TR201816566T4 - Aşınmaya dirençli bir maddenin oluşturulması usulü. - Google Patents

Abstract

Aşınmaya dirençli kompozit bir maddenin oluşturulması için bir sistem ve usul, gözenekli, aşınmaya dirençli bir dolgu maddesinin bir kalıp boşluğuna yerleştirilmesini ve bir matris maddesinin eritilmesi için yeterli bir sıcaklığa ısıtmak suretiyle, dolgu maddesine bir matris maddesinin süzülmesini, daha sonra aşınmaya dirençli kompozit bir maddenin oluşturulması için düzeneğin soğutulmasını içerir. Sistem ve usul, örneğin kazı ekipmanının bir parçası veya diğer bir mekanik parça gibi bir alt-tabakanın yüzeyinde aşınmaya dirençli kompozit bir maddenin oluşturulması için kullanılabilir. Uygun bir matris maddesi, çeşitli sünek demir alaşımlarından herhangi biri olabilir.

Description

TEKNIK ALAN Bu bulus, genel olarak asinmaya dirençli bir maddenin olusturulmasi için bir usule ve daha özel olarak, asininaya dirençli maddenin olusturulmasi ve maddenin, kaynaklama veya sert lehimleme ile bir alt-tabakaya baglanmasi için süzülme tekniklerini kullanan bir usule iliskindir.

BULUSLA ILGILI BILINEN HUSUSLAR Degisik tiplerde kazi ekipmani, parçalarin asinmasina veya kirilmasina yol açabilen tekrarlanan darbelere ve gerilimlere maruz kalan uçlara, kenarlara, yüzeylere ve diger parçalara sahiptir. Buna göre, bu tür uygulamalar için iyi dayanimla baglantili olarak yüksek sertlige ve asinma direncine sahip maddeler arzulanmaktadir. Yüksek sertlige ve asinma direncine sahip maddeler, benzer zorluklarla karsilasilan uygulamalar dahil diger uygulamalarda da faydali olabilir.

Asinmaya dirençli parçalarin üretilmesi için yaygin bir teknik, asinmaya dirençli maddenin, döküm metal parçaya birlestirilmesi ve asinmaya dirençli bir kompozitin olusturulmasi için, erimis bir metalin (örn., döküm demir), kaliba yerlestirilmis sert, asinmaya dirençli bir madde çevresine dökülmesiyle parçanin dökümüdür. Bu usulün Önemli bir sakincasi, bu usulle üzerine asinmaya direnç-li maddenin birlestirildigi alt- tabakanin, döküm için uygun maddelerle sinirli olmasidir. Ayrica, asinmaya dirençli madde, genellikle % 5-5071ik hacim fraksiyonu araliklariyla sinirlandirilir ve 50 umIden büyük taneciklerle sinirlandirilir ve parçalar, genellikle 6.25 mmsden (0.250 inç) küçük kalinliklarla sinirlandirilir. Ayrica, bu usul, karbür taneciklerinin önemli ölçüde çözünmesine yol açacak ve dolayisiyla elde edilen kompozitin özelliklerini bozacak sekilde eritilmis alasimin, yaklasik 200°C ila yaklasik 400°C'ye asiri isitilmasini gerektirir.

Ayrica, bu tür bir döküm havada yapildigindan, hem sert taneciklerin hem de matris metalinin oksidasyonu olasiligi söz konusudur ve oksitler, kompozitte tutulabilir ve asinma ve mekanik performansi bozabilir.

US 6,073,518 sayili doküman, koruyucu, asinmaya dirençli bir yüzeye sahip bir kuyu içi matkap ucunu anlatir. Bir alt-tabaka, alt tabaka ve kalip arasinda bir bosluk olusturan bir kalipta konumlandirilir. Alt tabaka, gözenekli bir gövdenin olusturulmasi için sinterleninis çelik tozu veya taneciklerinden olusturulur. Sert tanecikler, alt-tabakaya bitisik bosluga yerlestirilir ve süzülen bir madde, sert taneciklerin yukarisina yerlestirilir. Kalip, erimis süzülen madde, katilastiginda ucu ve asinmaya dirençli yüzeyi olusturmak için sert taneciklerin içine ve gözenekli alt-tabakanin içine akacak sekilde isitilir. US 2,833,638 sayili doküman, bir kuyu içi matkap ucu gövdesine kaynaklanacak olan parçalarin yüzeyinin sertlestirilmesi için bir teknigi gösterir. Parçalanmis karbür gövdeler, temizlenir ve tesirsiz bir refrakter kaliba yerlestirilir. Bir bakir alasimini içeren bir baglayici madde ilave edilir ve kalip isitilir; bu sekilde bakir alasimi eriyerek, parçalanmis karbür gövdeleri baglar.

Asinmaya dirençli parçalarin üretilmesi için yaygin bir teknik, nikel esasli alasimlarin, bakir esasli alasimlarin ve/veya döküm demirin, hem saf tungsten karbür hem de semente karbür taneciklerinin gözenekli bir kütlesinin içine süzülmesidir. Bununla birlikte, nikel ve bakir esasli alasimlar, pahalidir ve döküm demir, bütün uygulamalar için tatmin edici olan bir dayanima sahip degildir. Sünek demir, dökülebilen ve iyi kirilma dayanimina sahip olan çok daha ekonomik bir maddeyi temsil eder. Bununla birlikte, bu teknikler için kullanilan sartlar, sünek demirin süzülmesi için uygun degildir. Ayrica, bu tekniklerde içerilen süzülme sicakliklari, sert taneciklerin büyük ölçüde bozulmasi gerçeklesecek denli yüksektir. Bu teknikleri kullanarak döküm demirin, küresel dökülmüs karbürlerin içine süzülmesi durumunda, orijinal karbür tanecikleri tamamen parçalanabilir. Erimis baglayici metaller ve sert karbür tanecikleri arasindaki metalurjik etkilesimin bir neticesi olarak, bu tür teknikler için tanecik boyutu, tipik olarak 1.14 mm'nin (0.045 inç) yukarisinda tutulmalidir; bu sekilde reaksiyon sonrasi bile, asinma direncinin saglanmasi için kalan nispeten önemli bir sert tanecik fraksiyonu bulunur.

Buna göre, bazi mevcut ürünler ve usuller, birkaç avantajli özellik saglarken, yine de bazi sinirliliklara sahiptir. Bu bulus, önceki teknigin bu sinirliliklarinin ve diger dezavantajlarinin bazilarini asmaya ve bugüne degin temin edilememis yeni özelliklerin saglanmasina çalismaktadir.

KISA ÖZET Asagida, bulusun temel olarak anlasilmasinin saglanmasi için bulusun yönlerinin genel bir özeti sunulmustur. Bu özet, bulusun kapsamli bir incelemesi degildir. Bulusun ana veya kritik unsurlarini tanimlamasi veya bulusun kapsamini tasvir etmesi amaçlanmamistir. Bu bulus, en genis yönüyle, asagida istem l,de ifade edilen bir usulü saglar. Istege bagli özellikler, bagli istemlerde bunu izlemektedir. Asagidaki özet, sadece asagida yer alan daha detayli açiklamaya bir baslangiç olarak bulusun bazi kavramlarini genel bir formda Bu bulusun yönleri, bir alt-tabaka üzerinde asinmaya dirençli bir kompozit kaplamanin olusturulmasinda kullanilmak üzere bir usule iliskindir. Bir kalip, yüzey, kalibin bir bosluguyla iletisimde olacak sekilde alt-tabakanin bir yüzeyine yakin konumlandirilir ve gözenekli asinmaya dirençli bir madde, yüzeye yakin olarak bosluk içine yerlestirilir. Bir metalik matris maddesi, daha sonra boslukla iletisim halinde yerlestirilir ve kalip ve matris maddesi, matris maddesinin erime noktasinin yukarisindaki bir sicakliga isitilir. Sicaklik, matris maddesinin, erimis formda asinmaya dirençli maddeye süzülmesi ve alt-tabakanin yüzeyi ile temas etmesi için yeterli bir süre boyunca erime noktasinin yukarisinda tutulur.

Daha sonra, kalip ve matris maddesi, matris maddesinin katilastirilmasi ve alt-tabakanin yüzeyi üzerinde matris maddesi içine gömülü asinmaya dirençli maddeyi içeren asinmaya dirençli kompozit bir kaplamanin olusturulmasi için sogutulur. Matris maddesi, Sünek demirdir ve Sünek demir, agirlik yüzdesi olarak, yaklasik % 3.0-4.0 karbon, yaklasik olustugu bir bilesime sahip olabilir. Sünek demire, nikel (ag. % 37lye degin), krom (ag. de dahil edilebilecegi anlasilmalidir.

Bir yönüyle, asinmaya dirençli madde, karbürler, nitrürler, borürler, silisürler, geçis metallerinin metallerarasi bilesikleri ve bunlarin kombinasyonlarindan olusan gruptan seçilen bir veya daha fazla maddeyi içerebilir. Kullanilabilen karbürlerin örnekleri, WC, TIC, SiC, Cr3C2, VC, ZrC, NbC, TaC, (W,Ti)C, B4C, ve M02C ve bunlarin kombinasyonlarini içerir. Kullanilabilen nitrürlerin örnekleri, TiN, BN, Si3N4, ZrN, VN, TaN, NbN, HfN, CrN, MoN, ve WN ve bunlarin kombinasyonlarini içerir. Kullanilabilen borürlerin örnekleri, titanyum borür, krom borür, tungsten borür, nikel borür, zirkonyum borür, hafniyum borür, tantal borür, niyobyuin borür, vanadyum borür, molibden borür, silisyum borür, alüminyum borür ve geçis metallerinin diger borürlerini ve bunlarin kombinasyonlarini içerir. Kullanilabilen silisürlerin örnekleri, geçis metallerinin silisürlerini içerir. Asinmaya dirençli madde, ayrica islatmayla uyumlu bir kaplamaya da sahip olabilir.

Diger bir yöne uygun olarak, kompozit kaplama, alt-tabakanin çok sayida yüzeyi üzerinde olusturulabilir veya alt-tabaka yüzeyinin sadece bir kismi üzerinde olusturulabilir.

Diger bir yöne uygun olarak, gözenekli asinmaya dirençli madde, gevsek parçacikli madde formunda veya gözenekli ön-formun olusturulmasi için birarada baglanan parçacikli bir maddeden olusturulan gözenekli bir ön-foim formunda olabilir. Ön-formdaki parçacikli madde, birkaç farkli yolla, örnegin sinterlemeyle veya bir polimer maddesiyle birarada baglanabilir. Baglama için bir polimer maddesi kullanildiginda, madde, sert lehiinleine sicakligi, isitina sirasinda polimer maddesinin, parçacikli maddeden çikarilmasi için yeterli olacak sekilde seçilebilir.

Bir baska açiya uygun olarak, kalip, boslugun tanimlanmasi için alt-tabakaya baglanan bir levha metal kovan olabilir veya bunu içerebilir. Kovan, kovanin disina açilan bir açikliga sahip olabilir ve gözenekli asinmaya dirençli madde, açiklik içinden sokularak bosluk içine yerlestirilebilir. Bu tür bir kovan, alt-tabakanin kalinligindan anlamli ölçüde daha düsük bir çeper kalinligina sahip olabilir ve alt-tabakanin dis yüzeyine kaynaklanir.

Diger bir yöne uygun olarak, isitma, bir firin haznesinde gerçeklestirilir ve hazne, sicakligin, matris maddesinin erime noktasina erismesinden önce tahliye edilebilir (örn., basinç). Tesirsiz bir gaz, matris maddesinin erimesinden sonra hazneye sokulabilir.

