SE469467B - Saett att vid isostatisk pressning foerse en poroes kropp med ett foer en glasomslutning ogenomtraengligt skikt - Google Patents

Description

469 467 TEKNIKENS STÅNDPUNKT Vid isostatisk pressning till en fulltät kropp utgående frán ett pulverformigt material, förformas en porös kropp genom formsprutning, verktygspressning, slamgjutning eller annan lämplig formningsmetod. Alternativt fylles pulvret i en be- hållare av önskad form. Den föreliggande uppfinningen avser dock ett sätt vid isostatisk pressning av en förformad porös kropp.

För att, vid isostatisk pressning av en porös kropp, erhålla en väsentligen tät kropp innesluts kroppen i ett sammanhäng- ande tätt hölje eller omslutning, så att använt tryckmedium ej ska tränga in i kroppens porsystem.

Vanligen användes ett glas eller ett glasbildande material som appliceras i pulverform. Före den isostatiska press- ningen värmes den porösa kroppen och glaspulvret, varvid det pulverformiga glaset eller glasbildande materialet bildar en tät sammanhängande omslutning kring den porösa kroppen.

Problem uppstår om glas från omslutningen i varierande grad tränger in i den porösa kroppen och/eller reagerar med ytligt belägna partier av den porösa kroppen i anslutning till eller under det att den porösa kroppen kompakteras.

Genom den svenska patentskriften SE,B,456 651, är det känt att applicera ett eller flera mellanskikt pá den porösa kroppen. Skikten appliceras på de yttre ytor hos kroppen vilka exponeras för glas. Fortsättningsvis benämda yttre ytor. Således innefattas i benämningen yttre ytor alla de yttre ytor som utgör en del av kroppens form, det vill säga även ytor i öppna hàlrum, fördjupningar och större hål, däremot innefattas ej inre ytor sàsom ytor inom porsystemet.

Skikten appliceras främst i avsikt att förhindra inträngning av glas i porerna och/eller reaktioner mellan glaset och den porösa kroppen men även för att förenkla avlägsnandet av glasomslutningen frán den pressade, sintrade väsentligen fulltäta kroppen. Väsentligt är att pulvret i detta skikt, 469 467 eventuellt efter viss reaktion med det omgivande glaset, vid pressningstemperaturen fungerar som en tät heltäckande spärr mot inträngning av glas i den förformade kroppen.

Applicering av ett mellanskikt genom sprutning kan fungera, men materialförlusterna är stora varför metoden blir alltför dyrbar i produktion.

Applicering av ett mellanskikt genom doppning, vilket är en ur produktionssynpunkt föredragen appliceringsmetod, resul- terar emellertid ofta i problem med bubbling och blåsbild- ning vilket medför hål i mellanskiktet. Bubblingen eller blàsbildningen är avhängig av porsystemet och accentueras av grova eller ojämnt fördelade porer. Sådant porsystem erhålls bland annat vid användning av spray-torkat pulver. Ett spe- ciellt ogynnsamt porsystem erhålls i material med inbland- ning av whiskers och andra nål-eller skivformiga enkristal- ler eller fibrer. Försök att eliminera dessa problem genom vedertagna åtgärder, såsom att täta ytporerna med organiskt material, doppning under vakuum eller modifieringar av dopprocessen, såsom kyld vätska och/-eller oscillerande doppning, har endast givit marginella förbättringar.

