202641. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőálló anyagoknak indukciós úton való előállítására
5 HU 202 641 B 6 A kötőanyagnak az anyagkeverékben levő arányát a száraz anyag 0,5-2,5 súlyszázalékára választjuk. A találmány a kitűzött feladatot olyan berendezés kialakításával oldja meg, amely révén kiinduló hőálló poranyagból ennek megolvasztásával hőálló anyagú testek állíthatók elő - amelynek sugárirányú függőleges síkok mentén szakaszokra osztott forgástest alakú hideg tégelye, a tégelyben hűtőfolyadékot áramoltató csőrendszere, valamint a tégely fölső felületében az olvasztani kívánt anyagot magán átbocsátó fölső nyílása van - oly módon van kialakítva, hogy a tégelyben levő henger belső üregnek csökkentett átmérőjű alja és az alj közepén az olvasztáshoz a hengerbe helyezett, az aljon felülő, olvasztani kívánt anyagtest, előnyösen rúd, méreténél kisebb átmérőjű, állandóan nyitva levő és a megolvadt anyagot magán átbocsátó alsó nyílása van. A találmány szerinti berendezés jellemzője az is, hogy a tégely alsó nyílása alatt elhelyezett, vízszintes tengely körül motor révén rogathatóan ágyazott, az alsó nyílásból ráömlő megolvadt anyagot anyagtestekre osztó, tömör réz anyagú hengere van. A találmány szerinti eljárást és berendezést részleteiben a berendezésnek az 1. ábrán vázolt példaképpeni kiviteli alakjával kapcsolatban ismertetjük. Az 1. ábra a berendezés egy példaképpeni kiviteli alakjának vázlatos metszete, részben nézete. A találmány szerinti eljárás és berendezés ismertetése során „tömör” szó alatt azt az állapotot értjük, amit az anyagszemcsék összcsajtolása révén nyerünk, és amely összesajtolás eredményeként olyan testet, illetve idomot kapunk, amely megfogható, hordozható, mozgatható és az áramot vezeti. A „hordozhatóság” szót olyan értelemben használjuk, hogy a hordozható test, illetve idom szállítás, mozgatás közben nem esik szét, azaz a rúd vagy más alakú testek például az egyik végüknél fogva fölemelhetők és szállíthatók anélkül, hogy eltörnének. A „por anyag” kifejezés alatt mindenféle port, így tiszta fémport, ötvözetek előállítására alkalmas porkeveréket és hasonlókat értünk. A gyártani kívánt testek, illetve idomok kiinduló por anyagának tömör anyaggá való átalakítását különböző módokon végezhetjük. Ha kiinduló anyagként például tiszta és finom szemcseméretű volfram port alkalmazunk, akkor a kívánt tömörségű és hordozható test, illetve idom nyerése céljából a poranyagot 100 és 500 bar közötti nyomással, hidegen sajtoljuk össze. A következők során főként az olvasztott volframkarbidnak volfram és szén fúziójával történő, találmány szerinti előállítását ismertetjük. Előnyös, ha kiinduló anyagként por alakban levő volframot és szenet használunk, mert ezeknek keveréke könnyen teljesen homogénné tehető és ezek között igen jó kémiai reaktivitás érhető el. A kétféle porhoz egy szerves kötőanyagot és egy oldószert - például vizet - adagolunk. Annyi kötőanyagra van szükség, amennyi elegendő a keverék extrudálásához. Ez a kötőanyagmennyiség általában a keverék súlyának 0,5-2,5%-a. Az oldószer, a víz mennyisége a keverék sajtolhatóságát meghatározó keveréktulajdonságoktól függ. A keverékhez általában a kötőanyag súlyának 3^1-szeresét kitevő súlyú vizet ajánlatos adagolni. Akötőanyag tulajdonságai közvetlen hatással