat fall kan ytskiktet be- stå av exempelvis molybden- eller karbidpulver för fram- ställning av ett mycket slitstarkt eller hårt ytskikt.

Pulvret, exempelvis karbidpulver, kan innefatta hårda korn, exempelvis diamantkorn, om.produkten är ett verk- tyg, som skall användas för slipning. Det grövre pulv- ret i kroppens centrum kan exempelvis bestå av stâlpul- ver eller ett pulver baserat på järn med innehåll av kolpulver och pulver av legeringsämnen för framställning av en stålkärna med lämpliga hållfasthetsegenskaper, så- som styrka och seghet. Vid framställning av verktyg för skärande bearbetning kan genom uppfinningen användas relativt liten mängd högvärdigt och relativt dyrt verk- tygsstål för ytskiktet, och för verktygets inre kärndel kan användas grövre pulver av samma eller av en annan stålsort, som ger verktyget erforderlig styrka och seg- het. ' _ Det är även möjligt att framställa ihåliga kroppar, som uppvisar ett inre ytskikt av liknande slag som det beskrivna yttre ytskiktet 3. För ett sådant ändamål kan på en formkärna, exempelvis på kärnan 4, anbringas ett ytskikt av finkornigt pulver, varefter omkring detta finkorniga pulver uppbygges en kropp av mera grovkornigt pulver. Det är exempelvis möjligt att på detta sätt även framställa relativt billiga men starka rörformiga artik- lar, såsom munstycken för strängsprutning, för motorer eller t ex trâddragningsmunstycken, lagerringar, valsar för olika ändamål, kolvar, cylindrar etc, kugghjul, eller cylinderfoder för att endast nämna några exempel.

Det är naturligtvis även möjligt att framställa ihåliga 10 15 20 25 30 35 8004337-5 7 kroppar med både inre och yttre skikt av finkornigt mate- rial och mellanliggande material av grövre, billigare pulver. , För framställning av relativt tjocka ytskikt, t ex l mm eller mera, kan det finkorniga pulvret packas mot insidan av formen l, t ex genom att i formens centrum insättes ett stålrör med glatt ytterdiameter, som är mindre än formhâlrummet och som avgränsar ett mellanrum i förhållande till formens insida. Mellanrummet kan fyl- las med det finkorniga pulvret och pulvret kan successivt packas i mellanrummet från formens botten och uppåt me- delst en ringformig kolv, så att det finkorniga pulvret bildar en stabiliserad mantel, varefter röret uttages.

I den av fint pulver bildade manteln 3 eller, såsom i fig 1, mellanrummet mellan mantelns 3 insida och form- kärnan 4, anbringas därefter den grövre pulverblandningen 5, vilken på lämpligt sätt packas. Packningen för kom- paktering av pulvret 5 kan t ex utföras medelst en ring- formig kolv successivt nedifrån och uppåt samtidigt som ovan beskrivna stålrör drages uppåt. Ett annat sätt är att rotera formen med mycket hög hastighet för att utsätta pulvret för centrifugalkrafter.

För framställning av relativt stabila, tunna yt- skikt av finkornigt pulver, t ex tjocklekar av från någon eller några mm och t ex ned till något tiotal um, kan man på avsedd formyta i stället för torrt pulver applicera en slamma av finkornigt pulver. Som fuktmedel för slamman kan exempelvis användas alkohol eller ett annat lämpligt kolväte, som icke försämrar metallpulv- rets egenskaper efter sintringen. Kolväte är lämpligt genom att det är i viss mån reducerande och vissa kol- väten kan bilda ett genom värme bortdrivningsbart binde- medel för pulvret. Avdrivning av kolväteångor kan under- lättas genom att som form l användes en keramikform, som absorberar eller genomsläpper ångorna.

I fig 1 visas ett i formen l ovanpå pulverskiktet 3, 5 anbragt lager 6 av infiltrationsmaterial, vilket väljes med hänsyn till typen av pulver. För pulver base- 10 15 20 25 30 35 8 rade på järn kan med fördel användas infiltrationsmate-7 rial baserat på koppar eller blandningar, t ex nickel och tenn, med eller utan tillsatser av andra ämnen och med lägre smältpunkt än pulvermaterialet 3, 5.

