162686. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pórusos fémréteg előállítására

7 162686 8 alkotónak az alapanyagra való ráöntése. A pórusos réteget lényegében egymással kapcsolódó pórusok jellemzik, ilyen nyitott szerkezetet tömörített vagy extrudált rétegbó'l nem lehet kialakítani. Az egyik eló'nyös eljárási változat szerint a rézötvözet alapanyagot először egyenletes vastagságú folyékony kötőanyag filmmel vonjuk be, pl. mátrással, festéssel vagy szórással. A rézpormatrix és a kötőfémötvözet por egyenletes keverékét ezután bevonatként lényegében egyenletes vastagságban felvisszük a kötőanyag filmre. A bevonást számos lépésben hajthatjuk végre olymódon, hogy minden felvitel után a feleslegben lévő nem tapadó porkeveréket lerázzuk, majd ezután további porréteget szórunk rá. Ezt a műveleti sorrendet rendkívül kielégítőnek találtuk ahhoz, hogy a három fő alkotó között szilárd fémkötést biztosítsunk. A végső réteg hatásos pórussugara lényegében egyenletes és vastagsága kielégítő mértékben állandó. Ez az egymást követő lépésekből álló eljárás a vékony pórusos fémréteg kialakítására rézötvözet alapanyagon nem tartozik a találmány oltalmi körébe. Eló'nyös, bár nem döntő művelet az, hogy további vékony matrixpor bevonatot hordunk fel az első laza folyékony kötőanyag-matrixpor kötő fémötvözet bevonat kialakulása után. Ennek a végső matrixpor bevonatnak célja a túlságos mértékű ötvöződés lehetőségének vagy az első matrixpornak a kötő fémötvözet által okozott. eróziójának csökkentése további por alakú anyag jelenlétével, amellyel a legkülső részén lévő kötőfémötvözet előnyösen reakcióba léphet. Alternatív módszer a rézötvözet alapfémen laza bevonat előállítására a következő műveletekből állhat: először a kötő fémötvözetport visszük fel, majd a matrixpor-kötőanyag keverékét, vagy először a matrixpor-kötőanyag keverékét visszük fel és utána a kötő fémötvözetport. Miután a laza bevonat kialakult az alapanyagon, akkor a félterméket nem oxidáló atmoszférában 540 C° alatti hőmérsékletre hevítjük a folyékony kötőanyag elpárologtatásához elegendő ideig, hogy száraz matrix-fémötvözet bevonatot alakítsunk ki az alapanyagon. A fűtés lehet közvetett, pl. forró gázzal kezeljük a bevont alapanyagot, vagy a félterméket közvetlenül hevítjük fűtőelemként alkalmazva ezt villamos áramkörben, ahol a feszültséget és áramerősséget ellenőrizzük. Közvetett fűtésű kemencéknél, amelyekben a bevont anyag egy helyben marad, a részleges fűtési folyamatot előnyösen 330 C°/óra ütemet meg nem haladó sebességgel hajtjuk végre; ennél nagyobb sebességnél a kötőanyag elpároigása oly gyorsan következhet be, hogy a fejlődő gőz felemeli vagy magával ragadja a port. Ez utóbbi kedvezőtien mind a por lazítása, mind a matrixpor és a kötő fémötvözet viszonylagos mennyiségeinek esetleges megváltoztatása szempontjából, amelyet a gőzzel elszállított részecskék okozhatnak. Ilyen kemencékbe az első fütésj lépést előnyösen kb. 220 C°/óra sebességgel hajtjuk végte. 330 C°/óra értéket meghaladó fűtési sebesség eló'nyös lehet olyan kemencékben, ahol a bevont alapanyagot közvetlenül fűtjük és/vagy mozgatjuk a kemencén keresztül, (1. 5. példa). A kezdeti hevítést 540 C° alatt végezzük, mivel a megfelelő folyékony kötőanyagok kb. 540 C°-on tökéletesen eltávoznak és a fűtési sebsséget az utolsó fűtési szakaszban káros hatás bekövetkezése nélkül növelhetjük. Amint előzőekben jeleztük, a kezdeti fűtési lépés vagy kémiailag közömbös atmoszférában, mint nitrogénben, vagy redukáló atmoszférában, pl. hidrogénben hajtható végre. Bár nem lényeges, de kis mennyiségű folyatószert, pl. borax-alapú íipust a laza bevonatba beépíthetünk. A folyatószer a matrixpor-kötőfémötvözet teljes mennyiségének legfeljebb 5 súly%-a legyen. Ezek a folyatószerek oldószerként működnek az alapanyagon lévő rézoxid bevonatra, tehát ha folyatószert alkalmazunk, akkor redukáló atmoszféra egyik hevítő lépéshez sem szükséges, még akkor sem, ha az alapanyagot előzőleg oldószerrel nem tisztítottuk meg. A második vagy végső hevítési lépésben a száraz ibevont alapanyagot nem oxidáló atmoszférában, előnyösen az első hevítési lépésben