SE454886B - Forfarande for framstellning av ett foremal av fibermetall samt fibermetallforemal - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 454 886 nät eller en matta av tunna metalltrâdar. Tätningsmate- rialet har formen av en plan ringformig packning, utmed vilkens innerdiameter ringar av eldfast material anord- nats, så att metalltrådsmaterialet vid sammanpressningen av packningen erhåller en tätare struktur i området vid de eldfasta ringarna. Detta tätningsmaterial är inte för- sett med något ytterligare tillsatsmaterial för utfyllan- de av porerna mellan de ingående metalltrådarna, utan dess gastäthet bestäms helt av sammanpressningen vid de eldfasta ringarna.

Den amerikanska patentskriften nr U 5H9 TH1 be- skriver ett annat utförande av en ringformig packning, innehållande ett skikt av metalltrådar i form av ett nät eller en matta, vilket sammanpressats till en täthet av 35 till H5 % av den ingående metalltrådens täthet. Pack- ningen har försetts med en krage av metallplåt, vilken förhindrar att t ex heta gaser i ett avgassystem kommer i kontakt med det sammanpressade trådskiktet, vilket är alltför poröst för att kunna förhindra att gaserna träng- er ut ur systemet.t BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett förfarande för framställning av ett föremål av fibermetall, varvid metallfibver avskiljes från c ex ett ämne, som kan utgöras av en tråd, i en hyvlingsmaskin uppvisande ett eller flera hyvelskär, vilket ger ett fär- digt fibermetallföremål, vars egenskaper överträffar egenskaperna hos hittills kända föremål framställda av fibermetall eller av ett nät eller en matta av tunna me- talltrådar. Syftet har uppnåtts med ett förfarande, som kännetecknas av att en vätska innehållande oxidbildande tillsatsämnen iålösning, emulsion eller suspension på- föres på tråden före hyvlingen, eller på metallfibrerna omedelbart vid hyvlingen innan metallfibrernas temperatur minskat under en för tillsatsämnena kritisk oxiderings- temperatur, varvid vätskan förångas och tillsatsämnena oxideras på fibrernas yta. De med tillsatsämnen belagda 10 15 20 25 30 35 454- 886 fibrerna sammanpressas därefter till en på förhand be- stämd form, t ex ett halvfabrikat, vilket är avsett att bearbetas vidare i efterföljande operationer.

Företrädesvis påstrykes vätskan med tillsatsäm- nena på trädens parter med hjälp av en absorberande på- strykningsdyna före hyvlingen. Vidare kan de till ett halvfabrikat sammanpressade och med tillsatsämnen belagda metallfibrerna uppvärmas åtminstone till en temperatur, vid vilken åtminstone en del av metallfibrerna sintrar ihop med varandra. Det är därvid att föredraga att halv- fabrikatet uppvärmes vid närvaro av en skyddsgas, som förhindrar oxidation av metallfibrerna i halvfabrikatet.

Denna skyddsgas kan utgöras av t ex argon, kvävgas eller av gaser från en förbränning i en förbränningsmotor eller liknande.

I ett alternativt utförande av uppfinningen väl- les metallfibrerna i halvfabrikatet samman i uppvärmt tillstånd genom ytterligare sammanpressning. I detta ut- förande av uppfinningen uppvisar fibermetallföremålet en täthet, som i huvudsak överensstämmer med tätheten hos de ingående metallfibrerna..Metallfibrer av kolstål med en kolhalt på 0,08 % ger här en täthet hos föremålet på ca 7,8 kg/dm3, dvs motsvarande tätheten på stålet i me- tallfibrerna.

Fibermetallföremålet enligt uppfinningen känne- tecknas av att åtminstone en del av metallfibrerna utgö- res av ett stål med en fibertjocklek på 8-80 um och att tillsatsämnen, innehållande åtminstone svavelföreningar och/eller fluorföreningar är tillförda så att de tillsam- mans med oxider från grundämnena Cu, Cr, Mo, Mn och Ni, vilka i olika kombinationer kan ingå i metallfibrerna, fyller ut porositeter mellan metallfibrerna. Företrädes- vis har det olegerade stålet i metallfibrerna en kolhalt på 0,08 - 0,12 %.

Genom föreliggande uppfinning har man åstadkom- mit ett förfarande, som medger framställning av fiberme- tallföremål, som kan uppvisa mycket skiftande fysikaliska 10 15 20 25 30 35 454 886 egenskaper. I ett första exempel på utförande av ett så- dant fibermetallföremål utgöres metallfibrerna av olege- rat kolstål med en kolhalt på 0,08 - 0,12 %. Detta ger ett förhållandevis mjukt metallföremål, vilket är sär- skilt lämpat att användas t ex som tätningspackning av- sedd att anbringas i ett avgassystem till en förbrän- ningsmotor, t ex en bilmotor. Genom materialets mjukhet kan tätningspackningen pressas samman elastiskt vid mon- teringen av densamma, vilket medför att packningen kan följa de termiska rörelserna hos det omgivande godset i avgassystemet. Genom tillsatsämnena erhåller packningen en fullständig täthet åtminstone efter en tids drift när packningen uppvärmes till en temperatur, som medför en ytterligare oxidation av tillsatsämnena och en legering med de ingående stålfibrerna.