Genom insmältning av infiltrationsmaterialet 6 i pulverkroppen 3, 5 i samband med eller efter sintringen eller under ett sintringsstadium suges det smälta in- filtrationsmaterialet in i kroppens porer. Den av grövre pulver bestående kroppen fylles relativt snabbt med infiltrationsmateríal.

Om på grund av inledningsvis angivna skäl vissa porer eller poranhopningar i den grovkornigare struktu- ren 5 är "skuggade" av finkorniga anhopningar, kan de lämnas ofyllda. Från den relativt grovkorniga struktu- ren 5 suges emellertid infiltrationsmaterial genom' kapillärverkan in i den finkorniga ytskiktsstrukturen 3 med mycket god verkan. Såsom inledningsvis nämnts synes nämligen kapillärverkan öka i riktning mot en fin- kornig från en grovkornig struktur, och om det finkor- niga skiktet har relativt liten tjocklek, erhålles en mycket god, jämn fyllning av infiltrationsmetall i den finkorniga ytskiktstrukturens porer ända ut till ytan.

Det bör observeras att svårigheten att bygga upp ett yt- skikt 3 av tillräcklig stabilitet för att icke raseras under den fortsatta behandlingen av pulverkroppen 3, 5 (uppbyggnaden av en inre pulvermassa 5 och kompakteringen) i allmänhet minskar vid minskning av pulverkornstorleken och ökar med skiktets 3 tjocklek och att den möjliga tjockleken av skiktet 3 av denna orsak kan vara begrän- sad. I En stor fördel är att den inre, grovkorniga struk- turen 5 verkar som ett filter, vilket bortfiltrerar orenheter, såsom slaggbildande ämnen, om infiltrations- metallen före inträngningen i den finkorniga strukturen tvingas att passera genom-den grovkorniga strukturen.

Den finkorniga strukturen blir därför i huvudsak fullstän- digt tät och ren från främmande ämnen.

Efter sintringen och infiltreringen och erforderlig 10 15 20 25 30 35 8004337-5 9 avsvalning avlägsnas den formade kroppen på något känt sätt från ytterformen 1 och formkärnan 4.

I fig 2 visas vid l en form, som exempelvis på ett transportband (visas ej) transporteras, t ex i en slu- ten skyddsgasatmosfär, längs en produktionslinje, som omfattar en första station 10, där formen l stoppas under en apparat 20, från vilken via ett munstycke 21 en slamma av fint pulver sprayas på insidan av formen l eller på den yta eller de ytor av formen eller en form- kärna, som skall beläggas med ett ytskikt av fint pul- ver. I apparaten 20 kan pulverslamman hållas i om- röring medelst en omrörare 22 och slamman kan sprutas medelst tryckas (inertgas) eller medelst en kolv genom munstycket 21. Från stationen 10 överföres formen 1 till en efterföljande station 11, där en baspulverbland- ning, dvs det pulver, som skall bilda pulverkroppens grovpulverstruktur, exempelvis pulverkroppens centrala kärndel, införes i formen l medelst en doseringsapparat 23. Från stationen ll överföres formen l till en tredje station 12, där medelst en apparat 24 införes ett lämp- ligt infiltrationsmaterial i formen över den i statio- nerna 10 och ll formade pulverkroppen, och från statio- nen 12 överföres formen l med sitt innehåll av pulver och_infiltrationsmaterial till en station 13, i vilken pulvret kompakteras på lämpligt sätt, exempelvis genom rotering eller genom tryck, exempelvis isostatpressning.

Det bör observeras att stationen 13 alternativt kan vara placerad mellan stationerna ll och 12. Från stationen 13 (eller alternativt från stationen 12) överföras formen med sitt innehåll till en station 14 bestående av en sintringsugn 25, i vilken sintring av metallpulvret och samtidigt infiltrering av den sintrade kroppen ut- föres. Alternativt kan stationen 12 vara anordnad efter eller i anslutning till stationen 14 och kan bestå av en varmisostatpress. Från stationen 14 överföres formen med den sintrade kroppen till en station 15, i vilken den sintrade kroppen befrias från formen, exempelvis genom delning av formen eller på annat sätt, och slut- 10 15 20 25 30 35 P>Q04337-*5 10 ligen kan den sintrade kroppen överföras till en efter- behandlingsstation 16, i vilken exempelvis härdning, slipning, smidning eller annan behandling utföres.