alkalmazottnál nagyobb sebességgel maximum 730-845 C° hőmérsékletig tovább hevítjük. Ezt az utóhevítési lépést addig végezzük, amíg a kötő fémötvözet megolvad, és összeolvad az alapanyaggal és a matrix-szal, így 3,2 mm-nél vékonyabb, rendezetlen halmazú részecskékből álló réteg alakítható ki, amely a szomszédos részecskék 5 között 1,2-190 M pórusrádiuszú belső és egymással közlekedő pórusokból álló egyenletes szerkezetet képez. Ennek a lépésnek a hevítési sebessége úgy szabályozandó, hogy hosszabb időtartamra az előírt max. hőmérséklet túllépése nem következhet be. Ha ugyanis ez bekövetkezik, akkor az 10 alapanyag — legalábbis részben — megereszkedik, így a késztermék csökkent szakítószilárdságú lesz és nagy százalékos nyúlást mutat, vagyis ugyanazokat a hátrányokat, amelyek a szinterezési eljárással készült pórusos rézréteget tartalmazó alapanyagokra jellemzők. A maximális hőmérsék-15 léten a kezelési idő túllépése azzal jár, hogy túlolvadás következtében a kötő-rézötvözetnek a pórusokba történő befolyását okozza, amire az előzőekben már utaltunk. Másrészt tömegtermeléshez és a gyártás nagy termelékenységéhez / a végső hevítési sebességnek olyan nagynak kell lennie, 20 amennyire csak lehetséges, előnyösen 550-1100 C°/óra értékűnek közvetettt fűtésű kemencékben, ahol a folyamat stacioner módon megy végbe. Azt tapasztaltuk, hogy az idő-hőmérséklet viszony a végső hevítési lépés utolsó szakaszában rendkívül fontos kiváló 25 minőségű tárgyak készítéséhez. Pl. viszonylag alacsonyabb maximális hőmérséklet kielégítő lehet, ha a bevont alapanyag viszonylag hosszabb ideig tartózkodik ezen a hőmérsékleten. Ezenkívül a kötő fémötvözet por felületi oxidációs állapota is befolyásolhatja a végső hevítési lépés időtartamát és maximá-30 lis hőmérsékletét. <ia a kötő fémötvözetet hosszú ideg tartjuk oxidáló atmoszférában, viszonylag hosszabb és magasabb hőmérsékletű végső hevítési lépésre van szükség az oxid eltávolításához és a kötőfém-rézötvözet kötés előállításához. Általában az utóhevítést meg kell szüntetni a maximális 35 hőmérséklet elérése előtt azért, hogy elkerüljük annak észrevehető mértékű túllépését. Az utóhevítési lépésben a gáz-atmoszféra ugyancsak nem oxidáló kell legyen. Ha a kötőfémötvözet lényeges oxidbevonatot tartalmaz, a gáznak redukálónak, azaz hidrogén tártaim ú-40 nak kell lennie az oxid eltávolítása céljából. Bár nem lényeges, de előnyös ugyanannak a gáz-atmoszférának alkalmazása mind a részleges, mind a további hevítési lépésben. Az alapanyag részleges lágyulásának elkerülése céljából a kész tárgyat azonnal lehűtjük a végső hevítési lépés maximális 45 hőmérsékletéről 730 C° alá. Ez elvégezhető olymódon, hogy a hevítést befejezzük, és előnyösen hideg levegőt cirkuláltatunk a kályha bélése körül. A találmányt a következő példák segítségével tökéletesebben megérthetjük. 60 1. példa Ez a példa a találmány szerinti eljárást szemlélteti, 55 amellyel pórusos rézréteget alakítunk ki 99% rézből és 1% vasból álló 25,4 mm belső átmérőjű csövek külső felületén. A csövek hosszúsága 1,5 méter; felhasználási céljuk hőcserélőbe történő beszerelés. A csövek külső felületét zsírtalanító oldószerrel mossuk és gO megszárítjuk. Ezután a megtisztított csöveket vízszintesen helyezzük el, és 50-50 súly% izobutilén polimer és kerozén folyékony kötőanyaggal kezeljük a csövek külső felületét, a csöveket forgatjuk szükség szerint, hogy teljes bevonást biztosítsunk. A kötőanyaggal bevont vízszintes csöveket gg 10-12 percig szárítjuk a felesleges folyadék eltávolításához vízszintesen, majd 180°-kai megforgatjuk és további 10 percig álló helyzetben tartjuk, hogy biztosítsuk a folyékony kötőanyagoknak a cső külső felületén való egyenletes eloszlását. 92 súly% rézből és 8 súly% foszforból álló kötő fémötvözet-70 port rézporral keverünk össze olyan arányban, hogy 82,5 súly% rézpor mátrixot és 17,5% kötőfémötvözetet tartalmazó 100-325 mesh azaz 149-44M részecskeméretű keveréket kapjunk. A porkeveréket a folyékony kötőanyaggal bevont csőfelületre szórjuk, utóbbit vízszintesen helyezzük el, és • 75 lassan forgatjuk szórás közben az egyenletes bevonás biztosiéi