SE449059B - Pressemne for extrudering av ror - Google Patents

Description

449 059 skikt eller en hinna. Vid utträdet ur extruderingspressen oxideras skikten eller hinnan i luften och flagnar delvis av. Aterstoden av kapselmaterialet avlägsnas vid efterföljande glödgning, genom betning i salpetersyra eller genom sandblästring. Produkten kan därefter vidarebearbetas på vanligt sätt.

Rör, stänger eller liknande profilerade långsträckta föremål, som till- verkas av pressämnen enligt uppfinningen, uppvisar en överraskande likformig struktur och överraskande likformiga fysikaliska och kemiska egenskaper.

Speciellt är variationerna beträffande hârdheten och den kemiska motstånds- kraften hos de tillverkade produkterna väsentligt högre än hos produkter framställda med ämnen enligt tidigare känt slag. Detta gäller även för kom- poundföremäl framställda av pressämnet enligt uppfinningen. De fördelaktiga egenskaperna hos produkter framställda av pressämnet enligt uppfinningen antages bero på att de vid framställning av samma produkter av vanliga press- ämnen alltid förekommande segringarna, speciellt i strimmig form, ej kan upp- träda.

Om så önskas kan kapseln bestå av ett högvärdigt, ytkvalitetförbättrande material med sådan tjocklek, att av pressämnet framställda rör eller andra produkter förses med ett kvarblivande skikt av kapselmaterialet. Därvid kan man i förväg bestämma tjockleken hos ytskiktet eller pläteringen genom lämp- ligt val av kapselns väggtjocklek. Som kapselmaterial för framställning av sådana ytskikt lämpar sig särskilt högduktila material.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas i samband med några exempel.

Exempel 1 Argonatomiserat rostfritt pulver med sfärisk kornform och en kornstor- lek mindre än-0.6 mm och med en låg total syrehalt fylldes i en rörformad kapsel och vibrerades. Kapseln var utförd som en ringkropp med en ytterdia- meter av ca 140 mm och bestod av ett stål med låg kolhalt. Väggtjockleken uppgick till3|nm och längden till 550 mm. Den ringkroppsformade kapseln upp- visade ett centralt, genomgående röravsnitt med ungefär samma väggtjocklek och samma kolstålskvalitet som kapselns yttermantel. Kapselmaterialets ringa kolhalt var nödvändig för att förhindra en uppkolning av pulvret under upp- värmningen och extruderingen.

Kapseln evakuerades och tillslöts på känt sätt. Därefter utsattes kap- seln för ett kall-isostatiskt tryck genom att den nedsänktes i en vätska (i föreliggande fall vatten) och utsattes för ett allsidigt tryck av 5000 bar.

Därvid krympte kapseln och pulvrets täthet steg från ca 68 % till ca 90 % utan att kapselmaterialet skrynklades.

I jämförande syfte underkastades en likadan pulverfylld kapsel i stället för ett kall-isostatiskt tryck en normal kallpressning, dvs komprimerades i en mekanisk press. Därvid uppnâddes en täthet hos pulvret av 75 % av den teo- retiska tätheten trots att ett dubbelt så stort tryck användes som i det förstnämnda fallet.

Det genom kall-isostatiskt trygk framställda pressämnet uppvärmdes där- efter i en förvärmningsugn till 900 C och slutligen i en induktionsspole till 1240 C, varefter pressämnet extruderades till ett sömlöst rör. Röret kyldes i vattenbad och kapselmaterialet avlägsnades i ett salpetersyrabad. Röret var felfritt.

Det i en mekanisk press framställda pressämnet uppvärmdes och extrude- rades på samma sätt. Sedan kapselmaterialet avlägsnats visade sig det så er- hållna röret vara helt obrukbart.

Genom de vid pressningen uppkomna veckan uppstod sprickor och andra materialfel, som omöjliggjorde användning av röret.

Exempel 2 I detta exempel tillverkades ett kompoundrör på följande sätt: I en plâtkapsel liknande den som användes i Exempel 1 med ett genomgående centrum- 449 059 rör inlades ett tunnväggigt rör på halva avståndet mellan kapselns ytter- och innervägg. I det yttre mellanrummet fylldes under samtidig vibrering ett sfäriskt pulver av ett 25 %-igt kromstâl med höga halter av kisel och aluminium. Kornstorleken var mindre än 0.6 mm. Det kan påpekas att ett pressämne med denna kvalitet är mycket svàrtillverkat med konventionella, dvs smältmetallurgiska metoder. Materialet är speciellt lämpligt för pulver- metallurgisk tillverkning. Produkter av denna kvalitet är som bekant av största industriella betydelse.