Vid utövning av förfaringssättet enligt uppfinningen är det i många fall möjligt att för kompaktering vibre- ra formen utan att ytskiktet av finkornigt pulver rasar samman. Om det finkorniga skiktet har lämplig tjocklek och har tillräckligt stöd av baspulverblandningen (den grövre pulverblandningen) eller på annat sätt har till- räcklig skiktstabilitet för att tåla vibrering utan att rasa samman, kan vibrering ge den effekten, att det grövre och finare pulvret i gränszonen mellan de båda pulverfraktionerna blandas ytligt med varandra, vilket kan vara en fördel för undvikande av skarpa skiktgränser.

Samma effekt kan uppnås genom konsolidering av pulvret genom pressning. Om varmisostatiskt pressning är önsk~ , värd, kan denna utföras i sintringsugnen 25.

Efter införingen av pulverblandningarna och in- filtrationsmaterialet i formen kan denna hermetiskt tillslutas och utsättas för isostatisk pressning. För detta ändamål bör användas en form, som är tillräckligt flexibel för den isostatiska pressningen. Formar av exempelvis stål eller glas har önskvärda egenskaper för att medge isostatisk pressning vid mycket höga tryck och önskad temperatur.

För framställning av många produkter, exempelvis förformade ämnen till skärande verktyg, kan man använda en cylindrisk form med en passande presskolv. Insidan av den cylindriska formen eller önskade lokala områden av insidan belägges med finkornigt metallpulver av en lämp- lig skärstållegering, varefter hålrummet fylles av grövre pulver av lämplig kvalitet för bildande av verk- tygets kärnmaterial. Medelst kolven pressas pulvret till hög täthet, varvid samtidigt formen med pulvret kan värmas till plastiskt tillstånd. Genom pressningen och värmebehandlingen åstadkommes en viss infiltration genom att det plastiska pulvret i formens centrum av det meka- niska trycket pressas perifert utåt. 10 15 20 25 30 35 aoo4zz7-5 ll Såsom redan nämnts kan finpulverskiktet bestå av en högvärdig verktygsstâllegering men skulle även kunna bestå av exempelvis karbid för ämnen avsedda till skäran- de verktyg och kärnan skulle kunna bestå av ett grövre snabbstålpulver. För andra ämnen, exempelvis ämnen, som skall användas som valsar, kan det yttre finpulverskiktet och kärnan av grövre pulver bestå av samma materialtyp, men det är även möjligt att exempelvis framställa valsar med rostfria mantlar av fint pulver av rostfritt stål, medan ett billigare pulver användes för kärnan..

Enligt uppfinningen är det även möjligt att fram- ställa rör med tät, glatt insida, varvid kan användas en cylindrisk form med en stångformig, företrädesvis förskjutbar kärna och en ringformig pulverpressningskolv.

Ett inre ytskikt av finkornigt pulver appliceras på kär- nan och eventuellt på cylinderns insida och däremellan införes och packas ett billigare, grövre pulver i for- mens längdriktning. Kompaktering kan utföras genom centri- fugering och/eller medelst en ringformig yolv. Uppbygg- naden av rörväggen kan ske successivt genom förskjutning av den uppbyggda pulverväggen och en i ändarna öppen cylinder i förhållande till varandra och eventuellt kan pulvret uppvärmas till plastiskt tillstånd. Det är även möjligt att utföra successiv sintring av rörväggen, som utträder ur cylindern, varigenom kan möjliggöras fram- ställning av stora rörlängder eller rent av kontinuerlig rörframställning. Tätning av rörväggen kan utföras medelst ett lämpligt infiltrationsmaterial, som icke behöver be- stå av metall utan kan bestå av exempelvis emaljslicker eller teflon. För stabilisering av pulvret (även det grovkorniga pulvret), särskilt i samband med successiv sintring enligt ovanstående beskrivning, kan användas exempelvis ett sådant bindemedel som cellulosa eller stärkelse eller varje annat lämpligt bindemedel som helst. Genom val av bindemedel kan åstadkommas viss reducering av oxidinneslutningar eller karbonisering.