UPPFINNINGEN Uppfinningen syftar till en lösning av i det föregående beskrivna problem med blàsbildning och därav följande defekter hos den kompakterade kroppen, genom att vid framställning av föremål från ett pulverformigt material genom isostatisk pressning, - där en porös kropp med öppna porer i kontakt med en yttre yta förformas från ett pulverformigt material, - där åtminstone ett pulverformigt skikt, mellanskikt eller kompletterande skikt, appliceras, pà nämnda yttre yta hos en i det pulverformiga materialet förformad porös kropp, genom doppning, - där den förformade kroppen täckes av en utanpå skiktet anordnad omslutning av glas, 469 467 - varefter omslutningen, genom uppvärmning, göres ogenom- tränglig för tryckmediet och - där den förformade kroppen kompakteras till en väsentligen tät kropp genom att pressas isostatiskt och sintras, har det visat sig möjligt att åstadkomma en väsentligen tät kropp, fri från de defekter som sammanhänger med bubbling och blàsbildning till följd av ogynnsam porstruktur eller porfördelning genom att enligt uppfinningen vid applicering av skiktet medelst doppning - evakuera den förformade porösa kroppens porsystem medelst ett undertryck, - där undertrycket appliceras, medelst åtminstone en sugkopp, varvid sugkoppen anbringas på en eller flera av de yttre ytor, hos den förformade porösa kroppen, vilka ska beläggas och - där undertrycket appliceras i anslutning till och under det att kroppen doppas i en uppslamning av i skiktet ingående pulverformiga material.

Lämpligen tjänstgör den, på nämnda yttre yta, applicerade sugkoppen samtidigt som hållare för hantering av kroppen i anslutning till och under doppningen av den förformade porö- sa kroppen i en uppslamning av i skiktet ingående pulverfor- migt material. Med sugkopp avses i det följande en suganord- ning vilken anligger tätt mot yttre ytan hos den förformade kroppen, antingen genom att sugkoppen är utförd i ett flexi- belt material och själv tätar mot den exponerade ytan hos den förformade kroppen eller genom att någon form av tätning anordnas mellan suganordningen och nämnda yta.

Genom att, enligt uppfinningen, anbringa en sugkopp på en eller flera av de yttre ytor på kroppen vilka ska beläggas, i anslutning till och under doppningen, för att hantera den förformade kroppen och samtidigt applicera ett undertryck i pulverkroppens porsystem uppnås en avsevärd förbättring av skiktets kvalitet, jämfört med doppning under samma förhållanden med den förformade kroppen hållen med pincett eller andra mekaniska grip- eller stödanordningar. Även för 469 467 porösa kroppar av material med ogynnsamt porsystem erhålles ett väsentligen jämnt och blåsfritt skikt. Denna gynnsamma effekt avtar dock med avståndet från sugkoppen, varför företrädesvis ett antal sugkoppar, jämnt fördelade över den eller de av kroppens yttre ytor som ska beläggas, anbringas vid doppning av större kroppar.

Vid doppning av den förformade porösa kroppen i en uppslam- ning, av i mellanskiktet eller i ett kompletterande skikt ingående material, evakueras den porösa kroppens porsystem med ett tillräckligt undertryck genom att åtminstone en sugkopp appliceras på en yttre yta hos den förformade porösa kroppen som skall beläggas. Förutom att appliceringen av sugkoppen väsentligen eliminerar bubbling och blàsbildning till följd av ogynnsamt porsystem i kroppen, erhålles även en rationell hantering av de förformade kropparna under app- liceringen av mellanskikt respektive kompletterande skikt.

För att erhålla tillfredsställande resultat evakueras lämpligen porsystemet med ett undertryck i sugkoppen av mellan 100 och 800 mbar.

Efter torkning täckes den förformade porösa kroppen med en, utanpå skiktet anordnad omslutning av glas eller vid upp- värmning glasbildande material. Innan den förformade kroppen kompakteras genom isostatisk pressning och sintras, göres omslutningen ogenomtränglig för tryckmediet, genom uppvärm- ning.

Mellanskikt avsedda att förhindra glasinträngning i den po- rösa kroppen, framförallt inträngning i de öppna porer som står i kontakt med en yttre yta, i samband med pressningen består lämpligen av material som bibehåller sitt kristallina tillstånd i kontakt med såväl glaset som den porösa kroppen vid pressningstemperaturen. Exempel på lämpliga material är intermediära faser i systemet Al2O3-SiO2 av vilka mullit 3Al2O3-2SiO2, sillimanit Al2O3-SiO2 och kyanit Al2O3-SiO2, en högtrycksmodifikation av sillimanit, kan nämnas. Alternativt kan mellanskiktet innehålla ett pulverformigt tillsatsmedel 469 467 bestående av ett eller flera av ämnen såsom aluminumoxid, zirkoniumoxid, titanborid, kiselnitrid, kiselkarbid, titan- nitrid, bornitrid eller ett högsmältande glas som inte eller endast i obetydlig grad reagerar med materialet i mellan- F skiktet, så att mellanskiktet i allt väsentligt bibehåller sitt kristallina tillstånd. Speciellt lämpliga är tillsatser av i den porösa förformade kroppen ingående material. Som exempel på användbara högsmältande glas kan nämnas kvarts- glas och ett glas innehållande 96.7 viktprocent Si02, 2.9 viktprocent B2O3 och 0.4 viktprocent Al2O3 (Vycor ®).