Alternatif olarak, eritme, tesirsiz bir gaz mevcudiyetinde, örnegin matris maddesinin eritilmesinden önce hazneye argon gazinin sokulmasiyla gerçeklestirilebilir. Bu düzenlemede, kalip, süzülme sirasinda artik gazin, geçirgen kisimdan çikisina imkan vermek için gözenekli, asinmaya dirençli madde ile temas halinde geçirgen bir kisma sahiptir.

Ilave bir yöne uygun olarak, inatris maddesi, asinmaya dirençli maddeye göre en azindan kismen yanal veya yatay olarak konumlandirilabilir ve usul ayrica, bir yer degistirme ortaminin (örn., seramik boncuklar gibi akici bir ortam), matris maddesine bitisik ve asinmaya dirençli maddeye zit olarak yerlestirilmesini içerebilir. Yer degistirme ortami, erimis matris maddesini destekler ve erimis matris maddesi, asinmaya dirençli maddeye süzülürken, erimis matris maddesinin yerini degistirir. Erimis matris maddesinin, yer degistirme ortaminin içine geçisine direnmek için yer degistirme ortami ve matris maddesinin arasina bir bariyer yerlestirilebilir. Bir yanal süzülme örnegi, alt tabaka, boru seklinde bir yapiya sahip oldugunda ortaya çikan örnektir; bu sekilde erimis matris maddesi, boru seklindeki yapinin iç yüzeyi üzerinde kompozit kaplamanin olusturulmasi için yanal olarak disari dogru süzülür. Bu konfigürasyonda, yer degistirme ortami, boru seklindeki yapinin merkezinde yerlestirilir ve erimis matris maddesi, asinmaya dirençli maddeye süzüldügünde disari dogru yer degistirir.

Bulusun ilave yönleri, bir alt-tabaka yüzeyi üzerinde asinmaya dirençli bir kompozit kaplamanin olusturulmasinda kullanilmak üzere bir sisteme iliskindir. Sistem, alt-tabaka yüzeyine yakin konumlandirilan bir kalibi içerebilir; bu sekilde yüzey, kalip bosluguyla iletisim halinde, gözenekli asininaya dirençli madde, bosluk içinde yüzeye yakin ve metalik matris maddesi, bosluk ile iletisim halinde olacaktir. Sistem, yukarida anlatilan yönlere uygun bir usulle, örnegin kalibin ve matris maddesinin, matris maddesinin erime noktasinin yukarisinda bir sicakliga degin isitilmasi ve matris maddesinin, erimis formda asinmaya dirençli maddeye süzülmesi ve alt-tabaka yüzeyi ile temas etmesi için yeterli bir süre boyunca sicakligin sürdürülmesi ve daha sonra matris maddesinin katilasmasi ve alt- tabakanin yüzeyi üzerinde asininaya dirençli bir kompozit kaplamanin olusturulmasi için kalip ve matris maddesinin sogutulmasi ile baglantili olarak kullanilabilir. Yukarida anlatildigi gibi, matris maddesi, sünek demirdir.

Bir yöne uygun olarak, asinmaya dirençli madde, yukarida anlatilan maddeler dahil olmak üzere karbürler, nitrürler, borürler, silisürler, geçis metallerinin metallerarasi bilesikleri ve bunlarin kombinasyonlarindan olusan gruptan seçilen bir veya daha fazla maddeyi içerebilir.

Diger bir yöne uygun olarak, gözenekli, asinmaya dirençli madde, yukarida anlatildigi gibi gevsek bir parçacikli madde formunda veya gözenekli ön-formun olusturulmasi için birarada baglanan parçacikli maddeden olusan bir gözenekli ön-form formunda olabilir.

Bulusun diger yönleri, yukarida anlatilan yönlere uygun bir sistemle ve/veya bir usulle veya diger sistemlerle ve/veya usullerle imal edilebilen bir imalat ürününe iliskindir. Ürün, yüzeye baglanmis asinmaya dirençli, kompozit bir kaplamasi olan bir yüzeye sahip bir metalik alt-tabakayi içerir. Asinmaya dirençli kompozit kaplama, asinmaya dirençli bir parçacikli maddenin yani sira, asinmaya dirençli parçacikli madde ile birlikte baglanan bir metalik matris maddesini içerir. Kaplama, sürekli bir kaplama olabilir. Matris maddesi, ayrica asinmaya dirençli kompozit kaplamanin, alt-tabakaya baglanmasi için alt-tabakanin yüzeyine baglanir. Metalik matris maddesi, yukarida anlatildigi gibi bir bilesime sahip mmiden büyük (0.040 inç) olan kalinliklara sahip kaplamalarin yapilmasi için kullanilabilir. Usul, 152 mmiye (6 inç) degin veya daha fazla veya bazi düzenlemelerde 190 mm”ye (7.5 inç) degin veya daha fazla süzülme mesafelerini basarabilir ve bu nedenle, alt tabakanin kendisinden daha büyük bir kalinliga, örnegin 152 mm'ye (6 inç) degin veya daha fazla, 190 mm”ye (7.5 inç) degin veya daha fazla veya hatta çesitli düzenlemelerde daha da büyük kalinliklara sahip kaplamalarin yapilmasi için kullanilabilir.

Bir yöne uygun olarak, asinmaya dirençli madde, yukarida anlatilan örnekler dahil karbürler, nitrürler, borürler, silisürler, geçis metallerinin metallerarasi bilesikleri ve bunlarin kombinasyonlarindan olusan gruptan seçilen bir veya daha fazla maddeyi içerebilir.

Diger bir yöne uygun olarak, alt-tabaka, yüzeye baglanan ve yüzeyden disari uzanan çok sayida çikintiya sahiptir. Çikintilar, asinmaya dirençli koinpozit kaplama içine gömülüdür.

Bir örnek olarak, çikintilar, alt-tabakanin dis yüzeyi üzerinde simetrik olarak dagitilmis çok sayida nervür veya plaka elemani olabilir.

Diger bir yöne uygun olarak, ürün, kazi, madencilik veya diger bir hafriyat ekipmaninin bir asinma elemani olabilir ve alt-tabaka, kompozit kaplama, çalisma kisminin üzerinde uzanacak sekilde asinma elemaninin bir çalisma kismiyla olusturulabilir.

Bulusun diger özellikleri ve avantajlari, ekli çizimlerle baglantili olarak alinan asagidaki açiklamadan açikça görülecektir.

SEKILLERE YÖNELIK ÖZET AÇIKLAMA Bu bulusun daha tam olarak anlasilmasina imkan vermek için, bulus, simdi ekli çizimlere referansla örnek yoluyla anlatilacaktir; çizimlerde: SEK.1, bu bulusun bir düzenlemesine uygun olarak, asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için yukaridan bir dikey süzülme örnegini gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 2, bu bulusun bir düzenlemesine uygun olarak, asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için asagidan bir dikey süzülme örnegini gösteren sematik bir çiziindir; SEK. 3, bu bulusun bir düzenlemesine uygun olarak, asininaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için bir yatay süzülme örnegini gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 4, bu bulusun yönlerine uygun olarak, dikey süzülme kullanarak bir alt-tabaka üzerinde asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulinasi için bir sistem ve usul düzenlemesini, süzülme öncesi gösteren bir sematik çizimdir; SEK. 5, bu bulusun yönlerine uygun olarak, SEK. 47te gösterilen usulü kullanarak üzerinde olusturulmus asinmaya dirençli kompozit maddeye sahip alt-tabakayi, süzülme sonrasi gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 6, bu bulusun yönlerine uygun olarak, disari dogru süzülmeyi kullanarak bir alt-tabaka üzerinde asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için bir sistemin ve usulün diger bir düzenlemesini, süzülme öncesi gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 7, SEK. 6'da gösterilen sistemin bir enine kesitini gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 8, bu bulusun yönlerine uygun olarak, dikey ve yatay süzülmeyi kullanarak bir alt-tabaka üzerinde asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için bir sistemin ve usulün diger bir düzenlemesini süzülme öncesi gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 9, bulusun yönlerine uygun olarak, dikey ve yatay süzülme kullanarak bir alt- tabaka üzerinde asinmaya dirençli kompozit bir maddenin olusturulmasi için bir sistemin ve usulün diger bir düzenlemesini süzülme öncesi gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 10, bu bulusa uygun bir usulü kullanarak üretilen bir sünek demir matrisinde küresel dökülmüs tungsten karbür taneciklerinin bir örnegini gösteren bir fotomikrograftir; SEK. 11, bu bulusa uygun bir usulü kullanarak süzüline islemi sonrasi kalan bir küresel dökülmüs tungsten karbür / sünek demir kompozit ve fazla sünek demir arasindaki bir arayüzü gösteren bir fotomikrograftir; SEK. 12, bu bulusun yönlerine uygun olarak, bir süzülme usulünü kullanarak üzerinde olusturulmus asinmaya dirençli kompozit maddeye sahip bir alt-tabakanin diger bir düzenlemesini gösteren bir sematik çizimdir; SEK. 13, bu bulusun diger bir düzenlemesine uygun olarak, vakum sartlari altinda bir firinda gözenekli asinmaya dirençli bir maddeye, bir sert lehim maddesinin süzülmesi için bir sistem ve usulün örnegini gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 14, bu bulusun bir düzenlemesine uygun olarak, sert lehim maddesinin eritilmesinden önce, vakum sartlari altinda bir firinda gözenekli asinmaya dirençli maddeye bir sert lehim maddesinin süzülmesi için bir sistem ve usul örnegini SEK. 15, sert lehim maddesinin eritilmesinden sonra firin içine sokulan kismi Ar basinci ile, SEK. 14°ün sisteminin ve usulünün sematik bir çizimidir; SEK. 16, bu bulusun diger bir düzenlemesine uygun olarak, kismi Ar basinci altinda bir firinda gözenekli asinmaya dirençli bir maddeye bir sert lehim maddesinin süzülmesi için bir sistem ve usul örnegini gösteren sematik bir çizimdir; SEK. 17, bu bulusun yönlerine uygun kullanim için konfigüre edilmis bir alt- tabakanin, bir kazi veya madencilik ekipmani için bir uç formundaki diger bir düzenlemesinin perspektif bir görünüsüdür; SEK. 18, dis yüzeyi üzerinde olusturulmus asinmaya dirençli bir kompozit maddeye sahip SEK. 17,nin alt-tabakasinin enine kesitsel bir görünüsüdür; SEK. 19, bu bulusun yönlerine uygun asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için bir kalip olarak kullanilmak üzere konfigüre edilmis bir kovanin bir düzenlemesinin perspektif bir görünüsüdür; ve SEK. 20, bu bulusun yönlerine uygun asinmaya dirençli kompozit bir maddenin olusturulinasinda kullanilmak üzere konfigüre edilen, kazi veya madencilik ekipmani için bir uç formunda bir alt-tabaka düzenlemesine baglanan SEK. 19°un kovaninin enine kesitsel bir görünüsüdür.

DETAYLI AÇIKLAMA Bu bulus, birçok farkli formda düzenlemeye elverisli olmasina ragmen, bu açiklamanin, bulusun ilkelerinin bir örnegi olarak degerlendirilecegi ve bulusun genis yönlerini, gösterilen ve anlatilan düzenlemelerle sinirlandirmayi amaçlamadigi anlayisiyla, bulusun tercih edilen düzenlemeleri çizimlerde gösterilmistir ve burada detayli olarak anlatilacaktir.