Det är på detta sätt möjligt att framställa starka rör med önskad väggtjocklek och innerdiameter från mycket 10 15 20 25 30 35 -8004337-5 l2 grova, billiga rör för installationer av olika slag till mycket fina rör, av vilka, såsom redan nämnts, exempel- vis kan framställas sprutmunstycken, t ex för kemikalier, för bränsle, för strängsprutning etc.

I fig 3 visas schematiskt en produktionslinje för framställning av varmisostatiskt pressade metallpulver- kroppar enligt uppfinningen, varvid eventuellt sintrings- ugnen kan ersättas av en varmisostatisk press.

En modell 30 överföres till en station 40, där modellen 30 inlägges i en behållare 31 av stål eller annat för isostatpressning lämpligt flexibelt eller elastiskt material. På redan beskrivet sätt appliceras före eller efter inläggningen av modellen 30 ett fin- pulverskikt 3 på dess yta. I samma station eller i en efterföljande station 41 införes en pulvermassa 5, som kan bestå av grövre eller billigare pulver, omkring modellen 30 med dess finpulverskikt 3. Därefter evakue- ras luft och gaser i en särskild station 42 eller den föregående stationen 40 eller 41 samt tillslutes be- hållaren hermetiskt vid 32. Den hermetiskt tillslutna behållaren 31 med dess innehåll överföres till en sta- tion 43 med en varmisostatpress 33, i vilken sintring utföres under värme och högt tryck.

Från isostatpressen i stationen 43 överföres be- hållaren med sitt innehåll till en station 44, i vilken behållaren skiljes från den sintrade kroppen 34, och därefter delas den sintrade kroppen 34 och modellen me- delst en delningsapparat, såsom en skärskiva 35, eller t ex en laserstråle i en station 45 samt avlägsnas mo- dellhalvorna, såsom den i stationen 46 visade modellhal- van 30b, från respektive formhalva 34a. Om så erfordras kan därefter i en station 47 formhalvorna planfräsas i delningsplanet, varvid samtidigt eventuell kompensering för dimensionsförändring under framställningsproceduren och delningen kan utföras. _ Infiltrering kan med fördel utföras i en ugn mellan stationerna 44 och 45 eller i en ugn före eller efter stationen 47, men det är även möjligt att i pulvret 5 10 15 20 25 30 35 8004337-5 13 i stationen 41 införliva ett pulverformigt infiltrations- material, som infiltreras i stationen 43.

Delningen i stationen 45 kan utföras i ett lämpligt, i beroende av modellen 30 i förväg bestämt delningsplan eller i flera delningsplan, om så erfordras.

Enligt uppfinningen framställa verktyg eller for- mar av exempelvis stål kan användas för samma ändamål som på konventionellt sätt tillverkade stålverktyg eller stålformar och kan härdas.

Det inses av ovanstående beskrivning att formen l och/eller kärnan 4 i fig l kan sägas bilda en modell eller formningsyta, som användes för att ge pulverkrop- pen 3, 5 önsakd form. Ytan hos formen l och kärnan 4 (om inte den sistnämnda skall inlemmas i produkten) skall medge skiljning av formen respektive kärnan från den sintrade kroppen utan att den sintrade kroppens ytor skadas. Sådan skiljning utan skador kan nödvändiggöra användning av ett släppningsmedel eller eventuellt kross- ning eller förstöring på annat sätt av formen l och/eller kärnan 4. Metoder att underlätta skiljning av en form från en sintrad kropp är kända förut och beskrives där- för icke. Vidare bör observeras att uppfinningen även är tillämplig på förfaringssätt, vid vilket flera än ett skikt av relativt fint pulver appliceras mot ifråga- varande formningsyta, varvid pulverpartiklarnas storlek i de olika skikten ökar i riktning från formningsytan.

För grovpulverskiktet 5 kan utan infiltrationspro- blem för finpulverskiktet 3 användas pulver med en me- delpartikelstorlek av 250 um eller större, medan för finpulverskiktet 3 bör användas en medelpartikelstorlek, som inte överstiger 150 um och kan vara väsentligt mind- re, varvid den maximala partikelstorleken bör vara fler- faldigt större än finskikttjockleken och åtminstone icke bör understiga halva finskikttjockleken.