Tillsatsmedlet kan även ingå i kombination med intermediära faser i systemet Al2O3-SiO2 såsom mullit 3Al203-2SiO2, silli- manit Al203-SiO2 och kyanit Al203-SiO2 i halter upp till 60 % företrädesvis till högst 30 s av den sammanlagda torra vikten av alla beståndsdelar i mellanskiktet.

I en utföringsform kompletteras det spärrande mellanskiktet av ett inre skikt som utöver att förhindra inträngning av glas i den förformade porösa kroppen även utgör släppmedel.

Detta kompletterande skikt anordnas närmast kroppen och för att, efter kompaktering och sintring, lätt avlägsnas från kroppen tillsammans med utanpåliggande skikt och glasomslut- ning. Skiktet består företrädesvis av bornitrid. Bornitrid har obetydlig eller ingen benägenhet att reagera med de fasta keramiska och metalliska material som vanligen använ- des vid framställning av föremål genom isostatisk pressning utgående från pulver och avlägsnas därför lätt från den pressade och sintrade kroppen, då bornitrid har förhållande- vis låg hállfasthet. Bornitrid i kommersiellt tillgängliga kvaliteter, vilka innehåller främmande ämnen, företrädesvis boroxid, i halter upp till 10 volymprocent, lämpar sig väl för detta ändamål. Som alternativ till bornitrid är det, beroende på det material som ska kompakteras, möjligt att använda andra ämnen med skiktstruktur såsom grafit och molybdendisulfid samt även bornitrid med inblandning av kiselnitrid, kiselkarbid, titannitrid, titanborid etc. 469 467 Partikelstorleken hos pulvret i mellanskiktet väljes lämpli- gen till mellan 0.1 och 200 pm, företrädesvis till mindre än 150 pm och materialet pâlägges till ett skikt med en tjock- lek av mellan 0.1 och 3 mm, företrädesvis till en tjocklek mellan 0.3 och 0.6 mm.

För det kompletterande skiktet, som pâlägges innanför mel- lanskiktet, väljes lämpligen partikelstorleken till mellan 0.1 och 100 pm, företrädesvis till mindre än 45 pm. Skiktet pâlägges lämpligen till en tjocklek av mellan 0.1 och 2 mm, företrädesvis till en tjocklek mellan 0.2 och 0.6 mm.

Såväl mellanskiktet som det kompletterande skiktet pàföres, enligt uppfinningen, den porösa förformade kroppen medelst doppning i en uppslamning av de pulverformiga material vilka ingår i respektive skikt. Uppslamningen beredes lämpligen genom tillsats av ett lösningsmedel såsom en cyklohexan, en keton, etanol eller annan alkohol, till en halt av 80 till 92 volymdelar till det pulverformiga materialet. Naturligt- vis tillsättes lämpliga dispersions- och suspensions-befräm- jande medel samt andra ytaktiva medel för att säkerställa att en väsentligen heltäckande och jämn beläggning av upp- slamning kvarstannar på kroppen. Doppningen följs av en torkning då lösningsmedlet avdrives och ett täckande jämnt skikt av önskad tjocklek erhålles. Naturligtvis kan ett flertal doppningar, med eller utan mellanliggande torkning, utföras för att erhålla önskad skikttjocklek.

Det pulverformiga material från vilket föremålet tillverkas utgörs företrädesvist av ett keramiskt eller ett metalliskt material, men kan även utgöras av intermetalliska föreningar eller kompositer bestående av blandningar av metalliska och keramiska material.