Genel olarak, bulusun yönleri, asinmaya dirençli kompozit bir maddenin olusturulmasi için, gözenekli asinmaya dirençli bir dolgu maddesinin, bir kalip bosluguna yerlestirilmesini ve matris maddesinin eritilmesi için yeterli bir sicakliga isitarak dolgu maddesinin bir matris maddesine süzülmesini, daha sonra asinmaya dirençli kompozit bir maddenin olusturulmasi için düzenegin sogutulmasini içeren sistemlere ve usullere iliskindir. Elde edilen kompozit madde, dolgu maddesiyle birbirine karisan ve dolgu maddesine baglanan matris maddesini içerir; burada matris maddesi, kompoziti alt- tabakaya baglar ve ayrica dolgu maddesiyle birlikte baglanabilir. Sistem ve usul, madencilik, kazi veya diger hafriyat ekipmaninin bir parçasi veya diger bir mekanik parça gibi bir alt-tabakanin yüzeyinde asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için kullanilabilir. Burada anlatilan bir alt-tabakanin “yüzeyi”nin, çok sayida farkli yüzeyi içerebildigi ve baska türlü belirtilmedikçe bu tür yüzey(ler)in herhangi bir özel konturunu ima etmedigi anlasilmalidir. Alt-tabaka, süzülme islemi için uygun bir erime noktasina, örnegin matris maddesinden daha yüksek bir erime noktasina sahip herhangi bir madde olabilir. Bu tür alt-tabakalarin örnekleri, döküm, dövme ve toz metalurjisiyle üretilen metalik maddelerin yani sira seramikleri ve seramik esasli maddeleri, örnegin metalize seramikleri içerir. Bir düzenlemede, alt-tabaka, karbon çeligi, alasim çelik, paslanmaz çelik veya takim çeligi olabilir. Sistem ve usul, alternatif olarak tek parça asinmaya dirençli kompozit maddenin olusturulmasi için kullanilabilir.

Usul, matris maddesi olarak sünek demir kullanir ve mükemmel asinma direncine ve dayanima sahip yogun, sert ve dayanikli bir kompozit üretir. Ayrica, sünek demir, asiri isitma olmadan erimeyi olanakli kilmak için yeterince düsük olan bir erime noktasina sahiptir. Burada referans olarak zikredilen, ASTM standarti A536-84 (Yeniden onaylanmis, 2004) ile tanimlanan kapsam içinde yer alan herhangi bir sünek demir dahil olmak üzere bütün sünek demir tipleri/cinsleri, bulusa uygun olarak kullanilabilir. Bir düzenlemede, bir sünek demir matrisi maddesi, agirlik yüzdesi olarak yaklasik % 3.0-4.0 kükürt ve yaklasik % 0.01-0.] fosfordan olusan bir bilesiine sahip olabilir; geri kalan kisim, demir ve tesadüfi elementler ve katiskilardir. Burada kullanildigi sekliyle, +/- % 109luk bir varyansini tanimlar. Diger bir düzenlemede, bilesim, bu varyansi içermeyebilir. Bir baska düzenleinede, yukaridaki bilesim, matris maddesinin korozyon direncinin, asinma direncinin ve/veya yüksek sicaklik özelliklerinin gelistirilmesi için Ni, Cr ve/veya Si ilaveleri gibi diger alasim ilavelerini içerebilir. Örnegin, çesitli düzenlemelerde Ni, ag. % 37”ye degin miktarlarda ilave edilebilir; Cr, ag. % 5.5”e degin miktarlarda ilave edilebilir ve/veya Si, ag. yaklasik % 5.5”e degin miktarlarda ilave edilebilir. Sünek bir demir alasimi, performansi arttirabilen alasim ilaveleri dahil olmak üzere diger düzenlemelerdeki diger alasim ilavelerini içerebilir. Bu tür alasim ilaveleriiie sahip sünek demir alasimlari, yüksek alasimli sünek demirler olarak bilinir ve genellikle burada referans olarak zikredilen ASTM A439 ve A571iin kapsamlari içinde yer alir. Bu tür alasimlar, ayrica burada anlatilan sistem ve usulün düzenlemelerine uygun olarak da kullanilabilir. Diger düzenlemelerde, özellikleri veya mikroyapiyi asiri bir tarzda olumsuz olarak etkilememeleri, örnegin süzülme sicakligini önemli ölçüde arttirmamalari ve/veya matrisin veya elde edilen asinmaya dirençli maddenin özelliklerini bozmamalari sartiyla, farkli özelliklerin ve/veya mikroyapilarin basarilmasi için alasim ilaveleri kullanilabilir.

Usul, alternatif bir düzenlemede sünek demir disinda bir metalik matris maddesiyle bir kompozitin olusturulmasi için kullanilabilir.

Matris maddesi, çesitli formlarda saglanabilir. Örnegin, bir düzenlemede, matris maddesi, tek parça formda, örnegin bir veya daha fazla blok, kütük vs. formunda saglanabilir. Diger bir düzenlemede, matris maddesi, parçacikli formda, örnegin tozlar, lifler, killar vs. formunda saglanabilir. Bir baska düzenlemede, matris maddesi, gözenekli formda saglanabilir. Matris maddesi, ilave düzenlemelerde bu tür formlarin bir kombinasyonu halinde saglanabilir. Çesitli karbürler, nitrürler, borürler ve silisürlerin yani sira diger tiplerde seramik maddeler dahil diger sert ve asinmaya dirençli maddeler ve bu maddelerin karisimlari dahil çesitli sert ve asinmaya dirençli maddeler, farkli düzenlemelerle baglantili olarak dolgu maddesi olarak kullanilabilir. Bu tür maddeler, el degmemis formda ve/veya islatma uyumu saglayan uygun kaplamalarla birlikte saglanabilir. Örnegin, asinmaya dirençli madde tanecikleri, matris maddesi ile islatma uyumlu olmadiginda, asinmaya dirençli madde tanecikleri, süzülme lehimlemesiyle kompozit maddenin olusturulmasi için kullanilmadan önce islatma uyumlu kaplamalarla kaplanabilir. Dolgu maddesi olarak kullanilabilen karbürler, tungsten karbür ((WC), TIC, SIC, Cr3C2, VC, ZrC, NbC, TaC, (W,Ti)C, B4C, ve MozC diger karbürleri içerir. Bir düzenlemede, küresel dökülmüs WC, kirilarak dökülmüs WC ve/Veya semente WC, dolgu maddesi olarak kullanilir. Dolgu maddesi olarak kullanilabilen nitrürler, TiN, BN, Si3N4, ZrN, VN, TaN, NbN, HfN, CrN, MoN, WN, ve diger nitrürleri içerir. Dolgu maddesi olarak kullanilabilen borürler, titanyum borür, kroin borür, tungsten borür, nikel borür, zirkonyum borür, hafniyum borür, tantal borür, niyobyum borür, vanadyum borür, molibden borür, silisyum borür ve alüminyum borür gibi geçis metallerinin borürlerinin yani sira diger borürleri içerir. Dolgu maddesi olarak kullanilabilen silisürler, geçis metallerinin silisürlerini içerir. Dolgu maddeleri olarak kullanilabilen diger maddeler, geçis metallerinin metallerarasi bilesiklerini içerir. Bir düzenlemede, dolgu maddesi, dolgu maddesinin sert lehim maddesinde çözünmesinin sinirlandirilmasi veya önlenmesi için erimis lehiin malzemesinde sinirli çözünürlüge sahip olan inaddeye dayali olarak seçilebilir. Burada kullanilan “matris maddesi” ve “dolgu maddesi” terimlerinin, matris maddesinin veya dolgu maddesinin, kompozit maddenin herhangi bir özel oranini olusturdugunu ima ettigi düsünülmemelidir. Örnegin, matris maddesinin, kompozit maddenin büyük bir kismini veya çogunlugunu olusturmasi gerekli degildir ve dolgu maddesi, bazi düzenlemelerde kompozit maddenin büyük bir kismini veya çogunlugunu olusturabilir.

Gözenekli dolgu maddesi, bir veya daha fazla farkli formda saglanabilir. Bir düzenlemede, gözenekli dolgu maddesi, tozlar, lifler, killar vs. gibi gevsek parçacikli bir madde formunda olabilir. Usul, çesitli düzenlemelerde, 50 um°den küçük tanecik boyutlari veya 1 mm”den küçük tanecik boyutlari dahil olmak üzere genis bir araliktaki tanecik boyutlarini kullanabilir. Bir düzenlemede, parçacikli dolgu maddesi, 0.1 um7den daha büyük olan bir tanecik boyutuna sahip olabilir. Diger bir düzenlemede, parçacikli dolgu maddesi, 0.1 um,den büyük ve 5 mmlye degin olan bir tanecik boyutuna sahip olabilir. Bir baska düzenlemede, parçacikli dolgu maddesi, yaklasik 500 umilik bir ortalama tanecik boyutuna sahip olabilir. Bir düzenlemede, dolgu maddesi, iri ve ince taneciklerin bir kombinasyonu gibi çok sayida tanecik boyutunda saglanabilir; bu kombinasyon, dolgu maddesinin daha büyük yogunlugunun ve/Veya hacim fraksiyonunun basarilinasi için kullanilabilir. Dolgu maddesinin herhangi bir hacim fraksiyonunda, bu tür ince taneciklerin kullanimi genellikle, daha ince gözenek boyutlarina yol açar ve bu gözenekleri dolduran matris maddesinin akma dayaniinini aittirabilir, dolayisiyla maddenin toplam asinma direncini arttirabilir. Parçacikli madde, bir kalip bosluguna yerlestirildiginde, tanecikler arasindaki bosluklar, matris maddesinin süzülebildigi gözenekli bir yapiyi olusturur. Diger bir düzenlemede, gözenekli dolgu maddesi, bir gözenekli ön-form formunda olabilir.

Gözenekli ön-formun gözenekliligi, bir düzenlemede % 5 ila % 95 araliginda olabilir. Örnegin, gözenekli ön-form, bir baglayici madde, örnegin bir polimer baglayici ile birarada baglanan parçacikli bir maddeyi içerebilir. Bir ön-form, Örnegin süzülme islemi sirasinda uçucu hale gelecek bir yapistirici ile alt-tabaka maddesine birlestirilebilir. Süzülmenin ardindan, erimis inatris maddesi, baglayici maddenin (örnegin eritme, uçucu hale getirme vs.) ile çikarilmasi için yeterli sicakliga sahiptir; bu sekilde matris maddesi, tanecikler arasindaki gözeneklere ilave olarak baglayicinin çikarilmasiyla kalan gözenekleri doldurabilir. Diger bir örnek olarak, gözenekli ön-form, tanecikler arasinda gözenekler bulunacak sekilde sinterleme ile birbirine baglanan bir parçacikli maddeyi içerebilir. Bir düzenlemede, önceden sinterlenmis ön-form, tanecikler arasinda boyun gelisiminin basarilmasi ve bir miktar mekanik kullaniin dayaniminin saglanmasi için, parça biraz sinterlenebildiginden, tanecik boyutu mertebesinde bir gözenek boyutuna sahip olabilir.

Dokuma lif` matlar veya kumaslar gibi diger gözenekli maddeler de kullanilabilir. Bir baska düzenlemede, gözenekli dolgu maddesi, farkli formlarin bir kombinasyonu halinde saglanabilir. Örnegin, bir düzenlemede, dolgu maddesi, parçacikli madde (örn., gevsek toz, liIler, killar vs.) ve/veya dokuma lif matlar veya kumaslarla olusturulan diger kisimlarla birlikte, dolgu maddesinin bir kismini olusturan bir veya daha fazla ön-formu içerebilir.

