SE455475B - Forfarande och anordning for vermning av keramiska verktyg - Google Patents

Description

455' 475 z åtminstone vad avser vissa keramiska partier, i samband med användandet antag- er höga temperaturer och hos vilka verktyg keramiska partier utgör kontaktper- tier.

Anordningen utmärks särskilt av att anordningar förefinns för värmning av ker- amiska partier nos verktyget medelst mikrovågor för och/eller åtminstone period- vis under den tid verktyget är i drift och härvid kontinuerligt eller intermit- tent utnyttjas för bearbetning; varvid verktyget innefattar keramiskt material uppvisande väsentlig förlustfaktor vad avser mikrovågor, vilka anordningar in- nefattar en mikrovågsapplikator i anslutning till de keramiska partier, vilka skall värmas, exempelvis en mikrovågsapplikator utbildande en mikrovâgskavitet medelst metalliska eller motsvarande partier och avsedd att omge de keramiska partier, vilka skall värmas.

Nedan beskrives uppfinningen närmare i anslutning till några utföringsexempel samt bifogade ritning, där - fig. l schematiskt visar ett axiellt snitt A-A enligt fig. 2 genom en första föredragen utföringsform av en anordning enligt uppfinningen innefattande en dragskiva, - fig. 2 visar en anordning enligt fig. l sedd uppifrån i fig. l, - fig. 3 schematiskt visar ett snitt B-B enligt fig. Q genom en andra föredra- gen utföringsform av en anordning enligt uppfinningen innefattande ett skär för skärande bearbetning, - - fig. Å visar en anordning enllgt fig. 3 sedd uppifrån i fig. 3, - fig. 5 schematiskt visar ett vertikalt snitt genom en tredje föredragen ut- föringsform av en anordning enligt uppfinningen innefattande tvenne sänksmides- verktygshalvor, - fig. 6 schematiskt visar ett vertikalt och mot valsaxlarna vinkelrätt snitt genom en fjärde föredragen utföringsform av en anordning enligt uppfinningen innefattande tvenne sinsemellan parallella valsart _ . - fig. 7 schematiskt visar en valt enligt fig. 6 sedd vinkelrätt mot sin axiel- la riktning och med kavitetsbildande partier markerade, samt - fig. 8 schematiskt visar ett axiellt snitt genom en femte föredragen utförings- form av en anordning enligt uppfinningen innefattande en matris för extrusion. 455 475 I fig. l och 2 betecknas med 1 ett keramiskt centralt parti hos en keramisk dragskiva, vilket parti innefattar en, på i och för sig väsentligen känt sätt anordnad, genomloppskanal 2 i vllken främst neduktion av tvärsnittet hos lång- Sträckta produkter, såsom tråd eller motsvarande, är avsedd att ske. Med 3 betecknas ett till det keramiska partiet 1 anslutande foder, med Å betecknas en mikrovågsapplikator utbildande en mikrovågskavitet Ä' omgivande det kera- miska partiet 1 och med 5 betecknas en vågledare anslutande till applikatorn.

Dragskivor av det beskrivna slaget kan anordnas för varmdragning, halvvarm dragning eller kalldragning av produkter av nämnt slag.

Anordningarna för värmning medelst mikrovågor är i detta fall, liksom i före- trädesvis samtliga fall, vilka beskrivs nedan, anordnade för värmning före _ och/eller åtminstone periodvis under den tid verktyget är i drift och härvid kontinuerligt eller intermittent utnyttjas för bearbeting, varvid föredraget är att'anordningarna härvid är anordnade för värmning så att verktygets kera- miska partier, vilka vid bearhetningen antager höga temperaturer, bibehåller en temperatur högre än en för det keramiska materialet, vad avser främst sprickbildníng vid svalning, kritisk temperaturnivâ, såsom c:a,800°C. l figl 3 och Å betecknas med 6 ett skär föl skärande bearbenwing såsom svarv- ning. Skäret 6 är avsett att omges av metalliska eller motsvarande partier 7 utbildande en mikrovågskavitet 7' till vilken en vågledare 3 ansluter. Lämp- ligen innefattar nämnda metalliska partier 7 fästorgan, ej visade, för skäret 6. Enligt en föredragen utföringsfomrutblidas delar av nämnda kavitet 7' medelst partier 9 av metalliskt nät innefattat av skäret 6 såsom markerats | fig. 3. Kaviteten är så anordnad att eggpartier 6' hos skäret utsticker och kan utnyttjas för nämnda bearbetning. i fig. 5 betecknas med 10 ett keramiskt verktyg, en verktygshalva, för smide, såsom sänksmlde, där enligt den visade utföringsformen tvenne motstående verktygshalvor 10 förefinns, vilka omges av varsin metallisk stödanordning ll, vilka stödanordningar ll är anordnade att tillsannans utbilda en mikro- vågskavitet lä till vilken en vågledare 12' är ansluten. Verktygen kan natur- ligtvis ha ett godtyckligt tvärsnitt samt variera i utseende vinkelrätt mot det visade avsnittet på uppenbart sätt. 455 475 Vid den i fig. 6 och 7 visade utföringsformen förefinns tvenne verktyg 13, vilket vart och ett utgörs av en vals för varmvalsning, s.k. ljumvalsning eller kallvalsning vars periferi ih utmed åtminstone delar av valsens valsbana 15 är klädd med ett keramiskt skikt 13' anordnad att värmas medelst mikrovågor, varvid för varje vals en medelst metalliska eller motsvarande partier 16 ut- bildad mikrovågskavitet 17 förefinns, till vilken åtminstone en vågledare 18 ansluter. l fig. 8 betecknas med l9 en s.k. container för extruslon och med 20 betecknas en s.k. matris, vilken utgör verktyuet genom vilket metall eller motsvarande extruderas på känt sätt. Extrusion kan'ske till exempelvis rör eller stång.

