SE516574C2 - Värmeförseglingsback samt sätt att framställa nämnda back - Google Patents

Description

30 35 516* 574 2 denna typ är att de skall ha en hög formprecision, hög tålighet mot belastning samt god värmeledningsförmåga. Eftersom det dessutom ofta krävs att förseglingsbacken har en relativt komplicerad form framställes förseglingsbackar numera ofta med modern teknik, t.ex. genom pressning av pulvermetalliskt material och efterföljande sintring. Denna teknik är i sig välkänd och innefattar i korthet fyllning av pulvermetalliskt material i en lämplig pressform, komprimering av materialet i önskad utsträckning samt efterföljande värmnlngsbehandling eller sintring för att bringa det pulvermetalliska materialet att bindas samman och bilda en fast och formstabil kropp. Den för elektrisk uppvärmning nödvändiga ledaren kan placeras i formen före metallpulvret och själv utgöras av pulvermetalliskt material i form av oisolerande metallkorn av t.ex. koppar eller placeras i ett i förseglingsbackens kropp upptaget spår. För ytterligare information inom detta område hänvisas till den europeiska patentskriften EP 687.215.

Vid framställning av kroppar av pulverformigt, metalliskt material sker således en komprimering av metallpulvret i formen. Trots mycket höga tryck är det emellertid omöjligt att komprimera materialet i sådan utsträckning, att de pulverformiga metallkornen helt sammansmälter eller bringas att fullständigt uppfylla det givna utrymmet i formen. I själva verket uppstår därför alltid större eller mindre luftfyllda mellanrum eller porer mellan kornen, vilket då den framställda kroppen skall användas såsom en del av t.ex. en värmeförseglingsback har visat sig vara till avsevärd nackdel, eftersom den inneslutna luften tjänstgör såsom isolering och förhindrar värmespridning genom kroppen. Härigenom förhindras också bortledning av överskottsvärme och värmeavgivning till omgivningen, och förseglingsbackar med kroppar av pulvermetalliskt material har därför en tendens att vid långvarig, intensiv användning uppvärmas i högre utsträckning än kroppar i förseglingsbackar tillverkade av ett mera homogent material. I detta sammanhang hänvisas till PCT WO 97/14547 för ytterligare information. En känd teknik går ut på att ersätta de luftfyllda utrymmena med ett plastmaterial (epoxy- polymer), men denna teknik har endast begränsad användbarhet och är mindre lämplig i samband med kroppar för värmeförseglingsbackar, eftersom plasten ej tál de relativt höga temperaturer som ej dylik kropp utsättes för i samband med kontinuerlig drift i en förpackningsmaskin.

Det är således ett allmänt önskemål inom det inledningsvis nämnda teknikområdet att ombesörja en metod som gör det möjligt att framställa en kropp av pulverformigt, metalliskt material, vilken kropp har de mellan de pulverformiga metallpartiklarna befintliga porerna fyllda med ett värmeledande och värmetåligt material. ' Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att framställa en kropp för elektrisk uppvärmning av pulverformigt, metalliskt material, vilket sätt gör det möjligt att utfylla mellan de pulverformiga metallkornen uppkommande porerna med ett värmeledande, värmetáligt, hårt och formbeständigt material. 10 15 20 25 30 35 516 574 s Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt av ovannämnda typ, vilket sätt gör det möjligt att välja utfyllnadsgrad.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt av ovannämnda typ, vilket sätt är möjligt att utnyttja vid framställning av kroppar för elektrisk uppvärmning, d.v.s. kroppar som innehåller förtillverkade detaljer eller utrymme för dylika detaljer.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt av inledningsvis nämnda slag, vilket sätt gör det möjligt att på ett integrerat och effektivt sätt förse en av pulvermetall framställd kropp med ett homogent tätningsmaterial med egenskaper särskilt lämpliga för användning vid förseglingsbackar för elektrisk uppvärmning.

Ovannämnda och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att ett sätt av det inledningsvis nämnda slaget getts kännetecknen, att det pulverformiga materialet tillföres en form och komprimeras, att även en impregneringslösning tillsättes, vilken kan omvandlas till en metalloxid samt att kroppen därefter uppvärmes till en för torkning av impregneringslösningen och bindning av oxiden till det pulverformiga, metalliska materialet erforderlig temperatur.