Matris maddesinin, dolgu maddesine süzülmesiyle lehimleme çalismasi, genellikle erimis matris maddesinin, dolgu maddesiyle temasina ve gözenekli dolgu maddesine süzülmesine imkan vermek için matris maddesinin, dolgu maddesiyle temas halinde veya diger bir sekilde iletisim halinde iken isitilmasiyla gerçeklestirilebilir. Dolgu maddesi, genellikle elde edilen kompozit maddenin, alt-tabakaya baglanmasi için, süzülme sirasinda matris maddesinin, alt-tabaka maddesiyle temas etmesi için alt-tabaka ile temas halinde veya diger bir sekilde iletisim halinde yerlestirilir. Asagida anlatildigi gibi süzülme ile baglantili olarak çesitli kaliplar kullanilabilir. SEK. 1-3, çesitli düzenlemelere uygun çesitli süzülme konfigürasyonlarini gösterir; bunlarin herbiri, kalibin (12) bir boslugunda (11) bir dolgu maddesine süzülen bir erimis matris maddesini sematik olarak gösterir. SEK. 1, yerçekiminin süzülmeye yardimci oldugu asagi yönde dikey süzülmeyi gösterir. Bununla birlikte, süzülme, esasen kilcal etkiyle harekete geçtiginden, yatay süzülme, yukari dogru dikey büzülme, disari dogru/radyal süzülme ve diger süzülme konfigürasyonlari, yerçekimini kullanabilir veya buna karsi çalisabilir. SEK. 2, yukari dogru dikey bir süzülme örnegini gösterir ve SEK. 3, bir yatay süzüline örnegini gösterir. Asagida daha detayli olarak tartisilan SEK. 6-7, diger bir yatay süzülme örnegi olarak düsünülebilen disari dogru veya radyal süzülmenin bir örnegini gösterir. Herhangi bir asagi yönde olmayan süzülme düzenlemesinde, erimis matris maddesinin (16), süzülme tamamlanana degin dolgu maddesiyle (15) temas halinde tutulmasi için dolgu maddesine (15) süzülen erimis matris maddesinin (16) yerinde degistirilmesi için bir teknik kullanilabilir. Örnegin, kalip (12), inatris maddesinin (16), dolgu maddesinin (15) ve alt tabakanin dogru temas/iletisimde tutulmasi için süzülme sirasinda hareket ettirilebilir. Diger bir örnek olarak, matris maddesinin (15), süzülme sirasinda dolgu maddesiyle her zaman temas halinde olmasinin garantilenmesi için bir sahmerdan veya diger bir basinç mekanizmasi kullanilabilir. Bir baska örnekte, hareketli bir madde, örnegin seramik boncuklar, asagida anlatildigi ve SEK. 6-9,da gösterildigi gibi süzülmüs matris maddesinin yerinin degistirilmesi için kullanilabilir.

Bir düzenlemede, matris veya sert lehim maddesi, erime noktasindan 25°C ila 75°C daha büyük olan bir sicakliga asiri isitilir; bu, döküm için tipik olarak gerekli olan asiri isitmadan anlamli ölçüde daha düsüktür. Matris maddesi olarak bir sünek demir sicaklikta gerçeklestirilebilir. Süzülme için bekleme süresi periyodu, bir düzenlemede 1 ila 60 dakikadir; daha büyük süzülme uzunluklari, genellikle daha uzun süzülme sürelerini kullanir. Süzülme, bir düzenlemede argon (Ar) atmosferi gibi tesirsiz bir atmosferde gerçeklestirilebilir; bu, erime noktasinin yukarisindaki sicakliklarda uçucu hale gelmenin baslattigi erimis metal siçramasini önleyebilir. Bir düzenlemede, süzülme sirasinda argon kullanilabilen çesitli atinosferler, asagida daha detayli olarak tartisilmis ve SEK. 13-163da gösterilmistir. Süzülme sonrasi, parça, örnegin yaklasik 20-30 dakika içinde 927°C3ye (1700°F) sogutarak ve daha sonra bir düzenlemede oda sicakligina daha yavas sogutarak sogutulabilir. Içerilen maddelerin, özellikle alt-tabaka maddesinin dogasina bagli olarak, makinede isleme ve/veya isi islemi gibi son-islemler gerçeklestirilebilir. Örnegin, alt- tabakanin kimligine bagli olarak, isi islemleri, örnegin normallestirme, sertlestirme ve ardindan temperleme veya martemperleme ve ardindan temperleme, bilinen tekniklere uygun olarak gerçeklestirilebilir. Bazi alt-tabakalarin, bazi (veya herhangi) isi islemlerinden yararlanamayacagi anlasilmalidir. Makinede isleme, elde edilen parçanin amaçlanan uygulamasina bagli olarak istenebilir veya istenmeyebilir.

Dolgu maddesine süzülme, yukarida anlatildigi gibi esasen kilcal etkiyle, diger bir deyisle süzülme cephesinde etkili olan kilcal basinçla harekete geçer. Süzülme cephesindeki basinç farki, erimis matris maddesinin yüzey gerilimi, erimis matris maddesinin dolgu maddesine göre temas açisi, dolgu maddesinin geoinetrik özellikleri (öm., gözeneklilik, kivrimlilik, gözenek boyutu ve sekil degisikligi ve bunun, erimis maddenin görünür temas açisi üzerindeki etkisi) ve dolgu maddesindeki herhangi bir artik gazin basinci dahil olmak üzere birçok faktöre baglidir. Bu faktörlerin birçogunun kontrol edilmesi Özgürlügü, özel bir matris/dolgu sistemi içinde sinirli olabilir. Artik gaz basinci, en azindan kismen kontrol edilebilir ve dolgu maddesi içindeki artik gaz basincinin minimize edilmesi, basinç farkini ve kilcal etki için tahrik kuvvetini maksimize edebilir. Bu da, matris maddesinin, dolgu maddesine süzülebildigi potansiyel mesafeyi maksimize edebilir. En azindan bazi konfigürasyonlarda, bir ön-forin veya ön-formlar forinundaki dolgu maddesinin kullanimi, diger dolgu maddesi forrnlarina kiyasla süzülme mesafesini maksimize edebilir.

SEK. 13-16, asinmaya dirençli bir kompozit maddenin olusturulmasi için sistemleri veya düzenekleri gösterir; burada dolgu maddesindeki (15) artik gaz basincinin kontrol edilmesi veya asgariye düsürülmesi için sert lehimleme çalismasi sirasinda farkli atmosferler kullanilir. Bu düzenlemelerde, süzülme, kalibi (12), matris maddesini (16) ve dolgu maddesini (15) tutan bir hazneye (31) sahip bir firinda (30) gerçeklestirilir; burada hazne (31) içindeki atmosfer, kontrol edilebilir. Düzenegin ayrica, asagida anlatildigi gibi kalip (12) ile iletisim halinde olan bir alt-tabakayi (gösterilmemistir) da içerebilecegi anlasilmalidir. Sert lehimleme çalismasindaki atmosfer, matris maddesinin, dolgu maddesi boyunca daha büyük/daha uzun mesafeler, örnegin yaklasik 12.7-17.8 cm (5-7 inç) veya daha büyük mesafeler boyunca süzülmesinin harekete geçirilmesi için yeterli bir kilcal basinç degisim derecesinin basarilmasina yardimci olmak için kontrol edilebilir. Asagida anlatilan ve SEK. 13-16,da gösterilen düzenlemelerin herbirinde, hazne (31), matris maddesinin (16) eritilmesinden önce büyük ölçüde tahliye edilir. Dolgu maddesinin oksidasyonundan kaçinmak için en azindan süzülme isleminin baslangicinda tahliye, bir düzenlemede tercih edilir. Bununla birlikte diger düzenlemelerde farkli prosedürler, örnegin tahliye etmeme veya yukarida tartisilandan daha az derecede tahliye etme kullanilabilir.

SEK. 13, süzülme için bir sistemin (500) bir düzenlemesini gösterir; burada süzülme, vakum sartlarinda gerçeklestirilir. Bu düzenlemede, bütün hazne (31), matris maddesinin (16) eritilmesinden önce tahliye edilir ve süzülme islemi boyunca vakum sartlarinda muhafaza edilir. Bir düzenlemede, tahliye sonrasi gaz basinci, 0.13 Pa ila 1.3 Pa (0.001 ila maddesinin (16) eritilniesinden önce haznenin tahliye edilmesi, dolgu maddesindeki (15) artik gaz basincini azaltir veya ortadan kaldirir; bu, kilcal etki yoluyla süzülmenin harekete geçirilmesine yardimci olur. Bazi alasimlar, özellikle öneinli manganez muhtevasina sahip alasiinlar kullanildiginda, matris maddesinin eritilmesinden sonra, sistemin vakum altinda muhafaza edilmesinin bir neticesi olarak matris maddesi içindeki kiinyasallarin uçucu hale gelmesine bagli siçrama ile karsilasilabildigi belirtilmelidir. Bu tür bir siçrama, sadece firindaki (30) ekipmana zarar vermekle kalmayip, ayni zamanda sert lehimleme için kullanilabilen matris maddesi (16) miktarini da azaltabilir. Bu siçrama, alasimin Mn muhtevasinin yeterince düsük tutulmasiyla hafifletilebilir; ancak bunun yapilmasi masrafli olabilir. Bu siçrama ayrica, matris maddenin (16) eritilmesinden sonra, haznede (31) Ar veya diger bir reaktif olmayan gazin bulunmasiyla da önlenebilir.

SEK. 14-15, süzülme için bir sistemin (600) diger bir düzenlemesini gösterir; burada Ar, matris maddesinin ( 16) eritilmesinden sonra hazneye (31) sokulur. SEK. 14“te gösterildigi gibi, hazne (31), yukarida SEK. l3”e göre benzer sekilde anlatildigi gibi, sert lehimleme islemi öncesi yukarida anlatildigi gibi tahliye edilir. Yukarida anlatildigi gibi, süzülme, bir 2225°F) gerçeklestirilebilir. Matris maddesinin (16) eritilinesinden sonra, argon gazi (32) (veya diger bir reaktif olmayan gaz), hazneye (31) sokulur. Bir düzenlemede, Ar gazi (32), degin beslenir. Haznenin, matris maddesinin (16) eritilmesinden önce tahliyesi, dolgu maddesindeki (15) artik gaz basincini azaltir veya ortadan kaldirir; bu, yukarida anlatildigi gibi süzülmenin harekete geçirilmesine yardimci olur ve Ar gazinin (32) sonradan sokulmasi, uçucu maddelerin neden oldugu siçramanin azaltilmasina yardimci olur. SEK. l4-15”te gösterildigi gibi bir sistemi kullanan bir örnekte, matris maddesinin (16), Ar süzülme sirasinda dolgu maddesine en azindan 190 mm (7.5 inç) süzüldügü bulunmustur.

Bununla birlikte, Ar atmosferi, eritme öncesi sokuldugunda, matris inaddesinin (16), sistemin, süzülme sicakliginda ne kadar süre bekletildiginden bagimsiz olarak sadece 167 mm (6.5 inç) süzüldügü bulunmustur. Bu, dolgu maddesindeki (15) artik gazin, kilcal etki ile basarilabilecek süzülmenin uzunlugunu sinirlandirabildigini gösterir.

