SE456322B - Sett vid tillverkning av metallprodukter genom hetisostatpressning av pulver med anvendande av kernor - Google Patents

Description

- 2 agåttningshall-Fastheten hos den färdiga produkten. Ändamàlet med uppfinningen är att undanröja dessa olägenheter vid det kända förfarandet för tillverkning av skovelringar och skivor med skovelkransar och samtidigt därmed möjliggöra en bättre anpassning av BA produktens detaljutformning unde tillgodoseende av högt ställda hàllfasthetstrav. Uppfinningen har sàlunda i första hand tillkommit ¥örLtillverkningen av monolitiska kroppar genom hetisostatpressning under infogning av förtillverkade element, exempelvis för tillverkningen av skovelringar och skivor med skovelkransar för kompressorer eller turbiner, varvid skovlarna utgör de ëörtillverkade elementen, men uppfinningen är inte begränsad till tillverkningen av dessa speciella produkter utan är avsevärt mera vittomfattande än sa.

Uppfinningen har därför erhallit de kännetecken som framgår av patentkravet 1.

Man använder nämligen vid hetisostatpressning för närvarande i förekommande fall kärnor av stal eller annan metall. I den man dessa kärnor inte kan utdragas ur den färdiga produkten, betar man bort dem. Nackdelen med sadana kärnor är att de inte är formstabíla vid de höga tryck och temperaturer som éörekommer vid hetisostatpressning.

Kärnor av keramiskt material användes emellertid ocksa, och dessa kärnor är till skillnad fràn metallkärnorna formstabila men kan inte avlägsnas pa annat sätt än genom utdragning, vilket begränsar deras användning.

I det specialfallet, att det är fraga om 1 \ 3 _infästningen av skovlar eller andra förtillverkaåesó element, tjänar kärnan till att halla dessa förtillverkade element i'fixerat läge genom att de delvis upptages i kärnan.

Det för närvarande föredragna materialet i den fixerande kroppen, som sedan blästras bort, är hexagonal bornitrid, eftersom grafiten tenderar att diffundera in i metallen - åtminstone har man inte hittills kommit pà nagot sätt eller medel att förhindra detta vid de förekommande höga temperaturerna.- och därigenom kan förorsaka en icke önskad modifikation av metallens egenskaper, vilket inte alltid kan accepteras. Ehuru det ännu inte genom prov utrönts, om det finns andra material, som är lika bra som hexagonal bornitrid för det avsedda ändamalet, eller till och med bättre, kan det inte uteslutas att det finns annat likartat keramiskt material. Ned likartat material avses därvid, att materialet skall vara lätt att bearbeta med skärande verktyg, skall vara formbeständigt vid de höga temperaturer och tryck som förekommer vid hetisostatpressning och skall kunna avlägsnas genom blästring efter hetisostatpressningen.

Till förtydligande av uppfinningen skall utföranden därav beskrivas närmare i det följande med tillämpning pà tillverkningen av skovelringar och skivor med skovelkransar och med hänvisning till bifogade ritningar, pa vilka FIG. 1 är en akialsektionsvy av en kapsel för hetisostatpressning, anordnad för tillverkning av skovelringar med skovelkrans mellan ringarna, Ä 456 322 “f _ _..._,_....._....-._.__._-..__...________..~_..... _ ._ . , , -.- V . ..._ _.. __, ~-..

FIG. 2 är en perspektivbild av den fixerande kroppen i arrangemanget i FIG. 1 med skovlarna anbragta i densamma och FIG. 3 är en axialsektionsvy av en kapsel för hetisostatpressning, anordnad för tillverkning av en fi; skiva med skovelkrans.

I FIG. 1, vartill nu först hänvisas, är visad en kapsel för hetisostatpressning, vilken innefattar en yttre cylindrisk mantel 10 av stalplat, en inre cylindrisk mantel ll, likaledes av stàlplàt, en cirkulär ringformig botten 12 och ett cirkulärt ringformigt lock 13, även dessa bada av stalplat, varvid de nämnda fyra elementen är gastätt förbundna med varandra genom svetsning, eftersom kapseln maste vara gastät för hetisostatpressning. Innan locket sättes pa och fästes vid de bada mantlarna, anordnas inuti den av kapseln bildade formhaligheten en ringformig kropp 14, som bär upp de exempelvis genom dragning förtillverkade skovlarna 15, som är av stal eller en lämplig legering och är färdigbearbetade till sin slutliga form.

