196529. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektród előállítására vákuumos áramköri megszakítók részére
7 196529 8 végzünk, amikoris az elektromosan vezető fém olvadáspontjánál magasabb, de a tűzálló anyag olvadáspontjánál alacsonyabb hőmérsékletet alkalmazunk. Az előzetes vizsgálatok szerint valószínűsíthető, hogy a dielektromos szilárdság értékében és szóráséban elért jelentős javulást az elektród anyagának nagy tisztasága, valamint az a tény okozza, hogy az elektród anyagában gázok és különösen az oxigén nem tudnak bejutni, az oxidok kialakulása elkerülhető. Lényegesnek tűnik az is, hogy az elektród anyag a forró izosztatikus össznyomásra alapvetően gázmentes állapotba kerül az előszinterelés során. Minden bizonnyal ez is jelentősen hozzájárul a dielektromos szilárdság javulásához, mivel a szintereit anyagban a szerkezeti hibák részaránya kicsi, az anyag sűrűsége a kívánt szintet éri el. A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös foganatositási módja szerint a porított nyersanyagot tömörítéssel először a kívánt elektródalakra hozzuk, majd a tömörítvényt redukáló hatású, például hidrogénből álló atmoszférában elöszintereljük és ezzel redukáljuk az oxidtartalmat. Ezzel a megoldással a forró izosztatikus összenyomás közben elkerülhető az elektród deformálása, csökken a végleges megmunkálás ideje és anyagmegtakaritás érhető el. Ha a nyersanyagokat porított formában kapszulában helyezzük el és forró izosztatikus összenyomásnak vetjük alá, nehezebbé válik a kívánt elektródalak létrehozása és viszonylag nagy mennyiségű anyagot kell az összenyomás után kapott termékről eltávolítani, hogy az elektród kivánt alakja előállítható legyen. A nagy sűrűségű szintereit test előállítása szempontjából előnyös a nyersanyag gáztalanítása az előszinterelés előtt, mégpedig vákuumban, vagy pedig redukáló atmoszférában végzett intenzív hevítéssel. Az előszinterelés környezetét és közegét feltétlenül hidrogénatmoszféraként kell meghatározni. Ha az előszinterelést vákuumban hajtjuk végre, az oxidok redukálása nem kielégítő. Különösen vonatkozik ez a króm oxidjaira. A tapasztalat szerint a vákuumos előszinterelés után forró izosztatikus összenyomásnak kitett anyag dielektromos szilárdsága nem jobb, mint az előzőleg ismert eljárásokkal előállított anyagoké. Fontos, hogy lehetőség szerint az elószinterelést szilárd fázisú szinterelésként hajtsuk végre, anélkül, hogy a por alakú nyersanyag megolvadna. Másrészt fontos viszont, hogy viszonylag nagy hőmérsékletet alkalmazunk, ezért célszerűen az elektromosan vezető fém olvadáspontjához közvetlenül közel levő, de annál valamivel alacsonyabb hőmérsékletet választunk. Ajánlatos olyan tisztaságú hidrogénatmoszférát kialakítani, amelyben az előszinterelés legfeljebb -70 °C harmatpontú környezetben hajtható végre. Nyilvánvalóan a lehetőségek határain belül korlátozni kell az oxigén és oxidok jelenlétét a hídrogénatmoszférában. Az elószinterelt testet célszerűen 20% alatti porozitással hozzuk létre, aminek eredményeként az ezt követő forró izosztatikus összenyomás során a gázzárványok nagyobb mérvű kialakulása és az oxidmaradványok megmaradása elkerülhető. Mint már az előbbiekben említettük, a tömörítvényt hidrogénatmoszférában végzett előszinterelés után folyékony fázisú szinterelés biztosítása mellett forró izosztatikus őszszenyomásnak alávetve nagy sűrűségű színtereit test nyerhető. Ennek a kívánatos eredménynek az elérése annak köszönhető, hogy a forró izosztatikus összenyomás során az elószinterelt testben maradt pórusok könnyen összetörnek, mivel a megelőző műveletek eredményeként az oxidok mennyisége minimálisra csökken és gyakorlatilag nincsenek jelen gázzárványok. A minőség szempontjából igen hatásos, hogy az elektromosan vezető fém megolvad, körbeveszi a tűzálló fém vagy más tűzálló anyag részecskéit, mivel ez az oxidok távoltartását biztosítja, kialakulásukat nehezíti. Az elektromosan vezető fém és a kerámia anyagok összekapcsolása nedvesithetóség szempontjából kedvezőtlen. Hagyományos szinterelési eljárásokkal az ilyen összetételű keverékből nehezen lehet sűrű színtereit testet előállítani. A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy a hidrogénatmoszférában végzett előszinterelés és az ezt követő forró izosztatikus összenyomás még az eddig kedvezőtlennek tekintett kerámia anyagok mellett is biztosítja azt a kivánt szilárdságú anyagot, amely vákuumos áramköri megszakító elektródjának alapanyagaként szolgálhat. A forró izosztatikus összenyomás során alkalmazott hevitési hőmérséklet magasabb az elektromosan vezető fémes anyag olvadáspontjánál, de alacsonyabb a tűzálló anyag olvadáspontjánál. A gyakorlat azt mutatja, hogy ha lehetséges, akkor az elektromosan vezető anyag olvadáspontja és azt 200 °C-kal túlhaladó érték közötti hőmérséklettartományba eső szinten célszerű ennek a műveletnek a hőmérsékletét meghatározni. Kísérletet végeztünk rézpor és kerámiapor hidrogénatmoszférában történő elöszinterelésével. A szintereit teste hermetikusan fémkapszulába zártuk le és a forró izosztatikus összenyomást erre alkalmazott 2000 kg/cm2 nyomással végeztük el. A tapasztalat szerint a szintereit anyagban alig maradt gázzárvány, maga az anyag a kívánt nagy sűrűséget mutatta. A forró izosztatikus összenyomás alkalmazása során az elószinterelt testet kapszulában helyezzük el és a kapszulát a vákuumban végrehajtott hevítés és gáztalanitás után 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