Föredragna utföringsformer av sättet enligt uppfinningen har vidare getts de av underkraven 2-13 framgäende kännetecknen.

Det är även ett ändamål med uppfinningen att ombesörja en kropp för uppvärmningsändamål, vilken kropp i enlighet med det uppfunna sättet innefattar metallpulvermaterial och har god värmeledningsförmåga.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en kropp för uppvärmningsändamål, vilken kropp har god värmeledande förmåga samt sådan formfasthet och styrka, att det är väl lämpad för användning i förseglingsbackar avsedda för elektrisk uppvärmning.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en kropp av ovannämnda typ, vilken kropp har elektriskt isolerande egenskaper.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en kropp av ovannämnda typ, vilken kropp upptar en elektriskt ledande del.

Ovannämnda och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att en kropp av den inledningsvis nämnda typen getts kännetecknen, att den innefattar pulverformigt, metalliskt material av järn med en kornstorlek mindre än 300 um samt ett mellan kornen beläget, keramiskt material.

Föredragna utföringsformer av kroppen enligt uppfinningen har vidare getts de av underkraven 15-21 framgäende kännetecknen.

Genom sättet och kroppen enligt uppfinningen ombesörjes en metod och en anordning, som på ett rationellt sätt gör det möjligt att framställa kroppar för användning t.ex. i värmeförseglingsbackar, vilka kroppar har god ledningsförmåga för värme men 10 15 20 25 30 35 516 574 4 dålig ledningsförmåga för ström. Härigenom undanröjes det problem med ackumulerande uppvärmning som hittills skapat svårigheter vid snabb, upprepad värmeförsegling i moderna förpackningsmaskiner. Framställningssättet gör det möjligt att i önskad grad utfylla porer i kroppen med ett keramiskt, värmeledande material.

Metoden gör det vidare möjligt att förse kroppen med en elektrisk ledare eller spole under önskad fas i tillverkningen. Efter framställningen erhåller kroppen den önskade formnoggrannheten och formstabiliteten och kan valfritt utsättas för vidare bearbetning eller montering av ytterligare, förtillverkade delar.

Föredragna utföringsformer av såväl sättet som den resulterande kroppen enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare under särskild hänvisning till bifogade ritning, som blott visar de för förståelse av uppfinningen oundgängliga detaljerna.

Fig. 1 A-E visar schematiskt och stegvis framställningssättet av en kropp i enlighet med uppfinningen.

Fig. 2 visar en i sig känd förseglingsback innefattande en kropp enligt uppfinningen.

Den föredragna utföringsform av en framställningsprocess enligt uppfinningen som visas i fig. 1A-1 E leder till framställningen av en formfast, väldefinierad kropp av ett elektriskt icke ledande och värmeledande material, vilken kropp kan utgöra en del av ett flertal föremål med anknytning till olika teknikområden, t.ex. olika typer av backar för uppvärmningsändamål. I föreliggande fall avses och beskrives särskilt framställningen av en kropp avsedd för elektrisk uppvärmning, vilken kropp t.ex. kan utgöra stomme i en med en elektrisk ledare försedd förseglingsback för värmeförsegling av termoplastiskt material. Förseglingsbackar av denna typ användes särskilt vid tillverkning av dryckesförpackningar av laminerat plast/pappersmaterial, vilket laminat innefattar utvändiga skikt av termoplastmaterial och därför kan förseglas till sig självt eller till andra, företrädesvis termoplastiska föremål såsom öppningsanordningar eller liknande.