I det inre mellanrummet fylldes under samtidig vibrering sfäriskt rost- fritt pulver av ett kromnickelstâl (18 % Cr och 8 % Ni) med en kornstorlek mindre än 0.6 mm. Sedan mellanläggen avlägsnats och efter evakuering och tillslutning av kapseln utsattes denna för ett kall-isostatiskt tryck av 5000 bar. Därefter uppvärmdes pressämnet och extruderades till ett sömlöst rör på samma sätt som beskrivits i Exempel 1. Kapselmaterialet avlägsnades i ett salpetersyrabad. En strukturundersökning av kompoundröret visade att strukturen var fullständigt tät och fullständigt likformig. I övergångsom- rådet mellan de båda materialen var bindningen total, dvs utan felställen.

Exempel 3 Samma pulver och kapselmaterial som i Exempel l utsattes icke för en isostatisk pressning utan uppvärmdes direkt till ungefär 1200 C och extru- derades till ett färdigt rör. Röret uppvisade kraftiga ytskador, som kunde hänföras till veckning av kapseln, vilket i sin tur var en följd av pulver- kroppens låga utgångstäthet. Exemplet visade alltså att en kompaktering av pressämnet före extruderingen är nödvändig för att eliminera det kända fe- nomenet med veckning av kapseln och därigenom uppkommande ytfel på den fär- diga produkten.

Exempel 4 Samma pulver och kapselmaterial som i Exempel 1 utsattes för ett kall- isostatiskt tryck av 2500 bar, varvid kapseln krympte utan att skrynklas och pulvrets täthet ökade till ca 82 % av den teoretiska tätheten. Ämnet värmdes och extruderades på förut beskrivet sätt. Det erhållna röret var felfritt och uppvisade inga veckningsfenomen.

Exemplet visar att en kall-isostatisk kompaktering till ca 80 % är tillräcklig för att åstadkomma en felfri produkt.

Exempel 5 - Av tta kapslar fylldes fyra med rostfritt stâlpulver med oregelbunden kornform (vattenatomiserat pulver) och fyra med rostfritt pulver med sfärisk kornform (inertatomiserat pulver). Kapslarna utsattes för ett kallisostatiskt tryck av 2000, 4000, 6000 resp 8000 bar, vilket gav tätheter enligt diagrammet på bifogade ritning. De fyra kapslarna som var fyllda med pulver med oregel- bunden form uppvisade kraftiga veckningsfenomen på mantelytan. Kapslarna med det sfäriska pulvret uppvisade däremot inga sådana fel. Dessa exempel visar att det är nödvändigt att använda sfäriskt pulver, som ger en hög fylltäthet, om man vill undvika veckning eller andra fel vid användningen av kall-isos- tatiskt tryck vid pressning till tätheter överstigande 80 %.

Av diagrammet framgår förhållandet mellan det kall-isostatiska trycket och den uppnådda densiteten vid pressning av inertatomiserat (heldragna linjen) och vattenatomiserat pulver (streckprickade linjen) samt att densiteten 80 % uppnås vid betydligt lägre tryck med inertatomiserat pulver.

Claims (5)

449 059 Patentkrav

1. Pressämne för extrudering av rör av rostfritt stål som består av en kapsel som är tätt tillsluten bestående av högduktil metall i vilken en pulverfyllning av i stort sätt sfäriskt pulver framställd av rost- fritt stål genom pulverisering av en smälta i inertgas komprimeras k ä n n e t e c k n a t av att kapseln är en hålcylindrisk kapsel med en inre och yttre mantel varvid väggtjockleken utgör maximalt 5 % av kapselns yttre diameter och att pulverfyllningen är vibrationskomprimerad till 60-70 % av den teoretiska tätheten och därefter kaltisostatiskt komprimerad till minst 80 % av den teoretiska tätheten.

2. Pressämne enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att väggtjockleken i kapseln som omsluter pressämnet ligger mellan 0,1 och 5 mm företrädesvis mellan 0,2 och 3 mm.

3. Pressämne enligt krav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a t av att pulvret har en kornstorlek mindre än 1 mm företrädesvis mindre än 0,6 mm.

4. Pressämne enligt kraven 1 till 3 k ä n n e t e c k n a t av att tätheten av pulvret ligger vid 80-90 % av den teoretiska tätheten.

5. Pressämne enligt kraven 1-4 k ä n n e t e c k n a t av att kapseln är utförd av exempelvis nickel.