Som exempel pá keramiska material för vilka uppfinningen är tillämplig kan förutom nedan exemplifierade material nämnas borkarbid, titanborid, kiselkarbid, etc 469 467 Keramiska material för vilka den föreliggande uppfinningen är särskilt lämplig är spray-torkade keramiska pulver eller keramiska pulver med tillsatser av whiskers eller andra nål och/eller skivformiga enkristaller. Till whiskers-armerade keramiska föremål, såsom slitdetaljer eller komponenter för skärande bearbetning, återkommes mer i detalj i exemplen. De keramiska pulvren består företrädesvis av aluminiumoxid och aluminiumoxidbaserade keramer, zirkoniumoxid och zirkonium- oxidbaserade keramer samt kiselnitrid och kiselnitridbasera- de keramer. De nål- och/eller skivformiga enkristallerna ut- göres företrädesvis av kiselkarbid eller karbider, borider och nitrider av titan, tantal eller niob. Till dessa mate- rial tillsättes vid behov sintringsbefrämjande medel, korn- tillväxthämmande ämnen etc.

Uppfinningen är av speciellt värde vid framställning av föremål för vilka goda ytegenskaper såsom ythårdhet, nöt- ningsbeständighet är ett oeftergivligt krav och där ytdefek- ter som ojämnheter, urflisningar eller andra brott i ytskik- tet ej kan tolereras. Exempel på produkter med sådana krav är; - lagerdetaljer, huvudsakligen bestående av keramiska material såsom aluminiumoxid och aluminiumoxidbaserade keramer, zirkoniumoxid och zirkoniumoxidbaserade keramer, kiselnitrid och kiselnitridbaserade keramer, borkarbid och borkarbidbaserade keramer samt titanborid och titanboridba- serade keramer, - slitdetaljer huvudsakligen bestående av keramiska material såsom aluminiumoxid och aluminiumoxidbaserade keramer, zir- koniumoxid och zirkoniumoxidbaserade keramer, kiselnitrid och kiselnitridbaserade keramer, borkarbid och borkarbidba- serade keramer, titanborid och titanboridbaserade keramer, samt kiselkarbid och kiselkarbidbaserade keramer, - komponenter ingående i en förbränningsmotor företrädesvist bestående av kiselnitrid och kiselnitridbaserade keramer, - komponenter ingående i en turbin företrädesvist bestående av kiselnitrid och kiselnitridbaserade keramer, 469 467 9 - komponenter för skärande bearbetning huvudsakligen bestå- ende av keramiska material såsom aluminiumoxid och alumi- niumoxidbaserade keramer, kiselnitrid och kiselnitridbasera- de keramer samt titanborid och titanboridbaserade keramer, speciellt skär för skärande bearbetning.

Keramiska skär för skärande bearbetning bestående av ett keramiskt material huvudsakligen baserat på aluminiumoxid med tillsats av whiskers av kiselkarbid eller karbider, borider och nitrider av titan, tantal eller niob, i halter mellan 4 och 55 volymprocent eller mellan 5 och 50 viktpro- cent och med förformade spånbrytare och försett med centralt beläget hål för fastsättning kan genom den föreliggande upp- finningen framställas utan dyr och tidskrävande slipning av sintrade skärämnen och motsvarande de högt uppställda krav på ytegenskaper och frånvaro av ytdefekter som krävs vid de högkvalitativa tillämpningar där keramiska skär användes.

Metalliska material för vilka uppfinningen är tillämplig är järn-, nickel- och kobolt-baserade legeringar, liksom re- fraktära metaller såsom molybden, tantal, wolfram etc eller legeringar baserade pà refraktära metaller. Tillsatser av exempelvis whiskers eller korntillväxthämmande material är inte ovanligt.

Uppfinningen är även tillämplig på intermetalliska före- ningar, exempelvis aluminider av titan eller nickel.

