162686. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pórusos fémréteg előállítására

5 162686 6 Ennek megfelelően alkalmazható ennek a két alkotónak az összeolvasztására és szilárd mettallurgiai ötvözetkötés létrehozására anélkül, hogy a rézötvözet alapanyag észrevehetően lágyulna (és megereszkedne). Előnyös kötőotvözet 92 súly% rézből és 8% foszforból áli, amelynek kezdeti olvadáspontja kb. 720 C* körül van. Foszfor helyett antimon használható a foszfornál leírt azonos olvadáspontot csökkentő hatással. Azt tapasztaltuk, hogy az antimon felhasználásának tartománya 25-95 súly% között van. A matrixpor rezet, acélt vagy rézötvözeteket pl. sárgarezet vagy bronzot tartalmazhat. Az acél, amelyet fő alkotóként vasat tartalmazó fémként határozhatunk meg, lényegében azonos eredménnyel a réz helyett felhasználhatónak bizonyult. Azt tapasztaltuk, hogy a kötő fémötvözetpor bevonatot alakít ki az acél matrixporon, és ezáltal az acélszemcséket egymáshoz és a réz alapanyaghoz köti. A réz alapanyag általában tiszta réz és 35 súlyáig ötvöző fémeket tartalmazó fémes keverék lehet. A DHP-réz meghatározást a Copper Development ASSn., Inc., 405 Lexington Avenue, New York, New York intézet használja nagy foszfortartalmú dezoxidált réz megjelölésére, amely nagy maradékfoszfor-tartalmú, de viszonylag tiszta réz. Mind a rézpor matrix és a kötő fémötvözet részecskék méretét úgy szabályozzuk, hogy 30 mesh méretű szitán áthulljanak, azaz max. 600/x átmérőjűek legyenek. Bár a részecskék alakja tetszőleges, pL gömbalakú, granulált vagy vékony lapocska alakú lehet, de 30 mesh méretnél kisebbek kell legyenek ahhoz, hogy a pórusos rétegben olyan pórusokat alakítsanak ki, amelyek kis hőmérséklet-különbség hatására aktív forrási gócokat hoznak létre. Nagyobb részecskék 190junál nagyobb egyenértékű pórussugarú pórusos réteget eredményeznek. Másrészt a réz matrix és kötő fémötvözet részecskéknek elegendően nagynak kell lenni ahhoz, hogy 500 mesh méretű szitán fennmaradjanak, azaz min. 25 M átmérőjűek legyenek. Ennél kisebb részecskék olyan pórusos rétegeket eredményeznek, amelyek egyenértékű pórussugara túlságosan kicsi a buborékok kibocsátásához. Általában nagyobb részecskékből olyan pórusos réteg készülhet, amelyek egyenértékű pórussugara viszonylag nagy, ezek viszont előnyöesek viszonylag nagy felületi feszültségű folyadékok forralásához. Ennek az ellenkezője is igaz. Meg kell jegyeznünk azonban, hogy nincs pontos összefüggés a matrix és kötő fémrészecskék méretei és az egyenértékű pórussugár között. Ez részben azért van, mert az adott pórusos réteg előállításához használt egyes részecskék nem szükségszerűen azonos alakúak és ezek a részecskék alakjukban nem szükségszerűen felelnek meg más pórusos rétegek előállításához alkalmazott eltérő szitafinomságú részecskéknek. Ezenkívül a részecskék rendezetlen halmazként helyezkednek el az alapfémen, és belső, valamint összekötő pórusok méretei lényegesen változhatnak. Egy adott pórusos réteg egyenértékű pórussugarát, amint azt itt leírjuk, a következő módszerrel határozzuk meg: a pórusos réteg egyik végét függőlegesen jól nedvesítő folyadékba mártjuk és mérjük a folyadék kapilláris emelkedését a pórusos forraló réteg felülete mentén az idő függvényében, majd ezután összefüggésbe hozzuk a közelítő egyenértékű pórussugárral. Az eljárásban fém matrix részecskék és kötő fémötvözet részecskék céljára használható 30-500 mesh azaz 600-25/J részecske mérettartományon kívül tetszés szerinti kiviteli alakú termékhez lényegében minden alkotó részecskéinek előnyösen 250 mesh mérettartományon belül kell lennie. Ez azt jelenti, hogy a legnagyobb részecskék a legkisebb részecskéktől legfeljebb 250 mesh méretben különböznek. Ez az összefüggés biztosítja, hogy a pórusos forralóréteg lényegében minden irányban egyenletes. Ha az alkotók részecskemérete 250 meshnél nagyobb mértékben különbözik, akkor a legkisebb részecskék hajlamosak a rézötvözet alaphoz legközelebbi szintbe való kiülepedésre, és a legnagyobb részecskék a fedőszint kialakítására. Pl., ha a kötő fémötvözet részecskék sokkal kisebbek mint a matrix fémrészecskék, akkor utóbbi nem kerül szoros érintkezésbe a