vannak a tömörített hőálló anyag elektromos vezetőképességére. A kötőanyag befolyásolja a szemcsék egymáshoz kapcsolódását. A színtereléshez, zsugorításhoz eddig használt kötőanyagok indukciós olvasztáshoz nem felelnek meg. Lehetőleg olyan kötőanyagot kell használni, amely magas hőmérsékleten, például pirolízis hatására fel tud bomlani. A gyakorlatban bevált kötőanyagok a poliszaeharidok, mint a galaktomannóz, a hidróxietil-metil-cellulóz, karboxil-metil-cellulóz, karbohexa-metil-cellulóz, vagy egy algináL Az extrudálás ismert módon körülbelül 200 bar nyomással végezhető. Az extrudálás révén tömör, kézben vagy más módon hordozható rudat kapunk. Néhány órás szárítás után a víz jelentős része eltávozik és merev, kezelhető rudak maradnak vissza. Ezután a rudakat fölmelegítjük, aminek következtében a maradék víz és a szerves kötőanyag jelentős része eltávozik. Ezt a kezelést megközelítően 800 °C hőmérsékleten végezzük. A szén és volfram keverék oxidálódásának elkerülése érdekében a 800 *C hőmérsékleten való hőkezelést olyan légmentesen záró kemencében végezzük, amelyben inert gáz van. A kötőanyag felbomlásából származó szénnek egy kis része a hőálló anyag keverékébe jut ugyan, ez a mennyiség azonban hatása szempontjából elhanyagolható. A hőkezelés utáni hőálló anyag elektromos vezetőképessége az előzőhöz képest jelentősen nagyobb és a rúd alkalmassá vált a közvetlen, elektromágneses indukciós úton való hevítésre. Az olvasztás az 1. ábrán látható hideg tégelyben történik. Az 1 tégely lényegében függőleges tengelyű, rézből levő 2 henger, amely sugárirányú függőleges síkok mentén szakaszokra van osztva. A 2 henger körül vele egytengelyű 3 tekercs van elhelyezve, amely egy a rajzon nem látható nagyfrekvenciájú áramgenerátorhoz van kötve. A 2 henger szakaszaiba 4 csőrendszer csövei csatlakoznak, amelyeken keresztül víz áramoltatható és e révén a 2 henger hűthető. Előnyös, ha a 2 henger körülbelül tíz szakaszra van osztva. A 2 henger tetején vele egytengelyű 5 nyílás van, amelyen keresztül a megolvasztani íuvánt hőálló anyag a 2 hengerbe, illetve az 1 tégelybe adagolható. A 2 henger belsejében levő üreg 6 alja le van gömbölyítve, ami lényegében ismert kialakítás. A 2 henger osztását a korábban említett örvényáramból eredő veszteség csökkentése érdekében végezzük. Az 1 tégely 2 hengerének 6 alján, középen 7 nyílás van kialakítva, amelyen át a 2 henger belsejében megolvadt hőálló anyag lefelé ki tud folyni. A megolvasztani kívánt hőálló anyag például 11 rudak alakjában adagolható a 2 henger belsejébe. All rudak vagy más alakú testek keresztmetszetének nagyobbnak kell lenni a 7 nyílás átömlő keresztmetszeténél és kisebbnek a fölső 5 nyílás keresztmetszeténél. Az 1. ábrán látható példaképpeni kiviteli alaknál az 1 tégely, illetve a 2 henger alsó 7 nyílása alatt réz anyagú 9 henger van, amely vízszintes tengelye körül valamilyen motor révén forgatható. A 2 hengerből a 7 nyíláson keresztül a 8 irányban kifolyó anyag a 9 henger felületére ömlik, amelyen részekre válik szét és a részek 10 anyagtestekké, idomokká válnak. A 9 henger forgási sebessége előnyösen 3000 fordulat/perc. Meglepő módon az ilyen kialakítással az olvadt volframkarbidot úgy lehet részekre osztani, hogy közben a 9 henger nem sérül 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