Till omslutningen kring den förformade kroppen användbara glas kan nämnas ett glas innehållande 80.3 viktprocent SiO2, 12.2 viktprocent B203, 2.8 viktprocent Al2O3, 4.0 viktprocent Na2O, 0.4 viktprocent K2O och 0.3 viktprocent CaO (Pyrex®L ett glas bestående av 20-60 viktprocent BZO3, 80-40 viktpro- cent SiO2 och 0-6 viktprocent Al2O3, vidare ett aluminium- silikat innehållande 58 viktprocent SiO2, 9 viktprocent BZO3, 20 viktprocent Al2O3, 5 viktprocent CaO och 8 viktpro- cent MgO, samt blandningar av partiklar av ämnen såsom SiO2, B2O3, Al2O3 samt alkali- och jordalkalimetalloxider, som vid 469 467 10 upphettning bildar glas. Vidare ett glas innehållande 96.7 viktprocent SiO2, 2.9 viktprocent BZO3 och 0.4 viktprocent Al2O3 (Vycor®) och blandningar av partiklar som vid upphett- ning bildar glas.

Tryck och temperatur för den isostatiska pressningen och sintringen av ett pulverformigt material är givetvis bero- ende av material. Normalt uppgår trycket till minst 100 MPa medan temperaturen uppgår till mellan 1000-2l00°C, företrä- desvis till högst 1800°C.

UTFÖRINGSEXEMPEL OCH FIGURER Uppfinningen förklaras närmare under hänvisning till utfö- ringsexempel och bifogade figurer.

Exempel 1.

Pulverformig kiselnitrid med en partikelstorlek av 0.1-2 pm och med en tillsats av 2.5 viktprocent YZO3 och 0.5 viktpro- cent Fe203, placeras i en kapsel av plast, exempelvis mjuk- gjord polyvinylklorid eller polyuretan. Kapseln har väsent- ligen samma form som kroppen vilken ska förformas. Kapseln tillslutes och kompakteras därefter vid rumstemperatur och ett tryck av omkring 300 MPa under en tid av 5 minuter.

Efter avslutad kompaktering avlägsnas kapseln och den för- formade porösa kroppen maskinbearbetas till önskad form och dimension, vilket i exemplet är en kropp med sfärisk form.

Därvid erhàllen porös pulverkropp 10 med öppna porer i kontakt med en yttre yta, som visas i figur la, har en sfärisk form. Nämnda yta hos den förformade porösa kroppen belägges först med ett skikt 11 av bornitrid, utanpå detta bornitridskikt ll appliceras ett mellanskikt 12 bestående av 48 volymdelar pulverformig bornitrid och 52 volymdelar av det pulverformiga glaset Vycorêh Skikten är i figurerna àtergivna i starkt överdriven tjocklek.

(Vi 469 467 11 För applicering av bornitridskiktet 11, se figur 3a och 3b, doppas den förformade porösa kroppen 10 i en uppslamning 20 innehållande 27.5 viktprocent bornitrid, med en partikel- storlek av mindre än 45 um, 4.6 viktprocent av ett akrylat- bindemedel och 67.9 viktprocent 2-isopropanol. Bornitrid- skiktet 11 appliceras, blås- och bubbelfritt, genom att, i anslutning till och under doppningen av den porösa kiselnit- ridkroppen 10 i den beskrivna uppslamningen 20, kroppens 10 porsystem evakueras medelst minst en sugkopp 21, vilken anbringas pá eller i anslutning till en yttre yta av kroppen 10 som ska beläggas. Den sfäriska kiselnitridkroppen 10 greppas, varvid dess porsystem evakueras, med en sugkopp 21 vars diameter är minst 3/5 av kroppens 10 diameter. Den sfäriska kroppen 10 nedsänkes till drygt hälften i upp- slamningen 20, som är väl avluftad och under omrörning.

Undertrycket i sugkoppen är 550 mbar. Doppningen upprepas 3 gånger till dess att skiktet 11 är 0.4 mm. Skiktet ll pá den till hälften belagda kroppen 10 torkas med mellanvàgig IR- värmare. Efter torkningen vändes kroppen 10 och greppas åter, varvid dess porsystem evakueras, med sugkoppen 21 anbringad på den skiktbelagda delen av kiselnitridkroppen 10 i anslutning till den yta som ska beläggas. Enligt tidigare beskriven procedur belägges den andra halvan av kiselnitrid- kroppen 10 med ett överlapp mellan skikten av 1-2 mm.