rézötvözet alapanyaggal. Ellenkező esetben, ha a matrix fémrészecskék sokkal kisebbek, mint a kötő fémötvözet részecskék, akkor elsősorban az előzőek kerülnek érintkezésbe az alapanyaggal. Bármelyik következik be, az előálló pórusos fémréteget viszonylag 5 alacsony forralasi tényező jellemzi (mivel az egyenértékű pórussugarak túlságosan széles tartományt foglalnak el), és kis szilárdságú (mivel a részecske-eloszlás egyenetlen, és a repedési szilárdság kicsi). Azt tapasztaltuk, hogy 100-325 mesh azaz 149-44 p tartományú részecskeméretek megfelelő lőek 37-50M egyenértékű pórussugarú pórusos forralórétegek kialakításához, amely viszonylag kis felületi feszültségű folyadékok forralásához, mint halogénezett szénhidrogén hűtőfolyadékok, levegő, oxigén és nitrogén, előnyös. Az egyik előnyös termékben, a matrixpor és a kötő 15 fémötvözetpor lényegében azonos szemcseméret eloszlású, tehát nagy szilárdságú pórusos rétegeket és nagy forráshő átadási tényezőt biztosítanak olyan rézötvözet alapon, amely megtartja eredeti méreteit, alakját és nem csökkent, magas szilárdságát és folyáshatárát. 20 A kötő fémötvözet a matrixpor a kötőfémötvözet teljes mennyiségének 10-30 súly%-át képezi. Ennek a tartománynak az alsó határát az a követelmény határozza meg, hogy elegendő fémötvözetet biztosítsunk a rézötvözet alapanyag és a réz, rézötvözet vagy acél matrixpor nedvesítéséhez, vala-25 mint a matrix részecskék és az alapanyag közötti szilárd fémötvözet kialakításához. A 30 súly%-os kötőfémötvözet felső határt az dönti el, hogy elkerüljük utóbbiból olyan nagy mennyiség jelenlétét, amely túlságos mértékű ötvöződést vagy az összeépülés közben eróziós hatást eredményez, és ezáltal a 30 forráshő átadás növeléséhez szükséges kis egyenértékű pórussugarak képződését akadályozza. Az eljárás előnyös foganatosításában a kötő femötvözetpor a réz matrix és kötő fémötvözet teljes mennyiségének 17,5 súly%-át képezi. 35 A közömbös folyékony kötőanyag szerepe az, hogy a fémmatrixport és a kötő fémötvözetport a rézoivozet alaprögzítse a bevonási hőmérsékleten olymódon, hogy az alapanyagot a kemencén belül mozgatni és a kívánságnak megfelelően elhelyezni lehessen. Az alkalmazható kötőanyagok-40 nak környezeti hőmérsékleten folyékonynak, a laza bevonat egyéb alkotóival szemben közömbösnek (vagy kémiailag nem reagálónak), valamint előnyösen közepesen nagy. illékonyságúnak és kis latens hővel rendelkezőnek kell lennie. Különböző műanyagok alkalmazhatók a fém matrix és a 45 kötőfémötvözet szuszpendálásár a pl. kb. 140 000 molekulasúlyú izobutilén polimer, amelyet a kereskedelemben „Vistanex,, néven ismernek és oldószerekben, pl. kerozénban van oldva. Előnyösen alkalmazható kötőanyag az 50 súly% Vistanex és 50 súly% kerozén keveréke. Más szerves vegyi-50 anyagok pL toluol, metilalkohol, etilalkohol vagy aceton is alkalmazhatók oldószerként és/vagy hígítóanyagként. Az utóbbiak folyékony kötőanyaggal alkotott elegye előnyösen nem párolog el teljesen, mielőtt a hőmérséklet elérné a 300 C°-ot. Ebből a szempontból stabilizált kőolajpárlat is alkal-55 mázható. Bár nem lényeges, de választhatunk olyan kötőanyagot, amely a fémmatrixot és a kötőfémötvözetport időszakosan szuszpendálja, és iszapot képez előnyösen festékszerű konzisztenciával Ebben az esetben a kötőanyag-hordozó mennyi-60 ségét a kívánt viszkozitású iszap előállítása határozza meg, amely célszerűen kb. 3 000 cP kb. 0,2-0,3 mm vastagságú porózus rétegek előállításához. Az iszapos forma különösen megfelelő rézötvözet alapanyagok viszonylag nehezen hozzáférhető felületein, mint pl. csövek belső felületein, a laza 85 réteg kialakításához. Erős mechanikai kötés biztosításához a pórusos réteg és az alapanyag között az szükséges, hogy az utóbbit alkalmas vegyszerrel, pL széntetrakloriddal történő mosással zsírtalanítsuk. 70 Értelmezésünk szerint a „laza bevonat" előállítási művelete rézpor matrix, kötő fémötvözetpor és folyékony kötőanyag felhasználásával minden felhordási módszerre vonatkozik, amely észrevehető külső nyomás alkalmazása nélkül kerül végrehajtásra, pl. szórás, a rézötvözet alap fémnek egy• 75 vagy több folyadékba történő bemártása, vagy egy vagy több 3