SEK. 16, süzülme için bir sistemin (700) diger bir düzenlemesini gösterir; burada Ar gazi (32), hazneye (31), matris maddesinin (16) eritilmesinden önce sokulur. Yukarida SEK. 14,e göre benzer sekilde anlatildigi gibi, bu düzenlemede hazne (31), sistem, matris maddesinin (16) erime sicakligina neredeyse erisene degin (Öm., sicaklik, sünek demir için yaklasik 1177°C'ye (2150°F) erisene degin), isitma islemi sirasinda yukarida anlatildigi gibi tahliye edilir. Bu noktada, Ar gazi (32) veya diger bir reaktif olmayan gaz, matris maddesinin (16) eritilmesinden önce hazneye (31) sokulur. Yukarida benzer sekilde Ar basincina erisilene degin sokulabilir. Yukarida anlatildigi gibi, süzülme, bir gerçeklestirilebilir. Dolgu maddesindeki (15) artik gaz basincinin, süzülmeyi sinirlandirmasinin önlenmesi için, kalipta (12), dolgu maddesiyle (15) temas halinde geçirgen bir kisim (33) saglanir. Geçirgen kisim (33), matris maddesinin (16) süzülmesini sinirlandirrnayacak sekilde, süzülme sirasinda artik gazin, dolgu maddesinden (15) çikisina imkan vermek için gözenekli veya diger bir sekilde gaz geçirgen olabilir. Geçirgen kisim (33), süzülmenin tamamlanmasindan önce artik gazin kaçisinin önlenmesi için, matris maddesinin (16) geçirgen kismi (33) kaplamasinin veya kapatmasinin önlenmesi için genellikle matris maddesine (16) zit saglanabilir. Yukarida anlatildigi gibi, Ar gazinin bulunmasi, erimis matris maddesinin (16) siçramasini engeller. SEK. l6”da gösterildigi gibi bir sistemi kullanan bir örnekte, geçirgen kismi (33) içeren kalipla (12), matris süzülme sirasinda, matris maddesinin (16), dolgu maddesine en azindan 190 mm (7.5 inç) süzüldügü bulunmustur. Bununla birlikte, kalip (12) kapatildiginda ve süzülme cephesi, matris maddesinin eritilmesinden (16) sonra haznedeki (31) atmosferle iletisimde olmadiginda, süzülmenin en fazla 167 mm (6.5 inç) uzandigi bulunmustur. Bu, süzülme cephesinin, haznedeki (31) atmosferle iletisim halinde tutulmasinin, dolgu maddesi (15) içindeki artik gazin, kilcal etki tahrik kuvveti üzerinde sahip olabilecegi sinirlandirrna etkisini azaltabildigini gösterir.

SEK. 4-5, asinmaya dirençli kompozit bir maddenin olusturulmasi için bir sistem veya düzenegin (100) ve sistem veya düzenegi ( 100) kullanan bir usulün örnek bir düzenlemesini gösterir. Bu düzenlemede, alt-tabaka (10) (öm, bir kazi takiminin bir ucu), yüzeyi (14) arasindaki boslukta (11) bir hacmi tutacak sekilde, bir kalibin (12) bir bosluguna (11) yerlestirilir. Alt-tabaka (10), önceden örnegin yagin veya yagli maddelerin çikarilmasi için temizleme ve kurutmayla ve/veya oksit tortularinin çikarilmasi ve yüzeyin pütürlü hale getirilmesi, dolayisiyla matris maddesinin, alt-tabakaya (10) iyi baglanmasinin saglanmasi için iri taneli lal tasi kumunu kullanarak kum püskürtmeyle önceden hazirlanabilir. Kalip (12), herhangi bir uygun maddeden, örnegin yüksek erime noktali metalik bir maddeden, seramik bir maddeden veya grafîtten yapilabilir. Kalip (12), örnegin (P) noktalarinda kaynaklama ile alt-tabakanin (10) dis yüzeyine (14) kaynaklanir, lehimlenir veya diger bir sekilde baglanir. Bir düzenlemede, kalip (12), boslugun (11) olusturulmasi için alt-tabakaya kaynaklanan bir çelik kovandir ve kalip boslugunun (11) kirlenmesinin önlenmesi için kaynaklama öncesi kum püskürtme yapilabilir. Bu tür bir düzenleme, asagida daha detayli olarak anlatilmis ve SEK. 19-20,de gösterilmistir. Dolgu maddesi (15), SEK. 47te gösterildigi gibi, örnegin bir parçacikli madde veya ön-form formunda, alt-tabakanin (10) dis yüzeyi (14) ile temas halinde veya iletisim halinde olan kalip boslugunun (1 l) içine yerlestirilir. Matris maddesi (16), dolgu maddesiyle (15) ve alt- tabakanin dis yüzeyi (14) ile iletisim halinde yerlestirilir. Matris maddesi ( 16), SEK. 4°te gösterildigi gibi, örnegin matris maddesinin (16), kati formda dolgu maddesinin (15) üstüne basit olarak yerlestirilmesiyle, kalip boslugu (1 l) içinde konumlandirilabilir. Bir düzenlemede, matris maddesi (16), blok veya kütük formunda olabilir. Diger bir düzenlemede, matris maddesi (16), bir besleyici veya enjeksiyon yapisinda konumlandirilabilir. Sistem (100) daha sonra, örnegin sistemin (100), bir tesirsiz atmosfer (öm. argon) içerebilen bir isitma firinina yerlestirilmesiyle, yukarida anlatildigi gibi süzülme için hazirlanabilir. Firinda sistemin (100) desteklenmesi için örnegin bir paslanmaz çelik tepsi gibi bir tepsi veya benzer bir tekne kullanilabilir. Süzülme sirasinda, matris maddesi (16) erir ve dolgu maddesi ( 15) boyunca asagi dogru süzülerek, neticede alt-tabakanin (10) dis yüzeyi (14) ile temas eder.

Süzülmenin gerçeklestirilmesinden ve sistemin (100), yukarida anlatildigi gibi sogutulinasindan sonra, SEK. 5,te gösterildigi gibi, dis yüzeyi (14) üzerinde bir kompozit kaplamaya (18) sahip bir parça (17) olusturulur. Parça (17), kaliptan (12) çikarilabilir; bu, alt-tabakaya (10) kaynaklandiginda ve/veya kaplainaya (18) baglandiginda, kalibin (12) kesilmesini veya ayrilmasini gerektirebilir. Kompozit kaplama (18), matris maddesiyle (16) birarada sinirlanan ve alt-tabakaya (10) baglanan dolgu maddesini (15) içerir. Bir düzenlemede, dolgu maddesi ( 16), kompozit maddede (18) % 5-95°lik bir hacim fraksiyonuna sahip olabilir. Diger bir düzenlemede, dolgu maddesi, % 30-8511ik bir hacim fraksiyonuna sahip olabilir. Bazi düzenlemelerde, parça (17), kompozit kaplamanin (18) disinin en azindan bir kismi üzerinde fazla matris maddesine (19) sahip olabilir. Fazla madde (19), örnegin, diger parçanin kaynaklanmasi veya birlestirilmesi için bir taban olarak islev görmek üzere parçanin (17) üzerinde amaçli olarak olusturulabilir ve birakilabilir. Fazla madde (19), bulunacak oldugunda, bunun yerine makinede islemeyle çikarilabilir. Kompozit kaplama (18), arzulanan uygulamaya bagli olarak genis bir kalinlik araligiyla olusturulabilir. Bir düzenlemede, bir parça (17), yaklasik 1.25 cm (05") kalinliginda bir kompozit kaplama (18) ile olusturulabilir; bu, genis bir çesitlilikte uygulamada kullanilabilir. Parça (17), sürekli darbelere ve gerilime maruz kalan bir ekipman parçasinin bir ucu, kenari veya diger bir kismi olabilir ve kompozit kaplamanin (18) mükemmel asinma direnci ve dayanimi, bu tür uygulamalarda performansi arttirir.

Kazi/madencilik ekipmani, burada anlatilan sistemlere ve usullere uygun olarak üretilen bir parça (17) için bir uygulama örnegini temsil eder. SEK. 12, yukarida anlatildigi gibi dis yüzeyine (14°), asinmaya dirençli bir kompozit madde katmani (18,) kaplanmis alt- tabakayi (10”) olusturan bir çalisma kismina sahip bir hafriyat ekipmaninin bir asinma elemani (öm., bir çelik madencilik ucu) formunda, burada anlatilan sistem ve usulün bir düzenlemesine uygun olarak üretilen bir parçanin (17”) ilave bir düzenlemesini gösterir.

Bir düzenlemede, kompozit madde katmani (18"), sünek demir matris maddesinde küresel olarak dökülmüs tungsten karbür taneciklerinden veya diger bir asininaya dirençli maddeden olusur.