Därefter appliceras, utanpå bornitridskiktet 11, ett mellan- skikt 12 bestående av 48 volymdelar bornitrid och 52 volym- delar av glaset Vycor®, likaledes genom doppning och under utnyttjande av uppfinningen. Kroppen 10 doppas i en uppslam- ning bestàende av 10.5 viktprocent Vycor®, med en partikel- storlek mindre än 45 pm, 9.7 viktprocent bornitrid, med en partikelstorlek mindre än 45 pm, 5.1 viktprocent av ett ak- rylatbindemedel och 74.7 viktprocent etylmetylketon. Efter torkning har mellanskiktet 12 en tjocklek av 0.6 mm.

Den förformade sfäriska kroppen 10 med applicerade bornit- ridskikt 11 och mellanskikt 12 bestående av en blandning av bornitrid och det pulverformiga glaset Vycor® förses som vi- 469 467 12 sas i figur 2 med en omslutning 13 av glas. Glasomslutningen 13 åstadkommes genom att kroppen 10 anordnas tillsammans med glaspartiklar i en grafitdegel 14, som invändigt är försedd med ett skikt av bornitrid 15. Glaset består av 80.3 vikt- procent SiO2, 12.2 viktprocent B2O3, 8.2 viktprocent Al2O3, 4.0 viktprocent Na2O, 0.4 viktprocent K2O och 0.3 vikt- procent CaO. Degeln 14 med innehåll placeras i en ugn, där bindemedlen i skikten 11 och 12, akrylaten, drives av i vakuum under det att temperaturen successivt höjes till 600°C och hålles vid denna temperatur under några timmar.

Därefter placeras degel 14 med förformad kropp 10 och glaspartiklar 13 i en högtrycksugn, där tryck kan alstras genom tillförsel av ett gasformigt tryckmedium, exempelvis argon, och där erforderlig temperatur uppnås med konventio- nella uppvärmningsanordningar.

Först värmes degeln 14 till en temperatur av mellan 1000 och 1200°C vid atmosfärstryck så att omslutningen 13 av glas bildar en smälta och blir ogenomtränglig för det gasformiga tryckmediet. Därefter höjes trycket till 150 MPa och tempe- raturen till mellan 1700 och 1750°C och hálles vid dessa be- tingelser under en tid av en timme.

Exempel 2.

Samma tillvägagångssätt som beskrivits i exempel 1 används för att tillverka föremål av kiselnitrid med högre halt av sintringsbefrämjande medel, 6 viktprocent YZO3, 2 viktpro- cent Al2O3 och rest kiselnitrid.

Exempel 3 Samma tillvägagångssätt som i exempel 1 används för att tillverka skovlar av kiselnitrid till gasturbiner med till- sats av 4 viktprocent YZO3, 0.2 viktprocent Fe2O3 och 0.5 viktprocent SiO2. Skovlarna greppas och deras porsystem evakueras medelst ett flertal sugkoppar 21, vilka anbringas jämnt fördelade över skovlarnas 10 övre yta under och i an- 13 469 467 slutning till doppningsappliceringen av bornitridskiktet 11 och mellanskiktet 12.

Exempel 4 Samma tillvägagångssätt som beskrivs i exempel 1 används för att tillverka föremål, exempelvis skärplattor eller keramis- ka skär, av en kiselnitridbaserad keram bestående av 97 viktprocent kiselnitrid, 2.5 viktprocent yttriumoxid och 0.5 viktprocent järnoxid.

Exempel 5 Till pulverformig aluminiumoxid tillsättes 25 viktprocent kiselkarbid i form av whiskers, varefter tvâ blandningar, en med och en utan pressmedel, spray-torkas till agglomerat med en kornstorlek av ungefärligen 30 pm.

Agglomererat material utan pressmedel pressas enaxligt och sintras till en skiva medelst enaxlig trycksintring vid l850°C och 30 MPa. Ur skivorna kapas skärämnen vilka slipas till runda skärplattor med en diameter av 6 mm och en spån- vinkel av 5°.