Vid dessa användningsområden är det av särskild betydelse att den såsom en stomme i förseglingsbacken utnyttjade kroppen saknar elektriskt ledande egenskaper men trots detta är en god värmeledare. Eftersom kroppar för användning vid försegllngsbackar även måste vara tåliga mot tryck och stötar samt ha god formbeständighet har det visat sig särskilt lämpligt att framställa dylika kroppar med pulvermetallurgiteknik (s.k. sintermetaller). Denna teknik är emellertid i grunden välkänd och beskrives därför ej i detalj i detta sammanhang. Tekniken ger en formbeständig, hållfast kropp som alltefter det valda metallpulvrets karaktär (typ av metall, isolerade eller oisolerade korn samt kornstorlek m.m.) och densitet ger en kropp med goda, elektriskt ledande egenskaper eller i det närmaste totalt isolerande egenskaper. Samtliga kroppar tillverkade genom metallpulvermetallurgiteknik uppvisar emellertid mer eller mindre stora mellanrum eller porositeter mellan de enskilda metallpulverkornen. Även då man för att maximera kroppens värmeledningsförmága tillser att metallpulverkornen är tätt packade så att u o ~ o nu 10 15 20 25 30 35 516 574 s kroppen får hög densitet kommer porositeter att uppträda och försämra de värmeledande egenskaperna. Det är känt att utfylla mellanrummen eller porerna med hjälp av t.ex. plastmaterial såsom epoxiharts, men då kroppen skall användas vid förhållandevis höga temperaturer kommer det såsom fyllmaterial i kroppen använda plastmaterialet att utsättas för en temperaturpåverkan och eventuellt smälta, vilket givetvis är oacceptabelt. Metoden enligt uppfinningen beskriver en teknik som gör det möjligt att i önskad grad reglera och utfylla kroppens porositeter med hjälp av ett värmetåligt, formbeständigt och lätthanterligt fyllnadsmaterial som dessutom har viss värmeledande förmåga och är elektriskt isolerande, nämligen keramiskt material. En första utföringsform av den föredragna metoden beskrives i det följande.

Fig. 1A-1 D visar en formhalva 1 för tillverkning av en kropp 2 för en ifig. 2 visad förseglingsback 3. Förseglingsbacken innefattar förutom kroppen 2 även en elektrisk ledare eller spole 4, vilken är U-formig och företrädesvis sträcker sig med skänklarna i kroppens 2 längdriktning och vid sina båda ändar är åtkomlig för anslutning till en elektrisk strömkälla. Ledaren 4 är företrädesvis placerad i omedelbar anslutning till en arbetsyta 5 på förseglingsbacken 3. Arbetsytan är företrädesvis planslipad, och en del av arbetsytan utgöres av den i kroppen 2 inlagda ledaren 4. Eventuellt är arbetsytan 5 täckt med ett eller flera i fig. 2 icke synliga, isolerande skikt av lämpligt slag.

Den i tig. 1 visade formhalvan 1 innefattar en längsträckt form 6, vilken är anpassad till kroppens 2 konfiguration och storlek. En övre formhalva 7 tjänstgör såsom ett pressverktyg, vilket i enlighet med vad som indikeras av pilen 8 (fig. 1A) är vertikalt rörligt fram och åter mellan ett övre läge på avstånd ovanför formhalvan 1 och ett undre läge i vilket den övre formhalvan 7 delvis sträcker sig ned i den undre formhalvans 1 form 6. l figur 1A visas även hur en fyllkropp 9 är placerad vid bottnen av formen 6.

Fyllkroppen 9 kan eventuellt utgöras av ledaren 4, vilket kommer att beskrivas närmare i det följande. Även andra detaljer, t.ex. fästen, rör eller liknande som skall integreras i kroppen kan i förväg placeras och fixeras i formen 6.2 I figur 1B visas hur formen 1 delvis fyllts (via ett tillförselrör 17, fig. 1A) med ett pulverformigt material 10 (metallpulver) samt hur den övre formhalvan 7 såsom pilen 11 indikerar förflyttas nedåt för att komprimera det pulverformiga materialet 10 i formens 6 undre del. l fig. 1C illustreras schematiskt hur ett andra material, t.ex. en impregneringslösning 12, tillföres formen 6. Schematiskt indikerade kanaler 13 är förbindbara medelst en icke visad undertryckskälla av känd typ. l fig. 1D visas hur den iformhalvan 1 befintliga kroppen 2 värmes medelst en uppvärmningsanordning 16, vilken t.ex. kan innefatta elektriska motståndselement 15 eller andra, i sig kända uppvärmningsdon. Företrädesvis finns även en omgivande, isolerande värmesköld 14. . . > ~ .- 10 15 20 25 30 35 (516 574 6 l fig. 1E illustreras hur den pressade kroppen 2, efter att eventuellt åter (en eller flera gånger, vanligen upprepas flera cykler) ha tillförts det andra materialet (enligt fig. 1C), på mekanisk väg lyfts upp och utsättes för en kompletterande behandling eller sluthärdning med hjälp" av värmeelementen 15. Givetvis kan även andra, i sig kända typer av uppvärmningsanordningar förekomma, liksom diverse andra olika organ av mekanisk eller pneumatisk typ för hantering av presskroppen 2, hantering/dosering av de presskroppen 2 bildande komponenterna samt avkänning och reglering av de aktuella temperaturerna. Endast till de delar detta avviker från vad som är normalt inom metallpulverteknologin kommer mera detaljerad information att ges i det följande. l övrigt hänvisas till för fackmannen känd teknik inom området. _ Då en första, föredragen utföringsform av metoden enligt uppfinningen utnyttjas för att framställa kroppen 2 för förseglingsbacken 3 placeras först en förtillverkad ledare 4 såsom fyllkropp 9 på botten av formen 6. Eventuellt fixeras ledaren 4 på något lämpligt sätt i önskad position gentemot formhalven 1 för att inte påverkas eller rubbas vid efterföljande bearbetningssteg. l detta läge befinner sig den såsom presskolv tjänstgörande, övre formhalvan 7 i sitt övre läge, viket uppifrån ger fri åtkomst till formen 6, vilken därefter via röret 17 fylles med det pulverformiga, metalliska materialet 10.