SEK. 17-18, asinmaya dirençli kompozit bir kaplamanin (18) üretilmesi için SEK. 4-5ite gösterilen sistem veya düzenekle (100) veya benzer bir sistem/düzenekle baglantili olarak kullanilabilen bir alt-tabakanin (10) (öm., bir kazi veya madencilik takiminin bir ucu) diger bir düzenlemesini gösterir. Alt-tabaka (10), dolgu maddesinin (15) ve/veya matris maddesinin kimligine ve dogasina bagli olarak, alt-tabakanin (10) ve kaplamanin (18) isil genlesme katsayilari (CTE), birbirine uymayabilir. Örnegin, bir çelik alt-tabaka (10) kullanildiginda, çelik tipik olarak kaplamadan (18) daha yüksek bir CTE”ye sahiptir. Bu tür bir CTE farki örnegi, kullanilan maddelere bagli olarak yaklasik 2 X 10'6 /°C olabilir. Bu da, özellikle kaplama (18), alt-tabakanin (10) dis yüzeyi üzerinde olusturuldugunda (öm., SEK. 4-5 ”te gösterildigi gibi), alt tabaka (10) ve kaplama (18) arasinda bir ayrilmaya neden olabilir. SEK. 17-18lin düzenlemesinde, alt-tabaka (10), dis yüzeyi (14) üzerinde nervürler formunda çikintilara (28) sahiptir. Çikintilar (28), sert lehiinleine sonrasi alt-tabaka (10) ve kaplama (18) sogurken uygulanan basinçlara yanit olarak plastik olarak deforme olarak, alt-tabaka (10) ve kaplama (18) arasinda CTE farklarinin neden oldugu sorunlarin hafifletilmesine yardimci olabilir. Bir düzenlemede, çikintilar (28), plastik deformasyonun kolaylastirilmasi için nispeten iyi bir akma dayanimina ve iyi süneklige sahip bir maddeden olusturulabilir. Çikintilar (28) için maddenin seçilmesinde düsünülecek diger hususlar, alt-tabakaya (10) (6111., kaynaklama veya diger bir teknikle) baglanti ve kaplamaya (18) baglanma uyumudur. Bir çelik alt-tabakaya baglanan çikintilar olarak kullanilmak üzere uygun bir madde örnegi, yumusak çelik, örnegin AlSl 1008Sdir. Uygun maddelerin diger örnekleri, digerleri arasinda 304 paslanmaz çelik, A1S1 1018, ve AISI 1010”u içerebilir. Çikintilar (28) ayrica, kaplamanin (18) baglaninasi için ilave yüzeyler de saglar ve bu nedenle, kaplama ('18) ve alt-tabaka (10) arasindaki baglanmayi daha fazla arttirabilir. SEK. 183de görüldügü gibi, kaplama (18), çikintilar (28) çevresinde olusur; bu sekilde çikintilar (28), bitirilmis parçada (17) kaplamaya ( 18) gömülür ve kaplamaya (18) baglanir. Bununla birlikte, diger düzenlemelerde, çikintilar (28), en azindan kaplamanin (18) dis yüzeyine uzanabilir ve kaplamanin (18) dis yüzeyi ile büyük ölçüde ayni hizada olabilir. disari dogru uzanir ve kalinliklarindan önemli ölçüde daha büyük bir uzunluga ve yükseklige sahip nervürler veya plakalar formundadir. Bir örnekte, çikintilar (28), yaklasik 2.54cm - 5.1 cm (1-2 inç) olan bir uzunluga (alt-tabakanin (10) yüzeyine paralel), yaklasik 0.63 cm,lik (0.25 inç) bir yükseklige (kaplamanin (18) kalinlik dogrultusuna paralel) ve yaklasik 0.32 cm”lik (0.125 inç) bir kalinliga sahip olabilir. Ayrica, bu düzenlemede çikintilar (28), alt-tabakanin (10) dis yüzeyinin (14) tüm yüzleri üzerinde genel olarak eksenel bir tarzda yönlendirilir ve oldukça esit ve simetrik bir sekilde dagitilir. Bir düzenlemede, çikintilar (28), isil genlesme uyumsuzlugundan kaynaklanan gerilmenin bir kismi veya tümü, çikintilarin (28) defonnasyonuyla bagdastirilacak sekilde seçilen bir kalinliga, uzunluga ve genislige sahip olabilir. Ayrica, bir düzenlemede, her çikintinin uzunlugu, kalinliktan daha büyük olabilen yükseklikten daha büyük olabilir (diger bir deyisle uzunluk > genislik > kalinlik). Bu boyutsal iliskiyi kullanan çikintilar (28), çikintilarin (28) ilave ettigi potansiyel baglanma alani, çikintilarla (28) kaplanan alt- tabakanin (10) potansiyel baglanma alanindan daha büyük oldugundan, kaplama (18) için potansiyel baglanma alanini arttirir. Çikintilarin (28) boyutlari, alt-tabakanin kaplama kalinligina ve boyutlarina bagli olarak modifiye edilebilir. Çikintilar (28) arasindaki mesafe, ayrica alt-tabakanin (10) konumuna ve geoinetrisine de bagli olabilir ve bir düzenlemede 2.54cm ila 7.6cm (1" ila 3") arasi degisebilir. Diger düzenlemelerde, çikintilar (28), örnegin çubuklar, koniler, kaziklar vs. gibi farkli bir forma sahip olabilir ve farkli bir tarzda dagitilabilir ve/veya yönlendirilebilir. SEK. 17`de gösterildigi gibi, çikintilar (28), alt-tabakanin (10) dis yüzeyine (14) kaynaklanir. Alt-tabaka (10), kaynaklama sonrasi kum püskürtme islemine tabi tutulabilir. Çikintilarin (28), alt-tabakaya (10) baglanmasi için diger teknikler, diger düzenlemelerde kullanilabilir. Çikintilarin (28), alt-tabaka (10) ile ayni maddeden olusturulabilecegi ve bir düzenlemede alt-tabaka (10) ile yekpare olarak olusturulabilecegi anlasilmalidir. Yine, çikintilara (28) sahip alt-tabakanin (10), kullanilan maddelere ve yapilara bagli olarak kaynaklama ve/Veya sert lehimleme sonrasi, bir isi islemini veya geleneksel isi islemlerinin modifiye edilmis versiyonlarini gerektirebilecegi anlasilmalidir. Ayrica, SEK. 17-18”de gösterildigi gibi bitirilmis parça (17), hafriyat ekipmani için bir uç gibi bir asinma elemanidir ve alt-tabaka (10), çikintilar (28), çalisma kismina baglanacak sekilde asinma elemaninin bir çalisma kismiyla olusturulur. Bu tür bir asinma elemaniyla diger tiplerde çikintilarin (28) da kullanilabilecegi ve yine SEK. 17-18°de gösterildigi gibi çikintilarin (28), diger tiplerde imalat ürünleriyle kullanilabilecegi an1as11ma11dir.

SEK. 6-9, bulusun yönlerine uygun asininaya dirençli bir kompozitin olusturulmasi için diger sistemleri ve usulleri gösterir. SEK. 6-7, disari veya radyal süzülme yoluyla bir alt- tabakanin (10) bir iç yüzeyi (20) üzerinde bir kompozit maddenin olusturulmasi için bir sistemi (200) gösterir. Bu düzenlemede, alt-tabaka (10), boru formundadir ve alt-tabaka (10), alt-tabakanin (10) içinde bir kalip boslugunun (11) olusturulmasi için bir kalip (12) ve bir plaka (21) ile birlikte kullanilir. Plaka (21), kalip insasi için yukarida bahsedilen herhangi bir madde (örn., gratit, metal veya seramik) dahil herhangi bir uygun maddeden olusturulabilir. Plaka (21), kalip (12) ve/veya alt-tabaka (10), kaynaklanabilir maddelerden yapildiginda, bu bilesenlerin herhangi biri, kaynaklama ile baglanabilir; bununla birlikte kaynaklama gerekli degildir. Gözenekli dolgu maddesi ( 15), kompozitin olusturulmasi için alt-tabakanin (10) iç yüzeyi (20) üzerinde konumuna yerlestirilir ve inatris maddesi (16), dolgu maddesi (15) ile temas veya iletisim halinde yerlestirilir. Seramik boncuklar (22) veya diger bir yer degistirme maddesi de, süzüline sirasinda matris maddesinin (16) yerinin degistirilmesi için kalip boslugu (l 1) içindeki konumuna yerlestirilir. Matris maddesinin (16) yer degistirmesinin, süzülme sirasinda matris maddesinin (16) dolgu maddesiyle (15) sürekli temasinin desteklenmesi için yapildigi ve matris maddesinin (16) süzülmesinin, seramik boncuklarm uyguladigi kuvvetten ziyade birincil olarak diger kuvvetlerle (örn., kilcal etki) harekete geçirildigi anlasilmalidir. Alternatif olarak, diger bir yer degistirme teknigi kullanilabilir. SEK. 6-7”deki düzenlemede, matris maddesi (16), boru formunda (bkz. SEK. 7) kalip bosluguna (11), dolgu maddesiyle temas halinde yerlestirilebilir ve disari dogru dolgu maddesinin (15) içine süzülür. Matris maddesi (16), bunun yerine, diger bir düzenlemede dolgu maddesi (15) çevresinde dairesel bir formasyonda düzenlenen çok sayida kütük olarak saglanabilir. Bu konfigürasyonda, seramik boncuklar (22), boru seklindeki matrisin (16) iç çapinin içine yerlestirilir ve boncuklar (22), süzülen matris maddesinin (16) yerinin degistirilmesi için disari dogru hareket eder. Alternatif olarak, diger bir yer degistirme teknigi kullanilabilir. Sistem (200), bir firinin içine yerlestirilebilir ve süzülmenin tamamlanmasi için yukarida anlatildigi gibi islemden geçirilebilir. Elde edilen parça, alt-tabakanin iç yüzeyi (21) üzerinde bir seramik maddeye sahiptir ve yukarida anlatildigi gibi fazla matris maddesi içerebilir.

SEK. 8, hem yatay hem de asagi yönde dikey filtrasyon yoluyla bir alt-tabakanin (10) bir dis yüzeyi ('14) üzerinde kompozit bir maddenin olusturulmasi için bir sistemi (300) gösterir. Bu düzenlemede, alt-tabakanin (10) bir kismi, kalip boslugunun (11) içine yerlestirilir ve kalip boslugunun kapatilmasi için kalipla (12) bir plaka (21) kullanilir.

Plaka (21), kalip insasi için yukarida bahsedilen herhangi bir madde (örn., gratit, metal veya seramik) dahil herhangi bir uygun maddeden olusturulabilir. Plaka (21), kalip (12) ve/veya alt-tabaka (10), kaynaklanabilir maddelerden yapildiginda, bu bilesenlerin herhangi biri, kaynaklama ile baglanabilir; bununla birlikte kaynaklama gerekli degildir.

Ilave bir eleman (23), sizdirrnazlik amaçlari ve/veya süzülmenin sonlandirilmasi için kullanilabilir ve plakaya (21) bitisik olarak konumlandirilabilir. Bu fonksiyonlarin gerçeklestirilmesi için grafit folyo veya seramik yünü kullanilabilir; bunun nedeni matris maddesinin (15), bu maddeleri islatmamasi veya bunlara girmemesidir. Gözenekli dolgu maddesi (15), kompozitin olusturulmasi için alt-tabakanin (10) dis yüzeyi (14) üzerindeki konumunda konumlandirilir ve matris maddesi ( 16), dolgu maddesiyle ( 15) temas halinde veya iletisim halinde yerlestirilir. SEK. Side gösterildigi gibi, matris maddesi (16), asagi yönde süzülme için dolgu maddesinin (15) yukarisina ve yatay yönde süzülme için dolgu maddesi (15) boyunca yerlestirilir. Süzülme sirasinda matris maddesinin (16) yerinin degistirilmesi için kalip bosluguna (l 1) ayrica seramik boncuklar (22) veya diger bir yer degistirme maddesi uygun konumda yerlestirilir. Alternatif olarak, diger bir yer degistirme teknigi kullanilabilir. SEK. 8'in düzenlemesinde, matris maddesi (16), dolgu maddesi (15) çevresinde kalip bosluguna (11) yerlestirilir ve yatay ve dikey olarak dolgu maddesinin içine süzülür. Bu konfigürasyonda, seramik boncuklar (22), matris maddesi (16) çevresine yatay olarak yerlestirilir ve boncuklar (22), yatay olarak süzülmüs matris maddesinin (16) yer degistirmesi için içeri dogru hareket eder. Bir bariyer (24), örnegin esnek bir seramik fiber mat veya dokuma kumas, boncuklar (22) ve matris maddesi (16) arasina yerlestirilebilir. Bariyer (24), genel olarak erimis matris maddesi (16) için geçirimsiz olabilir ve ayrica esnek olabilir ve seramik boncuklardan (22) saglanan basinci matris maddesine (15) iletebilir. Dikey olarak süzülmüs matris maddesinin (16) yer degistirmesi gerekli degildir. Sistem (300), bir firina yerlestirilebilir ve süzülmenin tamamlanmasi için yukarida anlatildigi gibi islemden geçirilebilir. Elde edilen parça, alt-tabakanin dis yüzeyi (14) üzerinde bir seramik maddesine sahiptir ve yukarida anlatildigi gibi fazla matris maddesini içerebilir.

SEK. 9, hem yatay hem de asagi yönde dikey süzülme vasitasiyla bir alt-tabakanin (10) bir dis yüzeyi (14) üzerinde bir kompozit maddenin olusturulmasi için bir sistemi (400) gösterir. Bu düzenlemede, alt-tabakanin (10) bir kismi, kalip boslugunun (1 1) içine yerlestirilir ve bir plaka, kalip boslugunun (11) kapatilmasi için kalipla (12) birlikte kullanilir. P1aka(21), kalip insasi için yukarida bahsedilen herhangi bir madde (örn., grafit, metal veya seramik) dahil herhangi bir uygun maddeden olusturulabilir. Plaka (21), kalip ( 12) ve/veya alt-tabaka (10), kaynaklanabilir maddelerden yapildiginda, bu bilesenlerin herhangi biri, kaynaklama ile baglanabilir; bununla birlikte kaynaklama gerekli degildir.

Sizdirmazlik amaçlari için ve/Veya süzülmenin sonlandirilmasi için ilave bir eleman (23) kullanilabilir ve plakaya (21) bitisik konumlandirilabilir. Grafit folyo veya seramik yün, bu fonksiyonlarin gerçeklestirilmesi için ilave bir eleman olarak kullanilabilir; bunun nedeni, matris maddesinin (15), bu maddeleri islatmamasi veya bunlara girmemesidir. Gözenekli dolgu maddesi (15), kompozitin olusturulmasi için uygun konumda alt-tabakanin (10) dis yüzeyi (14) üzerinde konumlandirilir ve matris maddesi (16), dolgu maddesiyle temas veya iletisim halinde yerlestirilir. SEK. 99da gösterildigi gibi, matris maddesi (16), asagi yönde süzülme için dolgu maddesinin (15) yukarisina ve yatay yönde süzülme için dolgu maddesi (15) boyunca yerlestirilir. Seramik boncuklar (22) veya diger bir yer degistirme ortami da, süzülme sirasinda matris maddesinin (16) yer degistirmesi için uygun konumda kalip bosluguna yerlestirilir. Alternatif olarak, diger bir yer degistirme teknigi kullanilabilir.