Kroppen 14, som är visad även separat med de däri applicerade skovlarna 15 í FIG. 2, bestàr i det för närvarande föredragna utförandet av sättet enligt uppfinningen av hexagonal bornitrid, som är ett keramiskt material, vilket är lätt att bearbeta med skärande verktyg och lätt kan avlägsnas genom blästring och vilket kombinerar dessa egenskaper med formbeständighet vid de höga temperaturer och tryck, som förekommer vid hetisostatpressning. Bornitriden föreligger kommersiellt i pulverform, och man . _ ._ ........-..-..._......-.-_....._-..-\~--.-_-_ .. ........,.. , . . . _. _ _ _ ._ , . _...- .-...................._....._..__..- .__ 5 456 322 framställer kroppen 14 av sàdant pulver genom att först hetisostapressa en massiv cylindrisk kropp.

Hetisostatpressningen utföres pa konventionellt sätt, men eftersom det är fraga om ett keramiskt material, maste temperaturen vid hetitostatpressningen vara högre än vid konventionell hetisostatpressning av metallpulver, nämligen ca 1700° C. Vid denna höga temperatur kan kapseln inte vara av metall utan far vara av glas. Av den erhallna cylindriska massiva kroppen framställes ringen 14 genom skärande bearbetning. I ringen upptages öppningar 16 för skovlarna, likaledes genom skärande bearbetning, varvid dessa öppningar ges motsvarande form som skovlarna och dimensioneras för att skovlarna utan svàrighet skall kunna föras genom desamma. Ringen har en radiell tjocklek som är mindre än skovlarnas längd, sa att skovlarna kan placeras med de bada ändpartierna utskjutande pà motsatta sidor av ringen, sasom visas i FIG. 1 och 2. Skovlarna fixeras med en lastrad 17, som punktsvetsas till varje skovel.

Det är lämpligt att öppningarna i kroppen 14 är rundade vid mynningskanterna pà bada sidor av kroppen.

När kroppen med de applicerade skovlarna sedan införes i formhaligheten, placeras den koncentriskt i denna. Den fixeras vid bottnen 12 medelst punktsvetsning pà endera sidan av ringen, sasom är visat vid 18. I övrigt fylles formhaligheten i kapseln med det metallpulver, varav den hetisostatpressade kroppen skall framställas, sasom är visat vid 19. Det finns salunda pulver pa ömse sidor av kroppen 14, och de fràn denna utskjutande ändpartierna av skovlarna är inbäddade i .y .._...<-...........-...--.. _ . ...._.._......_....f-.-.~._.. _ . . .-......-.,.. 456 s22~f 6 . ,.,.-._-_.,....-.-.-...___._. ._ ...-.._...... _ _ pulvret. Först sedan detta gjorts pasättes locket 13 under tät förslutning av kapseln med kroppen 14 överbryggande avstandet mellan botten och lock. För : evakuering eller avgasning av formhàligheten är locket :lä-n försett med tva anslutningssstutsar 20 och 21, belägna pà var sin sida om kroppen 14.

Härefter företages hetisostatpressning pa helt konventionellt sätt, varigenom pulver och skovlar +örenas med varandra för att bilda en mnnøiitisæ: homogen kropp med kroppen 14 av bornitrid kvarsittande pà skovlarna mellan de av pulvret bildade bada ringarna.

Sedan kapseln avlägsnats, vilket kan ske pà sedvanligt sätt genom skärande bearbetning, och kroppen 14 salunda har frilagts, avlägsnas även denna, vilket sker genom blästring, för friläggning av skovlarna i mellanrummet mellan ringarna. Den monolitiska kroppen är sedan klar för att underkastas slutlig finbearbetning.