I ett andra exempel, där fibermetallföremålet likaså utgöres av en tätningspaokning avsedd att anbring- as i ett avgassystem, men där temperaturen, vid den punkt packningen är avsedd att anbringas, är lägre än den ön- skade oxideringstemperaturen, måste packningen uppvärmas till oxideringstemperatur innan den monteras i avgassy- stemet. Därvid erhåller packningen samma egenskaper som i det första exemplet.

I ett tredje exempel är även metallfibrer inne- hållande andra legeringselement, såsom krom och nickel, inblandade tillsammans med de olegerade kolstålsfibrerna.

Härigenom kan fibermetallföremålet, i synnerhet efter uppvärmning till sintringstemperatur och ihopvällning av metallfibrerna, uppvisa en jämn legering av de ingående metallerna, som förlänar metallfiberföremålet nya egen- skaper. Sådana egenskaper kan bestå i högre hårdhet och slitstyrka samt korrosionströghet. Sådana stål kan formas till föremål av önskat utseende innan de värmebehandlas, t ex härdas i sin färdiga form, på samma sätt som det är känt att framställa stålföremål pâ pulvermetallurgisk väg. Det är t ex möjligt att på detta sätt åstadkomma austenitiska stål innehållande 18 % krom och 8 % nickel. vä 10 15 20 25 30 35 454 886 Det ligger även inom uppfinningens ram att låta metallfibrerna utgöras av en blandning av olegerat kol- stål och legerade stål, såvida det är möjligt att med skärande bearbetning avskilja fibrer från dessa. Det lig- ger även inom uppfinningens ram att blanda stålfibrerna med fibrer av såväl andra metaller som icke metalliska material.

I ett fjärde exempel är cellulosafibrer inblan- dade tillsammans med metallfibrer av olegerat kolstål med en kolhalt på 0,08 %. Fiberblandningen sammanpressas till ett halvfabrikat, som uppvärmes i skyddsgas till en tem- peratur, vid vilken cellulosafibrerna förkolnar. Fiber- metallföremâlet erhåller härigenom en porösare struktur än vad som erhålles i de ovan angivna exemplen och upp- visar en täthet på oa 6 kg/dm3. Fibermetallföremålets medelkolhalt blir även högre än i den ingående stâlfi- barn) BESKRIVNING TILL FIGURER Uppfinningen beskrivs nedan i form av ett utfö- ringsexempel i anslutning till bifogade figurer.

Figur 1 visar sehematiskt, sedd från sidan en hyvlingsmaskin för framställning av metallfibrer från en tråd. ' Figur 2 visar maskinen enligt figur 1 sedd ovan- ifrån, varvid vissa detaljer utelämnats.

Figur 3 visar en metallfiberbana under upprull- ning till en hålcylinder, som skall sammanpressas.

Figur H visar hålcylindern enligt figur 3 an- bringad i ett pressverktyg.

Figur 5 visar ett fibermetallföremål efter sam- manpressningen av hålcylindern enligt figur U.

I en känd hyvlingsmaskin 1 enligt figur 1 och 2 drages en tråd 2 från ett trådmagasin, ej visat på figu- rerna, ett flertal varv omkring två inbördes parallella valsar 3, vilka befinner sig på ett avstånd från varand- ra. Tråden 2 bildar därvid en matta av parallella trådar såväl vid hyvlingsmaskinens 1 ovansida som vid dess un- 10 15 20 25 30 35 454 886 dersida. Ett antal hyvelskär H är anordnade anliggande mot trâdmattan på hyvlingsmaskinens 1 undersida, från vilka metallfibrer 5 avskiljes vid trådens rörelse. Hy- velskären U har markerats streckprickade på figur 2. Me- tallfibrerna 5 föres därefter samman till en bana 5.1 som matas fram och komprimeras med hjälp av ett valspar 6.

Hyvelskären Ä sträcker sig i huvudsak vinkelrätt mot trå- den 2 och uppvisar en sågtandformig egg, varigenom de av- skiljda metallfibrerna 5 erhåller en triangelformig tvär- snittsprofil.