På lämpligt sätt utnyttjas härvid metalliska partier Zl omgivande matrisen 20 såsom mikrovågskavitet till vilken åtminstone en, ej visad, vågledare förefinns ansluten.

Enligt'föredragna utföringsformer är, åtminstone vid vissa väsentligen axial- symmetriska verktyg, såsom enligt fig. l och 2, den för mikrovågsvärmningen erforderliga kaviteten Ä' anordnad så att värmning av partiet l kan ske både då metalliskt medium passerar genom partiets genomloppskanal 2 och då metal- liskt medium i huvudsak ej förefinns i partiet samt så att härvid olika sväng- ningsmoder används vid förekomsten av metalliskt medium resp. avsaknad av metalliskt medium.

Kaviteten har härvid ett väsentligen cirkulärt tvärsnitt i plan vinkelräta mot partiets längdriktning, d.v.s. mot den riktning i vilken genomloppskanalen 2 löper då partiet är anordnat på avsett sätt i kaviteten. Föredraget är att nämnda kavitet är anordnad att svänga i en koaxialmode, en första mode, då metalliskt medium förefinns i partiet och i en andra mode då metalliskt medium i huvudsak ej förefinns i partiet. Föredraget är härvid att kaviteten är anord- nad så att nämnda andra mode utgörs av en cylindrisk mode, företrädesvis en mode, såsom TM 010, vars resonansfrekvens är oberoende av kavitetens längd medan diametern bestäms av resonansfrekvensen. Tillika föredraget är att kavi- teten har en längd, vilken väsentligen motsvarar halv våglängd hos deiavsedda mikrovågorna. l vissa av de sålunda föredragna fallen bestäms således diametern och längden av de två svängningsmoderna var för sig. Enligt viss praxis skrives TM010 istället TM01Û.

Beträffande sammansättningen hos de keramiska material, vilka är lämpliga såsom verktygsmaterial avsedda för värmning enligt uppfinningen, kan denna m I» 455 475 naturligtvis varieras väsentligt. Enligt ofta föredragna utföringsformer består det keramiska materialet av (halter i vikt-%) Al203 såsom basmaterial ' “ 0-20% Zr02 Û'5% Caü 0-5% Mg0 0-52 TIOZ relativt ringa mängder Siüz, Fe203 m.fl.

Förfarandet enligt uppfinningen liksom funktionen hos anordningen enligt upp- finningen torde till väsentlig del framgått ovan. Genom värmning av åtminstone delar.av det keramiska verktygsmaterialet medelst mikrovågor kan förvärmning till en hög temperaturnivå ske liksom varmhållning vid en hög temperaturnivå.

Härvid förhindras uppkomst av stora temperaturskillnader och därmed stora temperáturspänningar, varvid sprickbildning m.m. undviks.

Såsom torde framgått ovan erbjuder uppfinningen nya möjligheter till utnytt- jande av keramiska material såsom verktygsmaterial med de fördelar detta inne- bär. 0van har uppfinningen beskrivits i anslutning till några olika utföringsformer.

Naturligtvis kan fler utföringsformer och mindre förändringar tänkas utan att uppfinningstanken därför frångâs.

Sålunda kan naturligtvis utformningen av de olika verktyg, som här visats varieras på känt sätt till andra utföranden anpassade till den önskade pro- dukten eller det önskade bearbetningsresultatet.

Såsomt torde vara uppenbart förefinns ej visade mikrovågsgeneratorer för generering av mikrovågor, vilka är avsedda att tillföras via förefintliga vâgledare. Tänkbar är naturligtvis också värmning via mikrovågsantenn, d.v.s. utan förekomst av s.k. kavitet.

Vid utföringsformer enligt fig. l och 2 där utrymne förefinns mellan dysan och det utvändigaihöljet bör, för det fall nämnda utrymme upptas av ett keramiskt material detta uppvisa låg förlustfaktor vad avser mikrovågor.