Agglomererat material med pressmedel formas till en kropp 10 med speciell geometri i ett pressverktyg. Förformad kropp 10 värmebehandlas i en kombinerad avdrivnings- och försint- ringscykel med en slutsintringstemperatur av 1300°C. Den försintrade kroppen 10 greppas med en sugkopp 21 varvid kroppens porsystem evakueras medelst ett, genom sugkoppen 21 applicerat, undertryck av 550 mbar och doppas därefter, enligt beskrivningen i exempel 1, varvid kroppens 10 porsys- tem hålles evakuerad under och i anslutning till doppningar- na, först i en uppslamning 20 av bornitrid och sedan i en uppslamning 20 av mullit. Den med två skikt 11,12 försedda kroppen 10 placeras sedan i en, i en grafitdegel 14 inne- hàllen, glaspulverbädd 13. Degeln 14 med innehåll placeras i en högtrycksugn, bindemedlen i skikten avdrives enligt 4691467 14 exempel 1, varefter temperaturen höjes till mellan 1000 och 1200°C vid atmosfärstryck så att glaset 13 smälter och blir ogenomträngligt för tryckmediet. Därefter höjs trycket till 160 MPa och temperaturen till 1550°C och hàlles vid dessa betingelser under en timme.

Efter avsvalning avlägsnas glas och skyddsskikt varefter skärdelen av kroppen 10 slipas till en diameter av 6 mm.

Inför en provsvarvning erhöll båda skärtyperna en eggavrund- ning av 30 gm. Provsvarvning utfördes i ett varmhàllfast material, INCONEL@>718, vid en skärhastighet av 200 m/min, till ett djup av 1 mm och med en matning av 0.15 mm/varv.

Bägge skärtyperna uppvisade samma goda motstånd mot fas- och notchförslitning och uppvisade ingen tendens till eggurflis- ningar eller nâgra andra av de ytdefekter som vanligen upp- stár om skärets yta skadats genom glasinträngning i samband med den varmisostatiska pressningen. Således visar provet att genom att applicera skyddsskikten enligt uppfinningen erhålles skär motsvarande de höga krav som ställes vid skä- rande bearbetning och väsentligen fria fràn defekter härrö- rande fràn tillverkningsprocessen. Dessutom kan skären for- mas direkt med önskad geometri sàsom spànbrytare och hål för fastsättning vilket normalt kräver dyrbar och tidsödande efterbearbetning av skäret medelst slipning. f)

Claims (19)

469 467 15 PATENTKRAV

1. Sätt vid framställning av föremål från pulverformigt material genom isostatisk pressning med ett tryckmedium, varvid; - en porös kropp (10) med öppna porer i kontakt med en yttre yta förformas från ett pulverformigt material, - åtminstone ett skikt (11,12) av ett pulverformigt material appliceras på nämnda yttre yta hos den förformade porösa kroppen genom doppning, ~ varefter den förformade porösa kroppen täckes med en, utanpå skiktet anordnad, omslutning (13) av glas eller vid uppvärmning glasbildande material, - att omslutningen, genom uppvärmning, göres ogenomtränglig för tryckmediet - och den förformade kroppen kompakteras till en väsentligen tät kropp genom isostatisk pressning och sintras, k ä n n e t e c k n a t a v, - att den förformade porösa kroppens (10) porsystem evaku- eras medelst ett undertryck, - att undertrycket appliceras, medelst åtminstone en sugkopp (21), som anbringas på eller i anslutning till den yttre yta hos den förformade porösa kroppen som skall beläggas och - att undertrycket appliceras i anslutning till och under det att kroppen doppas i en uppslamning (20) av i skiktet (11,12) ingående pulverformiga material.

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att den förformade porösa kroppens (10) porsystem evakueras med ett undertryck i sugkoppen (21) uppgående till mellan 100 och 800 mbar.