Uppfinningen är icke begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel utan kan modifieras på olika sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (18)

1. 0 15 20 25 30 8004537-5 14 PATENTKRAV l. Sätt att framställa en sintrad kropp av sint- ringsbart, pulverformigt material, som omfattar åt- minstone två med avseende på kornstorleken olika pul- verfraktioner, av vilka den ena både i generell betydel- se och i relation till den andra består av finkornigt pulver, vid vilket det sintringsbara pulvret formas mot en formningsyta samt, företrädesvis fortfarande i kontakt med formningsytan, sintras och vid vilket porer- na i åtminstone lokala områden av kroppen tätas genom infiltrering av ett material eller en materialblandning, som har eller under ett skede av infiltreringsprocessen bibringas flytande form för infiltreringen och därefter bringas att stelna in situ, k ä n n e t e c k n a t därav, att formningsytan täckes med det relativt fin- korniga pulvret, vilket genom egen häftförmåga eller genom medelst tillsatsämnen förstärkt häftförmåga bringas att bilda ett åtminstone temporärt på formnings- ytan fasthållet finpulverskikt (3), att till anliggning mot skiktet av relativt fint pulver, vars mot formnings- ytan vända sida är formad av formningsytan, anbringas åtminstone ett skikt (5) av det grövre pulvret, att de båda skikten förbindes genom att sintras och att in- filtreringen utföres medan finpulverskiktet fortfarande stödes av formningsytan och så att infiltreringsmateria- let genom kapillärverkan insuges i riktning från grov- pulverskiktet och in i finpulverskiktet och genom det sistnämnda i riktning mot formningsytan.

2. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k- n a t därav, att för uppbyggnad av finpulverskiktet (3) appliceras på formningsytan åtminstone som en pâbörjande hinna av skiktet (3) finkornigt pulver uppslammat i eller fuktat medelst ett befuktningsmedel, varvid som pulverbefuktningsmedel företrädesvis väljes en alkohol eller annat på kolväte baserat medel. 10 15 20 25 30 35 8004337-5 15

3. Sätt enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e- t e c k n a t därav, att finpulverskiktet (3) bygge; upp eller kompletteras av torrt eller i fuktmedel fuk- tat, relativt finkornigt pulver, som packas mot form- ningsytan.

4. Sätt enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att finpulverskiktet (3) bygges upp på en inre omkretsyta av en ihålig form, så att i formen innanför finpulverskiktet (3) återstår ett hålrum, och att hålrummet fylles med det relativt grov- korniga pulvret för bildande av en av finpulverskiktet (3) omgiven kärna (5) av grövre pulver.

5. Sätt enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n- n e t e c k n a t därav, att finpulverskiktet (3) byg- ges upp på en formningsyta bestående av en i en yttre form (1) anbraqt formkärna (4) och att omkring finpul- verskiktet (3) på formkärnan (4) anbringas grövre pul- ver, så att detta bringas att fylla ett mellanrum mel- lan finpulverskiktet (3) och formens (l) inre omkrets- yta.

6. Sätt enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att det relativt grov- korniga pulvret pressas eller packas på annat sätt mot finpulverskiktet (3), så att genom packningen alstrade tryckkrafter bringas att verka med åtminstone en huvud- komposant i huvudsak vinkelrätt mot finpulverskiktets (3) yta för att pressa eller hålla det sistnämnda skik- tet an mot formningsytan och hindra att det av form- ningsytan formade finpulverskiktet raseras, innan det stabiliseras genom sintringen.

7. Sätt enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k- n a t därav, att pressningen eller packningen av det relativt grovkorniga pulvret mot finpulverskiktet (3) utföres så, att skarpa skiktgränser elimineras.

8. Sätt enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att som relativt fin- kornigt pulver väljes ett pulver med en kornstorlek 8-004337-5 10 l5 20 25 30 35 16 eller genomsnittlig kornstorlek av mellan 250 Um 0Ch l50 um.

9. Sätt enligt något av patentkraven l - 8, k ä n- n e t e c k n a t därav, att som relativt finkornigt pulver väljes ett pulver, vars partikelmedelstorlek icke överstiger 150 um och icke understiger halva fin- pulverskiktets tjocklek.