Uppfinningen skall.således ej anses begränsad till ovan angivna utförings- former utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (12)

455 47 g Patentkrav

1. l. Förfarande för värmning av keramiska verktyg för bearbetning av främst metalliska material, vilka verktyg åtminstone vad avser vissa kera- miska partier, i samband med användandet antager höga temperaturer och hos vilka verktyg keramiska partier utgör kontaktpartier, k ä n n e t e c k - n a t a v, att keramiska partier (l,6,10,l3',20) hos verktyget värms medelst mikrovågor före och/eller åtminstone periodvis under den tid verk- tyget är i drift och härvid kontinuerligt eller intermittent utnyttjas för bearbetning, varvid verktyget bringas innefatta keramiskt material upp- visande väsentlig Förlustfaktor vad avser mikrovâgor.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a't a v, att verk- tygets keramiska partier, vilka vid bearbetningen antager höga temperaturer, genom värmning bringas att fortlöpande bibehålla en temperatur högre än en för det keramiska materialet, vad avser främst sprickbildning vid svalning, kritisk temperaturnlvå, såsom cza 800°C.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att de keramiska partier, vilka skall värmas bringas omges av metalliska eller motsvarande partier (3,Å,7,ll,l6,2l) utbildande en mikrovâgskavitet (k',7',l2,l7). Å. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda verktyg utgörs av ett keramiskt skär (6) för skärande bearbetning såsom svarvning eller av en keramisk dragskiva (1,3) för varmdragning eller kalldragning av tråd eller motsvarande eller av ett keramiskt verktyg (20) en s.k. matris (20), för extrusion av exempelvis rör eller stäng eller av ett keramiskt verktyg (10) för smide ; såsom sänksmide, eller av en keram- klädd vals (13) för varmvalsning, s.k. ljumvalsning eller kallvalsning, där materialet i nämnda verktyg exempelvis består av AIZO3 såsom basmaterial, Û-20% Zr0¿, 0-5% CaO, 0-5% Mg0, O-5% Ti02 samt relativt ringa mängder

4. Si02, Fe03;m.fil. f:

5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att betingelserna, under vilka nämnda mikrovâgsvärmning sker, vilka betingelser innefattar utformningen av för värmningen erforderlig mikro- vågskavitet avpassas så att värmning av verktyget eller ett verktygsparti (1) kan ske både då metalliskt medium passerar genom verktyget eller partiet och då metalliskt medium i huvudsak ej förefinns i verktyget eller partiet, varvid olika svängningsmoder används vid förekomsten av metalliskt medium resp. avsaknad av metalliskt medium.

6. Förfarande enl. krav 5, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda betingelser avpassas så att nämnda kavitet svänger i en koaxialmode, en första mode, då metalliskt medium passerar och i en andra mode då metalliskt medium i huvudsak ej förefinns i verktyget eller partiet.

7. Förfarande enl. krav 6, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda andra mode utgörs av en cylindrisk mode, företrädesvis en mode, såsom TH 010, vars resonansfrekvens är oberoende av kavitetens ïängd.

8. Anordning för värmning av keramiska verktyg för bearbetning av främst metalliska material, såsom stål, vilka verktyg, åtminstone vad avser vissa keramiska partier, i samband med användandet antager höga temperaturer och 'hos vilka verktyg keramiska partier utgör kontaktpartier, k ä n n e - t e c k n a d a v, att anordningar förefinns för värmning av keramiska partier (l,6,i0,l3',20) hos verktyget medelst mikrovågor för och/eller åtminstone periodvis under den tid verktyget är i drift och härvid kon- tinuerligt eller intermittent utnyttjas för bearbetning, varvid verktyget innefattar keramiskt material uppvisande väsentlig förlustfaktor vad avser mikrovågor, vilka anordningar innefattar en mikrovâgsapplikator (M) i anslutning till de keramiska partier, vilka skall värmas, exempelvis en mikrovâgsapplikator utbildande en mikrovågskavitet (ü',7',l2,l7) medelst metalliska eller motsvarande partier (3,Å,7,ll,l6,21), och av- sedd att omge de keramiska partier, vilka skall värmas.

9. Anordning enl. krav 8, där nämnda verktyg utgörs av ett keramiskt” verktyg (10) för smide, såsom sänksmide, k ä n n e t e c k n a d a v, att tvenne motstâende verktygshalvor (10) förefinns, vilka omges av var sin metallisk stödanordning (ll), vilka stödanordningar (ll) är anord- nade att tillsammans utbilda en mikrovâgskavitet (12). 455 475 455 475

10. Anordning enl. krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d a v, att den för mikrovågsvärmning erforderliga mikrovâgskavíteten är anordnad att svänga i olika svängningsmoder vid förekomst respektive avsaknad av metalliskt medium, så att värmning kan ske både då metalliskt medium passerar genom verktyget eller ett verktygsparti (1) och då metalliskt medium i huvudsak ej förefinns i verktyget eller verktygspartiet.

11. Anordning enl. krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kavitet är anordnad att svänga i en koaxialmode, en första mode, då metalliskt medium förefinns och i en andra mode då metalliskt medium i huvudsak ej förefinns i verktyget eller verktygspartiet.

12. Anordning enl. krav ll, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kavitet är anordnad så att nämnda andra mode utgörs av en cylindrisk mode, företrädesvis en mode, såsom TM 010, vars resonansfrekvens är oberoende av kavitetens längd medan diametern bestäms av resonansfrekvensen. f) I: