199719. lajstromszámú szabadalom • Eljárás porkohászati célokra alkalmas vaspor előállítására finom vasoxid forró gázzal végzett redukálása útján
HU 199719 B 2 A találmány tárgya eljárás porkohászati célokra alkalmas vaspor előállítására finom vasoxid forró gázzal végzett redukálása útján. Itt különösen finom (100 pm-nél kisebb) közepes szemcsenagyságú vasoxidporból kell kiindulni, ahol az egyes részecskéknek önmagukban még nagy belső porozitásúk van. Ilyen típusú vasoxidpor például maratósav regeneráláskor keletkezik nagy mennyiségben. Az AT 318 677 sz. szabadalmi leírásból már ismert, hogy a vasporok préselhetősége nagy mértékben a megfelelő előkezeléstől függ. A fenti ismert eljárás szerint a vasporokat izzítóeljárásnak vetették alá, ahol azokat 650 és 700°C közötti hőmérsékleten redukálva, kiizzították. Ily módon a már ismert eljárás esetén biztosítható, hogy a porok ne süljenek össze, úgy hogy nincs szükség utólagos szétdarabolásra és olcsóbb és teljesítőképesebb kemencéket például forgódobos kemencéket lehet alkalmazni. A vasporoknak a porkohászatban történő további feldolgozása érdekében a jó préselhetőség mellett, amely az AT 318 677 sz. szabadalmi leírás célkitűzése, azt is figyelembe kell venni, hogy a vaspornak jól olvaszthatnak, nagy töltési tömörségűnek, jól szinterezhetőnek és a zsugorítatlan sajtolt munkadarabnak jó szilárdságúnak kell lennie. Ezek az egyidejűleg anyagra vonatkozó figyelembeveendő kritériumok, amely anyagot később porkohászati úton kell tovább feldolgozni, részben ezeknek ellentmondásos előkezelési előfeltételei vannak és részleteiben ezekhez a megkívánt előfeltételekhez a következőket kell betartani. 1. Olvaszthatóság A sajtolt testek nagy mértékben automatizált eljárással történő előállítása esetén töltési folyamat alatt a pornak rövid idő alatt az egész matricaformát egyenletesen ki kell töltenie. A legbonyolultabb alakú részeknél sem, azaz többszörösen osztott hengereknél sem léphet fel töltési egyenetlenség és hídképződés. Jó olvaszthatóságuk azoknak a poroknak van, melyek nem túl kis szemcsenagyságúak és gömb alakúak. 2. Töltési tömörség Annak érdekében, hogy egy meghatározott pormennyiséghez szükséges töltési magasságot és ezzel a szerszámmagasságot lehetőleg alacsonyan tarthassuk, a sajtolási tömörségnek a töltési tömörséghez viszonyított arányának lehetőleg alacsonynak kell lennie, általában arányuk nem nagyobb mint 2:1. Ezen törekvés alapján a lehetőség szerinti nagy sajtolási tömörséget az jelenti, hogy a töltési tömörséget is lehetőleg nagy értékre kell felvenni. Hasonlóan az olvaszthatóságnál leírtakhoz a nagy töltési tömörség gömbalakú poroknál nem túl finom részeknél érhető el. 1 3. Jó sajtolhatóság A lehetőség szerinti nagy tömörség elérése érdekében az adott sajtolási nyomás esetén ill. a meghatározott sajtolási tömörséghez megkívánt sajtolási nyomás lehetőség szerinti redukciójának elérésé érdekében (amely a szerszámkopás csökkenését okozza) a gömb alakú részecskék és lehetőleg a részecskenagyságok ideális Gauss-eloszlása a kívánatos. Mivel a porrészecskék közötti súrlódás sajtoláskor a növekvő szemcsefinomsággal nő, ezért a finom por elérése éppúgy nem kívánatos. 4. A szinterezetlen sajtolt -munkadarabok szilárdsága („zölszilárdság“) Mivel a sajtolt testeknél szinterezés előtt biztos manipulációt kell alkalmazni, ezeknek a testeknek megfelelő szilárdságúaknak kell lenniük, és mindenek előtt a beépítésre kész pontos részeknél semmi esetre sem léphet fel élkitörés. Ebben az esetben a nemszabályos szemcsealak a kívánatos, amely az egyes porrészecskék egymás alatti jó illesztését biztosítja. 5. Szlnterezhetőség A sajtolt munkadarabokban a porrészecskék arra való képessége, hogy hőkezelésnél (szinterezésnél) szilárd kapcsolatok alakulhassanak ki, főképpen a porrészecskék kémiai tisztaságától függ. Minél kisebb a nem redukálható oxidok tartalma (A1203, Si02 stb.) annál jobb a szinterezhetőség. Ezen kívül a szinterezhetőség még a szemcsefinomságtól is függ. A nagyobb összfelület és ezzel a nagyobb felületienergia miatt, amely csökkenése a színterezési folyamat fő hajtóereje, a finom porok szinterezése gyorsabb, mint a durvábbé. Ennek alapján részben az ellentmondásos követelményeknek megfelelően a porkohászati célokra alkalmas vasporok előállítására van egy technológia, amely nagy tapasztalatot feltételez és eddig az egész világra kiterjedően csak kevés gyártó képes a tökéletes megvalósításra. Jelenleg a porkohászatban alkalmazott vasporokat vagy olvadékok víz vagy levegő porlasztásával állítják elő (ahol általában a vízporlasztású porokat a jobb sajtolhatóságuk miatt alkalmazták) vagy a vasoxid redukciójával. A vízporlasztású (atomizált) vasporok általában az abból előállított porkohászati alakos részek jobb tulajdonságait adják, mindenek előtt jobb sajtolási tömörséget, mivel az egyes porrészecskék messzemenően gömb alakú szemcsék és önmagukban kevésbé porózusak. Ezzel ellentétben a redukcióval előállított vasporoknak mindig vannak belső pórusai és inkább szabálytalan szemcsealakúak, ami az elérhető sajtolási tömörséget csökkenti. Ennek a szemcsealaknak mégis kedvező a hatása a színterezett munkadarab szilárdságára (zöldszilárdság). A redukcióval előállított vasporok (szivacsvasporok) nagy előnye abban áll, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