Företrädesvis innefattar det pulverformiga materialet korn av järn (Fe), vilka har en kornstorlek mindre än 300 um. Närmare bestämt har kornen en medelstorlek av mellan 20-150 um och företrädevis användes metalliskt järnpulver med en medelkornstorlek 'av ca. 35 pm. Ju mindre kornstorlek desto högre packningsgrad, vilket är lämpligt då man av t.ex. värmeledningsskäl vill ha maximal mängd metall i kroppen. På motsvarande sätt ger större korn mera porositeter och därmed större möjlighet att maximera mängden tätningsmedel i den färdiga kroppen. Kornen kan uppvisa någon' form av ytisolerlng, t.ex. kan de vara belagda med ett tunt ytskikt av järnoxid. Detta oxidationsskikt innebär att varje korn är elektriskt isolerat från sin omgivning, varför den sedermera av metallpulvret bildade kroppen får elektriskt isolerande egenskaper. Även andra typer av korn eller partiklar kan användas i olika kombinationer, t.ex. partiklar av keramik eller diamant, för att ge den färdiga kroppen de önskade egenskaperna. Sedan det pulverformiga materialet 10 tillförts formen 6 till önskad nivå sker en komprimering av materialet, företrädesvis genom att den övre formhalvan 8 aktiveras och påbörjar en nedåtriktad rörelse, vilket indikeras medelst pilen 11 (fig. 1B). Företrädesvis är formhalvan 7, för att möjliggöra denna rörelse, förbunden med ett drivorgan av konventionell typ, t.ex. ett mekaniskt/elektriskt drivorgan. Formhalvan 7 förflyttas därefter nedåt till ett förutbestämt vändläge, i vilket önskad komprimering av det i formen 6 befintliga, pulverformiga materialet 10 uppnåtts. Såsom ett alternativ eller komplement till formhalvans 7 komprimerande funktion är det även möjligt att vibrera formhalvan 1 i sådan utsträckning att önskad packning eller komprimering av de i formhalven 6 befintliga metallpulverkornen erhålles. Givetvis kan även en kombination 10 15 20 25 30 35 51? 571? - : . ø u av dessa metoder utnyttjas, huvudsaken är blott att det pulverformiga materialet 10 på ett homogent sätt erhåller önskad komprimeringsgrad.

Som framgår av fig. 1C tillföres formen 6 därefter tätningsmedel i form av lmpregneringslösningen 12, vilken får penetrera in i det pulverformiga materialet 10.

Detta kan eventuellt underlättas genom att vakuumkanalerna 13 förbindes med en undertryckskälla så att ett visst undertryck uppkommer i de håligheter eller porositeter som efter pressningen fortfarande finns mellan de individuella, mot varandra anliggande metallkornen i formen 6. lmpregneringslösningen innefattar en vätska, företrädesvis j vatten, samt en kemisk substans av en typ som (på termokemisk väg) kan konverteras till en metalloxid, t.ex. aluminlumnitrat (AINOB), som vid uppvärmning till lämplig temperatur omvandlas till aluminiumoxid (AlzOa). Såsom bindfas kan även t.ex. någon typ av kromförening eller andra tidigare kända blandningar av metalloxider användas.