SEK. 9lun düzenlemesinde, matris maddesi (16), dolgu maddesi (15) çevresinde kalip boslugunun (11) içine yerlestirilir ve yatay ve dikey olarak dolgu maddesinin (15) içine süzülür. Bu konfigürasyonda, seramik boncuklar (22), yatay ve dikey olarak matris maddesinin (16) çevresine yerlestirilir ve boncuklar (22), süzülen matris maddesinin (16) yer degistirmesi için içeri ve asagi dogru hareket eder. Sistem (400), bir firina yerlestirilebilir ve süzülmenin tamamlanmasi için yukarida anlatildigi gibi islemden geçirilebilir. Elde edilen parça, alt-tabakanin dis yüzeyi (14) üzerinde bir seramik maddeye sahiptir ve yukarida anlatildigi gibi fazla matris maddesini içerebilir.

SEK. 19-20, esasen asagi yönde dikey süzülme ile bir alt-tabakanin (10) bir dis yüzeyi (14) üzerinde bir kompozit maddenin olusturulmasi için bir sistemin (800) diger bir örnegini (10, 10') benzer olabilen bir kazi/madencilik ucu formundaki bir alt-tabaka ile baglantili olarak kullanildigi gösterilen, levha maddeden hazirlanan bir kovan (314) formundaki bir kalibi kullanir. SEK. 19-20,de gösterilen kovan (314), bu tür diger kovanlarla birlikte, 6 anlatilmistir. Kovan (314), yukarida anlatildigi ve SEK. 4-57te gösterildigi gibi kompozit bir kaplamanin (18) olusturulmasi için kullanilabilir. Bir düzenlemede, dolgu maddesi sonra SEK. 4”te gösterilene benzer sekilde, dolgu maddesinin (15) üstüne yerlestirilebilir.

Açiklik (317), dolgu maddesinin (15) ve/veya matris maddesinin (16) yerlestirilmesine yardiinci olmak için huni benzeri bir konfigürasyona sahip olabilir. Diger düzenlemelerde, açiklik (317), sert lehiinleme sirasinda kovan (314), farkli bir yönlendirrnede konumlandirildiginda oldugu gibi, kovan (314) üzerinde baska bir yerde de konumlandirilabilir.

Kovanin (314) levha metali, arzulanan özel bir sekilde biçimlendirilebilen veya imal edilebilen ve süzülme islemi sirasinda süzülen maddeyle veya genellikle süzülme lehimlemesi için gerekli sicakliklarla çözünmeye, erimeye veya istenmeyen bir sekilde zayiflamaya dayanabilen herhangi bir maddeden yapilabilir. Bir örnekte, kovan (314), düsük karbonlu “yumusak” çelikten olusturulabilir. Örnegin, kovan (314), yaklasik 0.25 cm°lik (0.105 in) ortalama bir kovan kalinligina sahip olabilir. Bir düzenlemede, kovan kalinlik) ila 10 Ga ((0.34cm (0.135 in.) kalinlik)) araliginda levha metalden yapilabilir.

Buna zit olarak, SEK. 20°de alt-tabaka (312), kovan tarafindan örtülen bölgede 2.54 cm ila kovan (314), diger bir uygun kalinliga sahip olabilir. Örnegin, baska düzenlemelerde, kovan (314), yaklasik 0.63 cm'lik (0.25 inç) bir kalinliga sahip çelik veya diger bir metalik plakadan yapilabilir veya dökülebilir, bir çubuk stoktan makinede islenebilir veya farkli bir tarzda olusturulabilir. Kovanin (314) farkli kisimlarinin, farkli kalinliklara sahip olabilecegi anlasilmalidir.

Alt-tabakaya (312) kiyasla kovanin (314) nispi inceligi, kovanin (314), kolay, nispeten ucuz bir sekilde olusturulabilecegi anlamina gelir. Bir kovanin basit sekilleri için, nispeten düsük maliyetli bir kovan (314), levha metal parçalarinin kesilmesiyle ve bu parçalarin birarada kaynaklanmasiyla veya sert lehimleninesiyle yapilabilir. Biraz daha komplike sekiller, levha metal parçalarinin, özel konfigürasyonlarda bükülmesiyle ve daha sonra bükülü levha metal parçalarinin birarada kaynaklanmasiyla yapilabilir. Kompleks sekiller, levha metal biçimlendirme islemleri, örnegin derin çekme, Guerin islemiyle biçimlendirme (kauçuk pedle biçimlendirme), hidrolik preste biçimlendirme ve/veya patlayiciyla biçimlendirme ile yapilabilir. Hassas (“kayip mum”) döküm de kullanilabilir; bununla birlikte kayip mum isleminin maliyeti çogu zaman ekonomik olmayacaktir. Özellikle komplike sekiller için, kovan parçalari, bu islemlerin bir veya daha fazlasiyla olusturulabilir ve daha sonra kaynaklaina veya sert-lehimleme ile birlestirilebilir. parçadan olusur. Kovanin (314) iki parçali kovan gövdesi (316), ilk olarak, sirasiyla bir ön flansa (330) veya bir arka flansa (332) sahip bir ön-yari parçadan (326) ve bir arka yari parçadan (328) olusabilir. Ön flans (330), ön yarinin (326) arka kenarindan enine uzanir ve arka flans (332), arka yarinin (328) ön kenarindan enine uzanir. Ön flans (330), kaynaklamayla veya süzüline için amaçlanan maddeye kiyasla daha yüksek bir erime sicakligina sahip bir sert-lehim maddesiyle lehimlemeyle arka Ilansa (332) birlestirilebilir.

Kovan (314), kovanin (314) bütün çevresi etrafinda alt-tabaka (312) yüzeyinin bir kismiyla yüzeyden yüzeye temas halinde yerlestirilmek üzere konfigüre edilen bir konformal banta (320) sahip olabilir; bu sekilde kovan (314), asagida anlatildigi gibi en azindan konfonnal bantta kaynaklama veya sert-lehimleme ile alt-tabakaya (312) baglanir. Diger düzenlemelerde, kovan (314), (flanslarin (330, 332) bulunmayabildigi tek bir parçadan veya daha fazla sayida parçadan olusturulabilir. Iki parçali kovan (314), bazi konfigürasyonlarda buna karsilik gelen tek-parçali kovandan daha kolay bir sekilde olusturulabilir. Iki parçali kovan (314), ayrica uygun tek parçali bir kovanla birlestirmeye kiyasla, bazi konfigürasyonlarda uygun bir alt-tabakaya da daha kolay bir sekilde birlestirilebilir.

Kovan (314), SEK. 20,de bir uç formunda, uygun bir alt-tabakanin (312) bir kismina birlestirilmis olarak gösterilmistir. Alt-tabaka (312) için bir dis geometri, konforrnal banta (320) kaynaklama veya sert-lehimleme için bir baglanma yüzeyini (335) tanimlayan bir birinci gövdeyi (334) içerebilir. Alt-tabaka (312), plato (336) ve çevreleyici yüzeyler gibi, sert maddenin baglanmasi için en azindan bir miktar girinti veya diger bir kabartmayi saglayabilir. Alt-tabakanin (312) uzak bir ucu, açisal bir kenarin (344) ve/veya yuvarlatilmis bir yüzün (346) tanimlanmasi için sekillendirilebilir. Diger bir düzenlemede, alt-tabaka (312), sert madde için herhangi bir girinti veya diger bir kabartmayi saglamayabilir. SEK. 20,den görülebilecegi gibi, kovan (314), konforrnal banttan düzgün bir sekilde uzaklasarak, alt-tabaka (312) ve kovan (314) arasinda bir boslugu (350) tanimlar. Bosluk (350), alt-tabakaya (312) baglanan kaplamanin (gösterilmemistir) elde edilen bir kalinligini tanimlar ve kovanin (314) iç geometrisi, bitirilmis bir parçanin nihai SEK. 19-20°de gösterilen hafif levhadan metal kovan (314), bir alt-tabaka üzerinde hassas hizalama için kolaylikla hareket ettirilebilir ve daha sonra alt-tabakanin çogu yönlendirmesinden bagimsiz olarak alt-tabakaya kaynaklanabilir. Ince metal kovanin, sikistirma veya tamamlayici parçalara ihtiyaç olmadan, kaynaklama veya yüksek sicaklikta sert-lehimleme ile alttaki alt-tabakaya güvenilir bir sekilde birlestirilmesi kolaydir ve olusturulan birlesme yeri, süzülmeli sert-lehimleme için gerekli yüksek sicakliklarda bile akiskan geçirimsizdir. Kaliplar içeren herhangi bir tipte süzüline ile sert yüzey kaplamasinda, erimis metalden sert-lehim maddesi, kalibin içinde kalmalidir. Bu açiklamanin ince metal kovanlari ile, bir alt-tabakaya güvenilir bir birlestirme, ekstra sikistirma veya tamamlayici parçalar olmadan basarilabilir. Elde edilen düzenek, bu nedenle süzülmeli lehimleme için bir firina daha kolay bir sekilde yerlestirilebilir; bu sekilde agir nesnelerin süzülmeyle sert yüzey kaplamasinin daha kolay bir sekilde yapilmasina imkan verir. 800) çesitli özelliklerinin yani sira, bunlarin varyasyonlari, bu bulusun kapsami içinde birlestirilebilir ve birbiriyle degistirilebilir. Benzer sekilde, yukarida anlatilan usullerin tekniklerinin herhangi biri veya bunlarin varyasyonlari, yukarida anlatilan sistemlerin (100, SEK. 10-11, SEK. 4”ün sistemine (100) benzer bir sistemi kullanarak ve yukarida anlatilan bir usulü kullanarak olusturulan bir kompozit maddenin (18) fotomikrograflarini gösterir.

SEK. 10-11, bir sünek demir matris maddesiyle (16) çevrelenmis küresel olarak dökülmüs WC dolgu maddesini (15) gösterir. Matris maddesi (16), sünek demirin özelligi olan grafit nodüllerini içerir. SEK. 10-11”de görüldügü gibi, WC taneciklerinin (15) çogunun küresel sekli korunmustur; bu da, dolgu maddesinin (15), erimis matris maddesi (16) içinde minimal reaksiyonunu veya çözünmesini gösterir. SEK. l 1, kompozit madde (18) ile fazla matris maddesi (19) arasindaki arayüzü (26) gösterir.

Burada anlatilan sistemlere ve usullere uygun olarak üretilen kompozit kaplamalar, mükemmel asinma direnci ve dayanim sergiler. Bir örnekte, numuneler, bir sünek demir matrise sahip küresel dökülmüs WC, kirilarak dökülmüs WC ve semente WC kullanarak, SEK. 4”ün sistemine (100) benzer bir sistemi kullanarak ve yukarida anlatilan bir usulü kullanarak hazirlandi. Kiyaslama için 1177°C'de (2050°F) vakumlu süzülineyle, nikel esasli alasimlar ve bakirla takviye edilmis döküm ve semente WC numuneleri hazirlandi.