Det är helt tydligt, att det genom uppfinningen föreslagna tillverkningssättet är överlägset det ovan nämnda kända sättet, eftersom man kommer ifran den dyra och tidsödande svetsningen omkring skovlarna. Genom att man dessutom har möjlighet att utforma en ur hàllfasthetssynpunkt gynnsam övergång mellan ringar och skovlar helt enkelt genom att runda mynningskanterna hos öppningarna för skovlarna i kroppen 14, överträffar sättet enligt uppfinningen ytterligare i ett mycket väsentligt avseende det tidigare tillämpade sättet.

Tillämpning av sättet enligt uppfinningen pà en skiva med skovelkrans är àskàdliggjort i FIG. 3, där samma hänvisningsbeteckningar har använts pa detaljer ...___ . .. . .......-..»......._..._-~. n... 456 š22l I detta fall 7 som förekommit redan i FIG. 1 och 2. skjuter skovlarna ut fràn kroppen 14 endast med sitt ena ändparti, och det behövs bara en stuts 20 för avgasningen, eftersom det finns pulver i formhaligheten endast pà ringens insida. Skovlarna kan vara lasta med en lastràd pa samma sätt som i FIG. 1 och 2, ehuru detta inte har visats i FIG. 3. Tillverkningen av den monolitiska kroppen sker pa precis samma sätt som vid utförandet enligt FIG. 1 och 2 och torde därför inte tarva någon närmare beskrivning här. vid avskalningen av kapseln fràn den färdiga monolitiska kroppen kan man i detta fall, da det är fraga om en skiva med skovelkrans, låta den yttre manteln 10 sitta kvar pà de yttre ändarna av skovlarna 15 som ett bandage, säsom kan vara önskvärt i fraga om längre skovlar. Dessutom visas i FIG. 3 en modifikation eller finess, som förtjänar att förklaras.

Vid infästning av skovlar i ringar eller skivor pà det välkända sättet med användning av en grantopps- eller laxstjärtsförbindníng, erhälles i själva infästningen en viss dämpning av sädana vibrationer som skoveln under drift kan komma att utsättas för. Varken vid det ovan nämnda tidigare Hända tillverkningssättet eller vid det i anslutning till FIG. 1 och 2 beskrivna tillverkningssättet erhälles säden dämpning men den kan lätt àstadkommae vid tillämpning av sättet enligt uppfinningen. I FIG. 3 visas en cylindrisk platmantel 22 inlagd pà insidan av kroppen 14, och innanför denna är placerad en ring 23, som är trädd pa skovlarna 15 med därtill passande öppningar. Denna ring skall besta av en dämpande keram, exempelvis av bornitrid, som i detta 456 522 fall kan vara kubisk bornitrid, eftersom ringen 23 inte skall avlägsnas utan kommer att bli inbäddad i den av pulvret 19 bildade skivan. Man kan sålunda pà enkelt sätt uppna den önskvärda dämpningen vid tillämpning av sättet enligt upp¥innün§énåL¿@ Dä det kan vara svart att undvika att pulver läcker ih i öppningarna i kroppen 14 och sedan under hetisostatpressningen förenar sig med skovelmaterialet, varigenom skovlarnas yta kan bli ojämn och skovelprofilen kan komma att avvika fran den avsedda profilen, belägges den del av skovelytan, som kommer att vara placerad inuti kroppen 14, lämpligen med ett släppmedel, exempelvis aluminiumoxid. w 'fw

Claims (1)

1. 456 322 PATENTKRAV Sätt att tillverka metallprodukter av ett pulver (19), som upptages i en av en gastät kapsel (l0. ll, 12, l3) bildad formhálighet och hetisostatpressas i 5 kapseln för att bilda en monolitisk kropp, varvid i formhâligheten anordnas en kärna (14) av keramiskt material och denna kärna efter hetisostatpressningen sönderdelas och avlägsnas från den erhållna monolitiska kroppen, k ä n n e t e c k n a t av att en som kärna l0 anordnad kropp av grafit eller hexagonal bornitrid av- lägsnas genom blästring. l5 :ff f