I efterföljande steg (fig. 1D) utsättes den sålunda bildade kroppen 2, medan den ännu befinner sig i formhalvan 1, för en torkning och/eller uppvärmning till en temperatur under kokpunkten för vatten, vilket t.ex. kan ske med varmluft eller med hjälp av elementen 15. Härvid kommer vattendelen av lmpregneringslösningen att förångas så att endast den del av lmpregneringslösningen återstår, som senare, vid en förhöjd temperatur, kommer att omvandlas till metalloxid i kroppens porer. Kroppen 2 kan därefter åter behandlas med lmpregneringslösningen 12, företrädesvis genom att den i fig. 1C illustrerade processen upprepas, d.v.s§ kanalerna 13 förbindes åter med undertryckskällan och ytterligare impregneringslösning 12 tillföres och får intränga i resterande, ännu icke fyllda porer. Därefter sker förnyad torkning och avdunstning för att avlägsna vattendelen av lmpregneringslösningen 12. Kroppen återuppvärmes efter varje behandling med lmpregneringslösningen och denna flerfaldiga, kroppen förtätande process kan pågå till dess att större delen av porerna fyllts med ämnet ifråga.

Proceduren kan därefter företrädesvis upprepas ett antal gånger (5-10 gånger) till dess att önskad infiltration och fyllningsgrad har säkerställts.

Avslutningsvis (fig. 1E) avlägsnas kroppen 2 ur den undre formhalvan 1 och utsättes för en ytterligare uppvärmning till en högre temperatur (ordet "sintring" användes endast för att definiera denna ytterligare uppvärmningsprocess), vilken säkerställer att kroppen härdas och får önskad hårdhet och formstabilltet. Företrädesvis uppvärmes kroppen härvid till en temperatur av mellan 200-600°C. Härigenom förbindes de i kroppen ingående, hårt sammanpressade pulvermetallkornen permanent med varandra samtidigt som eventuell återstående vätska från lmpregneringslösningen förångas. Typiskt sker uppvärmning till en temperatur högre än ca. 300°C, vilken temperatur bibehålles under ungefär 15 minuter. Detta värde är typiskt för tillverkning av kroppar för en förseglingsback, men naturligtvis är den nödvändiga uppvärmningstiden beroende av kroppens storlek och form. Det är väsentligt att uppvärmningstiden är tillräckligt lång för att säkerställa en jämn uppvärmning genom hela kroppen. u u | v v: 10 15 20 25 30 35 .S16 574 s | . - v n Förängningen av lösningens vätskedel och uppvärmningen i avsikt att härda det pulverformiga materialet kan eventuellt ske i en följd således att torkning av lösningen och härdning av kroppen sker successivt genom en temperaturstegring till önskad temperatur, företrädesvis högre än ca. 300°. Detta är lämpligt då önskad fyllningsgrad av keramiskt material i kroppen är förhållandevis låg och någon upprepning av framställningsstegen 1 C och 1 D därför ej behövs. Det bör observeras att någon "sintring" i ordets konventionella betydelse inte sker, d.v.s. metallpulvret värmes inte i sådan utsträckning att pulverpartiklarna förbindes med varandra enbart genom diffusion. Bindningen mellan partiklarna uppnås istället genom den keramiska bindning som skapas genom uppvärmningen av impregneringslösningen.