Kiyaslama için D2 çeligi de kullanildi. Bu numuneler üzerinde, ASTM G65”in A Prosedürü7ne uygun olarak kuru kumlu lastik tekerlek (DSRW) asindirma testleri (ASTM G65) gerçeklestirildi. Test sartlari asagidaki gibiydi: . Toplam dönüs : 6000 . Numune üzerindeki yük: 13.6 Kg (30 lb) - Kum akis hizi : 300-400 g/dk.

Ayni asinma izi bölgesinde iki ardisik DSRW testi gerçeklestirildi ve ikinci test sirasinda kaybedilen kütle, maddenin çizilmeli asinma kaybinin bir temsilcisi olarak alindi.

Asagidaki Tablo 1,den görülebilecegi gibi, küresel dökülmüs tungsten karbür/sünek demir, ardindan kirilarak dökülmüs tungsten karbür/sünek demir, diger maddelere kiyasla mükemmel asinma direnci sergiledi. Numuneler, kaplamalar olarak hazirlandi ve alt- tabaka, test için alt-tabakaya yakin yüzeyin açiga çikarilmasi için makinede isleme ve taslama ile çikarildi.

Tablo 1: Farkli malzemeler üzerinde kuru kumlu lastik tekerlek (DSRW) testi verileri Karbür maddesi Küresel dökülmüs Kirilarak dökülmüs Semente karbür/DI Küresel WC/Ni-7Cr-3Fe- 4.5 Si-3. lB dökülmüs Semente karbür/N i- 7Cr-3Fe-4.SSi-3.1B Kirilarak dökülmüs WC/Ni-7Cr-3Fe- 4.5Si-3.1B Kirilarak dökülmüs Semente karbür/Cu D2 takim çeligi kaybi, g yogunluk, g/cc Hesaplanan 12.18 12.18 .95 12.58 11.37 12.58 13.02 11.83 17.35 .10 11.13 31.28 32.05 Roekwell Sertligi, Yukaridaki Tablo l,in neticelerinden görülebilecegi gibi, küresel dökülmüs WC ve kirilarak dökülmüs WC kombinasyonunda sünek demir kullanimi, diger kombinasyonlara kiyasla daha az kütle ve hacim kaybina yol açti. Ayrica, WC ve sünek demir kombinasyonlari, diger kombinasyonlarla kiyaslanabilen sertlige sahipti. Ayrica, sünek demir, test edilen diger matris alasimlarina, özellikle Ni ve Cu alasimlarina kiyasla önemli ölçüde daha ucuzdur. Buna göre, bu test, bu bulusun düzenlemelerine uygun sistemleri ve usulleri kullanarak bir sünek demir matris maddesinden ve WC dolgu maddesinden hazirlanan bir kompozitin avantajli kullanimini gösterir.

Burada anlatilan sistemin, usulün ve ürünün çesitli düzenlemeleri, mevcut teknolojiyi asan yararlar ve avantajlar saglar. Örnegin, elde edilen kompozit ürün, mükemmel asinma direnci ve dayanim sergiler ve ekonomik olarak üretilebilir. Diger bir örnek olarak, sistem ve usul, asinmaya dirençli bir maddenin, maddenin erime noktasi, süzülme islemi için uygun oldugu sürece, dövme, döküm ve toz metalurjisi metalik alt-tabakalarinin yani sira seramikler veya seramik esasli kompozitler gibi metalik olinayan alt-tabakalar dahil çok çesitli farkli alt-tabakaya tatbik edilmesi için kullanilabilir. Diger bir örnek olarak, sert- lehimleme tekniklerinin kullanimi, maddenin biçimlendirilmesi ve alt-tabakaya baglanmasinin, tek bir asamada gerçeklestirilmesine imkan verir. Ayrica, sert-lehimleme teknikleri, tipik olarak döküm ve diger tekniklere kiyasla süzülme için daha uzun bir süreyi bazi düzenlemelerde daha büyük) imkan verir. Buna göre, dökümün yani sira diger sert yüzey kaplama islemleri, örnegin plazma transferiyle ark kaynagi kaplamasi, isil püskürtme vs. dahil mevcut tekniklere kiyasla daha kalin kaplamalar da üretilebilir. Diger bir örnek olarak, sistem ve usul, dolgu maddesi ve matris maddesi arasinda daha az reaksiyona ve yüksek asinma ve dayanim sergileyen iyi mikroyapilara yol açacak sekilde, diger islemlere (örn., döküm) kiyasla daha düsük fazla isitmayi kullanabilir. Ayrica, daha düsük reaksiyon derecesi, dolgu maddesi için kullanilmak üzere daha küçük tanecik boyutlarina veya çok sayida tanecik boyutuna imkan verir; bununla sert dolgu maddesinin daha büyük yogunlugu basarilabilir. Yukarida anlatildigi gibi, matris maddesinin daha büyük akma dayanimi ve kompozit maddenin daha büyük toplam asinma direnci de basarilabilir. Diger bir örnek olarak, sistemde ve usulde tesirsiz bir atmosferin kullanimi, bilesenlerin oksidasyonunu asgariye düsürür veya önler ve uçucu unsurlarin matris maddesinden buharlasmasini kontrol ederek, siçramayi azaltabilir. Diger faydalar ve avantajlar, teknik alanda vasifli kisilerce farkedilecektir.

Burada birkaç alternatif düzenleme ve örnek, anlatilmis ve açiklanmistir. Teknik alanda siradan bir vasfa sahip bir kisi, ayri düzenlemelerin özelliklerini ve bilesenlerin olasi kombinasyonlarini ve varyasyonlarini takdir edecektir. Teknik alanda siradan bir vasfa sahip bir kisi ayrica, herhangi bir düzenlemenin, burada açiklanan diger düzenlemelerle kombinasyon halinde de saglanabilecegini takdir edecektir. Bulusun, özünden ve esas özelliklerinden ayrilmadan diger özel formlarda somutlastirilabilecegi anlasilmalidir. Bu nedenle, bu bulusun örnekleri ve düzenlemeleri, kisitlayici degil, her açidan örnekleyici olarak degerlendirilmelidir ve bulus, burada verilen detaylarla sinirlandirilmis degildir.

Burada kullanilan “üst”, “alt” vs. gibi nispi terimlerin, sadece açiklayici amaçli olmasi ve düzenlemeleri herhangi bir sekilde sinirlandinnamasi amaçlanmistir. Bu tarifnamede yer alan hiçbirsey, isteinlerle özel olarak zikredilmedikçe, bu bulusun kapsami içinde yer almak için yapilarin özel üç boyutlu bir yönlendirmesini gerektiriyor olarak yorumlanmamalidir. Yine, okuyucuya, ekli çizimlerin mutlak bir sekilde ölçege uygun çizilmedigi bilgisi verilecektir. Ayrica burada kullanilan “çok sayida” terimi, gerektiginde, sonsuz bir sayiya degin, ayirici veya birlestirici bir sekilde birden büyük olan herhangi bir sayiyi ifade eder. Ayrica, burada kullanilan bir ürün veya tertibatin “saglanmasi”, genel olarak ürünün, ürün üzerinde gerçeklestirilecek gelecekteki eylemler için kullanilabilir veya erisilebilir kilinmasini belirtir ve ürünü saglayan tarafin, ürünü imal ettigini, ürettigini veya tedarik ettigini veya ürünü saglayan tarafin, ürünün mülkiyetini veya kontrolünü elinde bulundurdugunu ifade etmez.

Claims (16)

ISTEMLER

1. Bir usul olup, asagidakileri içerir: yüzey, kalibin (12) bir bosluguyla iletisimde olacak sekilde, bir kalibin (12), bir alt- tabakanin (10) bir yüzeyine yakin olarak konumlandirilmasi; kalibin (12), kaynaklama veya sert-lehimleme ile alt-tabakaya (10) tutturulinasi; gözenekli asinmaya dirençli bir maddenin (15), yüzeye (14) yakin olarak bosluk (1 1) içine yerlestirilmesi; bir metalik matris maddesinin (16), boslukla (11) iletisim içinde yerlestirilmesi; burada matris maddesi, sünek demir içerir; kalibin (12) ve matris maddesinin (16), matris maddesinin (16) erime noktasinin yukarisindaki bir sicakliga isitilmasi ve matris maddesinin (16), erimis formda asinmaya dirençli madde içine süzülmesi ve alt-tabakanin (10) yüzeyi (14) ile temas etinesi için yeterli bir süre boyunca sicakligin, erime noktasinin yukarisinda tutulmasi; ve matris maddesinin katilastirilmasi ve alt-tabakaya (10) ve kaliba (12) baglanan matris maddesi içine gömülü asinmaya dirençli maddeyi (15) içeren asinmaya dirençli kompozit bir kaplamanin (18) olusturulmasi için kalibin (12) ve matris maddesinin sogutulmasi.

2. Istem Pin usulü olup, burada matris maddesinin ( 16) sünek demiri, agirlik yüzdesi elementler ve katiskilardan olusur.

3. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada asinmaya dirençli madde (15), karbürler, nitrürler, borürler, silisürler, geçis metallerinin metallerarasi bilesikleri ve bunlarin kombinasyonlarindan olusan gruptan seçilen bir veya daha fazla maddeyi içerir.

4. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada kompozit kaplama (18), alt- tabakanin (10) çok sayida yüzeyi ( 14) üzerinde olusturulur.

5. Istem l-4iten herhangi birinin usulü olup, burada kompozit kaplama (18), alt-tabakanin (10) yüzeyinin (14) sadece bir kismi üzerinde olusturulur.

6. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada gözenekli asinmaya dirençli madde (15), gözenekli ön-formun olusturulmasi için sinterleme veya bir polimer maddesiyle birarada baglanan bir parçacikli maddeden olusturulan gözenekli bir ön-form formundadir.

7. Istem 1-53ten herhangi birinin usulü olup, burada gözenekli asinmaya dirençli madde (15), gevsek bir parçacikli madde forinundadir.

8. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada kalip (12), boslugun (11) tanimlanmasi için alt-tabakaya (10) baglanan bir levha metal kovani (314) içerir; burada kovan (314), kovanin (314) disina açilan bir açikliga (317) sahiptir ve burada gözenekli asinmaya dirençli madde (15), açiklik (317) içinden sokularak bosluk (11) içine yerlestirilir.

9. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada isitma, bir firin haznesi (31) içinde gerçeklestirilir; usul ayrica, sicakligin, matris maddesinin (16) erime noktasina erismesinden önce haznenin (31) tahliye edilmesini içerir.

10. Istem 9”un usulü olup, ayrica matris maddesinin (16) erimesinden sonra, hazneye (31) bir tesirsiz gazin sokulmasini içerir.

11. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada kalip ( 12), gözenekli asinmaya dirençli madde (15) ile temas halinde geçirgen bir kisma (33) sahiptir; usul ayrica, matris maddesinin (16) erimesinden önce tesirsiz bir gazin, hazne (3 `1) içine sokulmasini içerir.

12. Istem 7”nin usulü olup, burada bosluk içinde bulunan asinmaya dirençli madde, birincil olarak boyutu 1 mm'den küçük olan taneciklerdir.

13. Istem 1,in usulü olup, burada kaplama, en azindan 19 cm (7.5 inç) olan bir kalinliga sahiptir.

14. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada asinmaya dirençli maddenin (15) süzülmesi, yukari yönde dikey süzülmedir.

15. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada kalip (12) ve matris maddesi (16), l 175°C ila 1246°C araliginda bir süzülme sicakligina isitilir.

16. Önceki istemlerden herhangi birinin usulü olup, burada kalip ( 12), kaynaklama veya sert-lehimleme ile alt-tabakaya (312) baglanacak olan bir konformal banta (320) sahip ince levha metalden bir kovani (314) içerir.