3. Sätt enligt patentkrav 1 eller patentkrav 2, k ä n n e - t e c k n a t a v, att nämnda yttre yta hos den förformade porösa kroppen (10) vid doppningen belägges med ett mellan- skikt (12) av ett pulverformigt material som vid sintrings- temperaturen väsentligen bibehàller sitt kristallina till- stånd i kontakt med såväl glaset (13) som den porösa kroppen 4690467 16

4. Sätt enligt patentkrav 1, patentkrav 2 eller patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda yttre yta hos den förformade porösa kroppen (10) belägges med ett komplette- r rande skikt (ll) vilket huvudsakligen utgör släppmedel för V) glasomslutningen och företrädesvist består av ett material som har ingen eller obetydlig benägenhet att reagera med kroppen under sintringsbetingelserna.

5. Sätt enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t a v, att ett kompletterande skikt (ll) anordnas i direkt anslut- ning till nämnda yttre yta hos den förformade porösa kroppen (10) och att det kompletterande skiktet anordnas att lätt avlägsnas från kroppen tillsammans med utanpåliggande skikt (12) och glasomslutning (13) efter den isostatiska pressningen, genom att det kompletterande skiktet åtminstone innehåller bornitrid eller annat kristallint ämne med skiktstruktur såsom grafit eller molybdendisulfid.

6. Sätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v, att den förformade porösa kroppen (10) med på kroppen applicerat skikt (ll,l2) placeras i en degel (14) med pulverformigt glas (13) eller glasbildande material, att använda bindemedel och andra flyktiga substanser avlägsnas, att temperaturen höjes till mellan 1000 och l200°C, varvid glaset bildar en för använt tryckmedium ogenomtränglig omslutning kring kroppen och att därefter kroppen kompakteras isostatiskt vid ett tryck över- stigande 100 MPa och sintras vid en temperatur av mellan 1000 och 2100°C.

7. Sätt enligt något av föregående patentkrav, (J k ä n n e t e c k n a t a v, att kroppen (10) kompakteras isostatiskt och sintras till en lagerkomponent.

8. Sätt enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t a v, att lagerkomponenten är en kula och att kulan huvudsakligen består av kiselnitrid, aluminiumoxid, zirkoniumoxid, bor- 469 467 17 karbid, titanborid eller ett keramiskt material baserat pà något eller flera av dessa material.

9. Sätt enligt något av patentkrav 1 till patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t a v, att kroppen (10) kompakteras isostatiskt och sintras till en slitdetalj.

10. Sätt enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a t a v, att slitdetaljen huvudsakligen består av kiselnitrid, alumi- niumoxid, zirkoniumoxid, borkarbid, titanborid, kiselkarbid eller ett keramiskt material baserat på något eller flera av dessa material.

11. ll. Sätt enligt patentkrav 9 eller patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a t a v, att slitdetaljen är en komposit av kera- miska material och att det keramiska materialet innehåller nål- och/eller skivformiga enkristaller exempelvis bestående av kiselkarbid eller karbider, borider och nitrider av titan, tantal eller niob.

12. Sätt enligt något av patentkrav 1 till patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t a v, att kroppen (10) kompakteras isostatiskt och sintras till en komponent ingående i en förbränningsmotor och att det keramiska materialet före- trädesvist är baserat på kiselnitrid.

13. Sätt enligt något av patentkrav 1 till patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t a v, att kroppen (10) kompakteras isostatiskt och sintras till en komponent ingående i en turbin och att det keramiska materialet företrädesvist är baserat på kiselnitrid.

14. Sätt enligt något av patentkrav 1 till patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t a v, att kroppen (10) kompakteras isostatiskt och sintras till en komponent för skärande bearbetning. 4691467 18

15. Sätt enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k n a t a v, att komponenten för skärande bearbetning huvudsakligen består av kiselnitrid eller titanborid.

16. Sätt enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k n a t a v, att komponenten för skärande bearbetning är ett keramiskt skär huvudakligen bestående av aluminiumoxid.

17. Sätt enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k n a t a v, att det keramiska skäret innehåller nål- och/eller skivfor- miga enkristaller företrädesvis bestående av kiselkarbid eller karbider, borider och nitrider av titan, tantal eller niob, i halter uppgående till mellan 5 och 50 viktprocent.

18. Sätt enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k n a t a v, att det keramiska skäret är försett med spànbrytare.

19. Sätt enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k n a t a v, att det keramiska skäret är försett med ett centralt beläget hål för fastsättning. V1