Den beskrivna framställningsmetoden kan också utnyttjas för att tillverka kroppar som innefattar förtillverkade urtag för inpassning av separattillverkade detaljer av olika typer, t.ex. elektriska ledare, fastsättningsdon eller andra anslutningar. Härvid kan enligt en andra utföringsform av uppfinningen ett antal fyllkroppar 9 av lämplig form placeras i formen 6 före tillförseln av det pulverformiga materialet 10. Fyllkropparna 9 måste härvid liksom formen 6 vara försedda med någon släppning, d.v.s. de i figurerna huvudsakligen vertikalt sig sträckande yta måste ha en lutning (typiskt 1-3°) som gör det möjligt att avlägsna den formade kroppen 2 ur formen samt avlägsna fyllkropparna 9 ur den formade kroppen 2. De genom fyllkropparna åstadkomma urtagningarna i kroppen utnyttjas därefter för att inplacera och förbinda de i förväg tillverkade detaljerna med kroppen. Detta kan ske före eller efter värmebehandlingen av kroppen, och eventuellt kan också någon ytterligare bearbetningsoperation av kroppen och/eller de inplacerade detaljerna äga rum, t.ex. genom att kroppens arbetsyta och i denna belägna detaljer planslipas genom ett konventionellt slipningsförfarande. Denna metod användes ofta vid framställning av förseglingsbackar, eftersom dessa vanligen skall ha en planslipad arbetsyta med en inlagd ledare av t.ex. koppar. Arbetsytan kan dessutom efter slipningsoperationen förses med ett elektriskt isolerande skikt, t.ex. av keramisk beläggning eller någon oxid. ' Såsom en ytterligare alternativ framställningsmetod kan nämnas den metod som beskives i europeiska patentet EP 687215, i vilken en förseglingsback framställes av två pulverformiga material, nämligen ett material med elektriskt ytisolerade korn för framställning av förseglingsbackens kropp samt ett andra, pulverformigt metallmaterial med oisolerade, elektriskt ledande korn av t.ex. koppar. Det elektriskt ledande materialet får härvid bilda en i kroppen delvis inbäddad sträng, som formar en i anslutning till kroppens arbetsyta sig sträckande ledare, vilken vid båda ändar är elektriskt åtkomlig för anslutning till en strömkälla. Härvid framställes först kroppen på det ovan beskrivna sättet genom att metallpulver tillföres en med fyllkropp försedd form och komprimeras, varefter impregneringslösning tillsättes och kroppen uppvärmes för torkning och härdning. Efter eventuellt upprepade behandlingar med tätningsmedlet n ø o o nu 10 15 20 25 30 35 "S16 574 9 fylles det av fyllkroppen bildade urtaget med pulverformigt material innefattande t.ex. oisolerade kopparkorn, vilket pressas samt vårmehärdas eller sintras på i sig känt sätt.

Denna teknik ger stora friheter då det gäller att utforma ledare med t.ex. oregelbunden form eller varierande tvärsnitt.

Såsom tidigare nämnts är det vid framställning av kroppar som skall bilda stomme i en värmeförseglingsback ofta önskvärt att maximera andelen järn i stommaterialet. Detta kan företrädesvis åstadkommas genom att ett pulverformigt material med minsta möjliga kornstorlek väljes, varefter den teoretiskt maximala mängden korn för den aktuella formen beräknas. Därefter blandas det pulverformiga materialet med ett överskott av vatten eller impregneringslösning samt hälles i en form med förhöjda kanter. Partiklarna kommer nu successivt att sedimentera vid formens undre del, vilket förlopp kan accelereras genom att formen utsättes för vibrationer. Överskottsvätska avlägsnas därefter och efter eventuell kompletterande pressning och impregnering av den bildade kroppen kan resterande överskottsvätska värmas bort och kroppen härdas genom upphettning till tidigare nämnda temperaturer. Metoden hari praktiken visat sig lämplig för framställning av förseglingsbackar med inlagda, förtillverkade ledare av kopparmaterial. lmpregnerlngslösningen kan, i beroende av användningen av den aktuella kropp som behandlas, ha en sammansättning som är särskilt vald för att ge kroppen det önskade utförandet eller egenskaperna och innefattar t.ex. ämnen eller partiklar (lera) _ för att bilda en uppslamning (slurry) som ger den behandlade kroppen strävhet eller, i motsats därtill, lågfriktionsegenskaper. lmpregneringssteget kan också företagas efter det att kroppen avlägsnats ur formen, och även komprimeringssteget eller stegen kan utföras utanför formverktyget och i en separat process, t.ex. genom HIP eller CIP behandling (Hot lsostatic Pressing respektive Cold lsostatic Pressing). i Genom den uppfunna metoden blir det möjligt att framställa kroppar med kraftigt förbättrad mekanisk hållfasthet och ökad nötningstålighet, vilka egenskaper båda är synnerligen fördelaktiga då kropparna skall användas såsom stomme i förseglingsbackar för elektrisk uppvärmning. Då kroppen tillverkas med ett urtag, i vilket senare en förtillverkad ledare placeras, kan framställningsmetoden även utnyttjas för att åstadkomma en elektrisk avisolering av ledaren med hjälp av den keramiska belåggningen. Förseglingsbackar av den typ som framställes med hjälp av en kropp tillverkad i enlighet med föreliggande uppfinning innehåller ingen plast eller annat material som smälter vid förhållandevis låga temperaturer och kan därför användas upp till mycket höga temperaturer, typiskt ca. 800°C. Metoden gör det slutligen också möjligt att på ett enkelt sätt variera andelen metall i den formade kroppen, vilket kan användas för att reglera permeabiliteten hos materialet utan att någon nämnvärd påverkan av kroppens värmeledande egenskaper sker, eftersom även det keramiska fyllmaterialet har en relativt god värmeledande förmåga.

