198429. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű, kerámia anyagú alakos munkadarab előállítására
1 198 429 2 A kapott elrendezést ezt követően kemencébe helyeztük, ahol levegő jelenlétében, a szükséges levegőmennyiség megfelelő szelepen történő utánpótlása mellett 900 °C hőmérsékleten előmelegítettük. Ezt követően a hőmérsékletet 80 órán keresztül tartottuk 900 °C értéken, majd 5 óra alatt az együttest szobahőmérsékletre hűtöttük. A kemencéből kivett elrendezésből a kerámia terméket eltávolítottuk. A gátló anyagréteget könnyen el lehetett vinni a felületekről, erre elegendő volt a kis intenzitású homokfúvás, majd a kerámia anyagú lánckerék felületéről az ötvözet feleslegét eltávolítottuk. A 10. ábra a kapott végterméket elölnézetben mutatja, bizonyítja, hogy a gátló anyagréteggel ellátott felületeken az alumínium-trioxidból álló mátrix nem nőtte túl a felületeket. Néhány helyen ugyan kis mértékű kidudorodások látszanak, de ezek a gátló anyagréteg tökéletlenségeire, például repedéseire vagy légzárványok jelenlétére vezethetők vissza és semmiképpen sem annak következményei, hogy a gátló anyagrétegbe a fém alapanyag behatolt. 5. példa A 4. példával azonos felépítésű elrendezésben ugyancsak lánckereket kívántunk előállítani kerámia anyagból. Az előminta anyaga ugyanaz volt, de a gátló anyagréteget ezúttal a Keystone Co. által gyártott 1. típusú portland cementből hoztuk létre. A portlandcementet vízzel kikevertük, majd a zagyot a lánckereket mintázó előminta és a 380.1 jelű alumíniumötvözetből, valamint szilícium rétegből álló fém alapanyag szabad felületeire vittük fel, mégpedig 1,4... 1,6 mm vastagságban. A gátló anyagréteget hagytuk megkötni, majd a nedvesség feleslegét szárítással távolítottuk el. A bevonattal ellátott elrendezést a 4. példához hasonlóan tűzálló anyagú edénybe helyeztük és ugyancsak 24 mesh szemcsézettségű szilícium-karbidból készült ágyra raktuk. Ezt az elrendezést 10 óra alatt melegítettük az oxidativ reakció kívánt 900 °C hőmérsékletére, amelyet azt követően 80 órán keresztül tartottunk. Ezután 5 óra alatt a kemence tartalmát lehűtöttük, az elrendezést kiemeltük. Az ágy felületéről leemeltük a kapott elrendezést, erről homokfúvással egyszerűen és könnyen eltávolítottuk a gátló anyagréteget, majd az összetett szerkezetű kerámia anyagú lánckerék felületéről az ötvözet feleslegét eltávolítottuk. A kapott munkadarab szerkezetét ugyancsak röntgendiffrakciós eljárással megvizsgáltuk. Azt tapasztaltuk, hogy az előminta térfogatát az alfa-módosulatú alumínium-trioxidból álló anyag teljes mértékben átnőtte, létrejött a kerámia mátrix. A portlandcementből álló gátló anyagréteg képes volt hatékonyan megállítani az oxidációs reakció termék növekedési folyamatát, egyértelműen kijelölte a határfelületeket. A kapott összetett szerkezetű kerámia anyagú lánckerék elölnézetét fényképen all. ábra mutatja. A 4. példához hasonlóan itt is előfordul egy-két helyen a kerámia anyag túlnövése a gátló elem által meghatározni kívánt felületen, de ezt a gátló anyagréteg hiányosságainak kell betudni és nem az eljárás következménye. 6. példa Hengeres alakú, nagyjából 83 mm átmérőjű és 603 mm hosszú testet kívántunk előállítani olyan hengetes alakú gátló elemmel, amely a munkadarab külső hengeres alakját határozza meg. A 12. ábra robbantásos formában mutatja a gátló elemet, amely három részből áll, melyek anyaga 304 jelű rozsdamentes acél. Ez névlegesen 0,08 t% szenet, 2 t% mangánt, 1 t% szilíciumot, 0,045 t% foszfort, 0,03 t% ként, 18...20t% krómot és 8. .12 t% nikkelt tartalmazó vasötvözet. A gátló elem 50 lyukasztott hengerből, 52 szitabélésből és 54 alsó záióelemből állt. Az 50 lyukasztott henger belső átmérője 82,6 mm volt, felületén egyenletesen eloszlatva 1,6 mm átmérőjű nyílások voltak kialakítva, amelyek a he ígér teljes felületének mintegy 40%-át hagyták szabadon a levegő behatolása előtt. Az 52 szitabélés külső átmérője mintegy 82,6 mm volt, vastagsága 2,0 mm, mg benne 0,4 mm átmérőjű nyílások voltak, amelyek a felületnek mintegy 30%-át hagyták szabadon. Az 54 alsó záróelem szintén az említett rozsdamentes acélból állt, míg az 52 szitabélés feladata az volt, hogy megakadályozza a töltőanyag részecskéinek kihullását a küső hüvelyszerű 50 lyukasztott henger nyílásain keresztül a megmunkálás során. A 12. ábra szerint e—f tengely mentén a gátló elem alkot óelemeit egyesítettük. Ezt követően 660 mmhoszszú és 27,5 mm átmérőjű alumínium rudat felületének te jes egészén mintegy 100 mesh vagy nagyobb szemcsézettségű szilícium-dioxid részecskékből álló bevonattal Iá tűk el. Az alumínium rúd 10 t% szilícium és 3 t% nngnézium dópoló összetevőt tartalmazott, rajta 16 bordaszerű kiemelkedés volt, hosszának kétharmadában, a központi tartományban. A dópoló anyagként alkalmazott szilícium-dioxidot szerves kötőanyaggal vittük fel az alumínium rúd felületére. Az így előkészített rudat a hengeres gátló elem középponti tartományában longitudinálisán helyeztük el. Az így kapott elrendezés szabad felületei által meghatározott teret egyenletesen előzetesen kikevert töltőanyaggal öntöttük ki, amely 951%b; n alumínium-trioxid részecskékből (a Notion Co. 90 mesh szemcsézettségű E38 Alundum jelű terméke) és 5 t%-ban szilícium-dioxidból (túlnyomó részt 100 mesh szemcsézettségű anyagból) állt, ahol a töltőanyag az alumínium rudat körbevette és megtámasztotta. Az így kapott elrendezést álló helyzetben, az 54 alsó záróelemre támaszkodva tűzálló anyagú edényben helyeztük el. Az edényt kemencébe raktuk és levegő jelenlétében 10 óra alatt 1250 °C hőmérsékletre melegítettük fel. Az oxidativ reakciót ez utóbbi hőmérsékleten 225 órás időtartammal hajtottuk végre, eközben biztosítottuk az oxigén utánpótlását, vagyis szelepen keresztül a levegő szükség szerinti beáramoltatását. A kap >tt elrendezést mintegy 30 óira alatt szobahőmérsékletre lehűtöttük, majd a kemencéből kivettük. A folyamat eredményeként olyan összetett szerkez ítű, kerámia anyagú hengeres testet kaptunk, amelynek az alumínium-trioxid alfa-módosulatú mátrixában az alumínium-trioxid töltőanyag részecskéi voltak jelen. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 16