10. sätt enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a t därav, att huvuddelen (5) av tjockleken av godset hos kroppen bygges upp av det grov- korniga pulvret, medan resten av godstjockleken bygges upp till ett inre och/eller yttre ytskikt av det fin- korniga pulvret.

11. ll. Sätt enligt något av patentkraven 1 - 9, k ä n- n e t e c k n a t därav, att som relativt finkornigt pulver väljes ett pulver, som ger finpulverskiktet (3) relativt stor hårdhet, och att som relativt grovkornigt pulver väljes pulver, som ger det grovkorniga skiktet (5) andra hållfasthetsegenskaper, såsom stor styrka och/eller seghet.

12. l2. Sätt enligt något av de föregående patentkra- ven, k ä.n n e t e c k n a t därav, att det relativt finkorniga pulvret består av eller innefattar hårda slippartiklar.

13. Sätt enligt något av de föregående patentkra- ven, k ä n n e t e c k n a t därav, att formnings- eller skärverktygsämnen framställes med hårda ytskikt av relativt finkornigt pulver av verktygsstål eller me- tallkarbid och en kärna av relativt grovkornigt pulver.

14. Sätt enligt något av patentkraven l - 12, k ä n- n e t e c k n a t därav, att ihåliga kroppar med ett inre och/eller yttre finpulverskikt (3) och en mantel och/eller kärna av det relativt grovkorniga pulvret framställes.

15. Sätt enligt patentkravet l för framställning av en formkropp i form av ett formningsverktyg genom formning av det sintringsbara pulvret omkring en modell 10 15 20 25 30 35 8004537-5 l7 (30) och infiltrering av kroppen med infiltrationsmate- rial, så att även infiltrationsmaterialet formas av mo- dellen, k ä n n e t e c k n a t därav, att på modellen (30) appliceras åtminstone ett skikt (3) av det rela- tivt finkorniga pulvret, att modellen före eller efter appliceringen av finpulverskiktet (3) placeras och fixe- ras i ett yttre kärl (31) av för isostatpressning lämp- ligt material, så att ett mellanrum förefinnes mellan finpulverskiktet (3) och kärlets insida, att detta mel- lanrum fylles med det relativt grovkorniga pulvret (5), att kärlet (31) tillslutes, att kärlet (31) med inne- håll av modellen (30) som formkärna och pulverskikten (3, 5) placeras i en isostatpress (33) och pressas för önskad täthet, att sintring att kärlet med dess innehåll åtminstone ett i förväg be- pressning av pulvret till och infiltrering utföres, därefter delas (vid 45) i stämt delningsplan och att åtminstone modelldelarna (såsom 30a) därefter avlägsnas från motsvarande delar (såsom 34a) av den sintrade och genom infiltreringen tätade kroppen (34).

16. Sätt enligt något av de föregående patentkraven för framställning av rörformiga kroppar, k ä n n e- t e c k n a t därav, att på en cylinderformig dorn appliceras ett skikt av det relativt finkorniga pulvret, att på detta skikt formas av det relativt grovkorniga pulvret en mantel och att dornen med finpulverskiktet och manteln av grovpulver införes i en sintringsugn och sintras, varvid infiltrering utföres, så att infiltra- tionsmaterialet införes i kroppen genom manteln till det inre finpulverskiktet.

17. Sätt enligt patentkravet 16, k ä n n e t e c k- n a t därav, att formningen av det inre finpulverskik- tet och den yttre manteln av grövre pulver utföres i en formningsstation på en i sin axelriktning genom form- ningsstationen rörlig dorn, att sintringen utföres under det att kärnan med finpulverskiktet och manteln succes- sivt transporteras genom sintringsugnen och att in- 8004537-5 18 filtreringen utföres samtidigt med sintringen eller omedelbart efter sintringen medan materialet fortfaran- de har tillräckligt hög temperatur.

18. Sätt enligt något av de föregående patentkra- 5 ven, k ä n n e t e c k n a t därav, att formnings- och sintringsprocessen på i och för sig känt sätt utföres i vakuum eller i ekydds- eller reduceringsgasatmosfär.