Claims (21)

10 15 20 25 30 r516 §074 PATENTKRAV

1. Sätt att framställa en kropp (2) för en värmeförseglingsback genom komprimering och tätning av pulverformigt, metalliskt material (10), kännetecknat därav, att det pulverformiga materialet (10) tillföres en form (6) och komprimeras, att även en impregneringslösning (12) tillsättes, vilken kan omvandlas till en metalloxid samt att kroppen (2) därefter uppvärmes till en för torkning av impregneringslösningen ( 12) och bindning av oxiden till det pulverformiga, metalliska materialet erforderlig temperatur.

2. Sätt enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att det pulverformiga materialet (10) efter att ha tillförts formen (6) komprimeras genom vibrering.

3. Sätt enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att det pulverformiga materialet (10) efter att ha tillförts formen (6) komprimeras genom mekanisk pressning.

4. Sätt enligt ett eller flera av patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att inträngning av impregneringslösningen (12) i kroppen (2) underlättas genom att kroppen utsättes för ett partiellt vakuum.

5. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att kroppen (2) efter tillförseln av impregneringslösningen (12) under en första tidsrymd uppvärmes till en första temperatur för torkning av lösningen samt därefter till en andra, högre temperatur för härdning av kroppen genom omvandling av impregneringslösningen.

6. Sätt enligt ett eller flera av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att såväl torkning av impregneringslösningen som härdning av kroppen (2) sker i en följd genom att kroppen utsättes för en uppvärmning till mellan 200-600°C.

7. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att en förtillverkad detalj placeras l formen före tillförseln av det pulverformiga materialet (10).

8. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att kroppen (2) efter framställningen genom mekanisk förankring förbindes med en förtillverkad detalj. 10 15 20 25 30 516 574 11

9. Sätt enligt ett eller flera av patentkraven 1-6, kännetecknat därav, att ett eller flera av tillverkningsstegen upprepas.

10. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att den tillverkade kroppen (2) och/eller den förtillverkade detaljen utsättes för en efterföljande, mekanisk slutbearbetning.

11. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att lösningen (12) innefattar en vätska som är termiskt omvandlingsbar till ett keramiskt material.

12. Sätt enligt patentkravet 11, kännetecknad därav, att impregneringslösningen (12) innefattar keramiska partiklar med en kornstorlek av maximalt 10 pm.

13. Sätt enligt ett eller flera av patentkraven 11 och 12, kännetecknad därav, att en metalloxid användes såsom bindfas.

14. Kropp för en värmeförseglingsback innefattande sintrat metallpulvermaterial och framställd i enlighet med sättet enligt ett eller flera av patentkraven 1-10, kännetecknad därav, att den innefattar pulverformigt, metalliskt material av järn (Fe) med en kornstorlek mindre än 300 pm samt ett mellan kornen beläget, keramiskt material.

15. Kropp enligt patentkravet 14, kännetecknad därav, att kornen har en medelstorlek av mellan 20-150 pm.

16. Kropp enligt patentkravet 15, kännetecknad därav, att det metalliska pulvret har en medelkornstorlek av 35 pm.

17. Kropp enligt ett eller flera av patentkraven 14-16, kännetecknad därav, att kornen är belagda med ett tunt oxidationsskikt.

18. Kropp enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att den innefattar en elektrisk ledare (4). o n ~ ~ . ~ . » . a .- :S16 574 12

19. Kropp enligt patentkravet 18, kännetecknad därav, att den innefattar en arbetsyta (5), utmed vilken ledaren (4) sträcker sig.

20. Kropp enligt patentkravet 19, kännetecknad därav, att ledaren (4) eller arbetsytan (5) är täckt av ett yttre, isolerande skikt (av keramiskt material).

21. Kropp enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att ledaren (4) innefattar pressat, oisolerat metallpulver.