Tråden 2 påföres en vätska innehållande oxid- bildande tillsatsämnen i en emulsion med hjälp av fyra påstrykningsdynor 7, som ligger an mot trådmattan av äm- nestråd 2 dels vid respektive vals 3 och dels vid den övre trådmattan. Påstrykningsdynorna 7 utgöres av filt- material och står i förbindelse med en matningspump 8 via ledningar 9. Matningspumpen 8 står i sin tur i förbindel- se med en vätskebehâllare 10 via ytterligare en ledning 11.

Den komprimerade banan av metallfibrer 5 rullas därefter upp på en spole 12, såsom visas på figur 3, till en hålcylinder 13, vilken är avsedd att sammanpressas till ett ringformigt föremål. Det ringformíga föremålet kan t ex utgöra en tätningspackning avsedd att anbringas i ett avgassystem till en förbränningsmotor, t ex en bil- motor. Spolens 12 ytterdiameter motsvarar hålcylinderns 13 respektive föremålets innerdiameter. Hålcylinderns 13 ytterdiameter motsvarar föremâlets ytterdíameter, och dess längd bestäms av metallfiberbanans 2 bredd. Den mängd metallfibrer 5 som ingår i hålcylindern 13 motsva- rar viktsmässigt den mängd som krävs för att ge det sam- manpressade föremålet en önskad täthet. Praktiskt åstad- kommes detta genom att metallfiberbanan 5.1 komprimeras till en känd vikt per längdenhet och att en bestämd längd av banan 5.1 rullas upp på spolen 12.

Hålcylindern 13 av metallfibrer 2 anbringas där- efter- i en: pressverxi-.yg 114 enligt figur 14, vilkét vi 'Ü 10 15 20 25 30 35 454% 886 utgöres av en dyna 15, i vilkens centrum en ståndare 16 är anordnad i en central försänkning. En cylinderformig mantel 17 är anordnad koncentriskt i förhållande till ståndaren 16 och fixerad av en stödring på dynan 15. Hål- cylindern 13 av metallfibrer 5 är placerad i den ring- spalt, som är utbildad mellan ståndaren 16 och manteln 17. En cylinderformig stämpel 18 föres ned i ringspalten och bringas att sammanpressa hålcylindern 13 till ett halvfabrikat 19 enligt figur 4. Halvfabrikatets 19 form bestäms av anliggningsytornas form på dynan 15 och stäm- peln 18.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 454 886 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av ett föremål av fibermetall, varvid fibrer (5) avskiljes från ett ämne av ett olegerat eller legerat stål, som företrädesvis ut- görs av en tråd (2), genom skärande bearbetning i en hyv- língsmaskin (1) uppvisande ett eller filera hyvelskär (U), k ä n n e t e c k n a t av att en vätska med tillsatsäm- nen som består av sulfidbildande ocn/eller fluoridbildan- de ämnen, som befinner sig i en lösning, emulsion eller suspension, påföres på tråden (2) före hyvlingen, eller på stålfibrerna (5) omedelbart vid hyvlingen innan me- tallfibrernas (5) temperatur minskat under en för till- satsämnena kritisk oxideringstemperatur, varvid vätskan förángas och metalloxid och metallsulfid och/eller me- tallfluorid bildas på fibrernas (5) yta.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av och att de med tillsatsämnen belagda stålfibrerna (5) eventuellt blandas med metallfibrer av andra material och sammanpressas till en på förhand be- stämd form, t e: ett halvfabrikat (13), och att de till ett halvfabrikat (19) sammanpressade metallfibrerna (5) uppvärmes åtminstone till en temperatur, vid vilken åt- minstone en del av metallfibrerna (5) börjar sintra ihop med varandra.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e - t e c k n a t av att halvfabrikatet (19) uppvärmes vid närvaro av en skyddsgas, som förhindrar oxidation av me- tallfibrerna (5) i halvfabrikatet (19).

4. U. Förfarande enligt krav 2-3, k ä n n e - t e c k n a t av att metallfibrerna (5) i halvfabrikatet (19) välles samman i uppvärmt tillstånd genom ytterligare sammanpressning.

5. Fibermetallföremål framställt av metallfib- rer (5), av åtminstone ett olegerat eller legerat stål, k ä n n e t e c k n a t av att metallfibrerna (5) är be- lagda med metalloxid och metallsulfid och/eller metall- fluorid som helt eller delvis fyller ut h! Yk (Ü: 10 15 20 25 30 35 454 886 porosíteterna mellan metallfibrerna (5) i fibermetall- föremålet.

6. Fibermetallföremål enligt krav 5, k ä n - n e t e c k n a t av att tillsatsämnena består av sva- velföreningar och/eller fluorföreningar.

7. Fibermetallföremål enligt krav 5-6, k ä n - n e t e c k n a t av att stålfibrerna (5) är framställda av ett olegerat stål och har en-kolhalt på 0,08 - 0,12 % och med en fibertjocklek på 8 - 80/um.