169363. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diszpergált adalékanyaggal keményített szerkezeti anyagok előállítására

3 nem csak a fémpor szerkezetébe gyúródik bele, az előállított ötvözetek előírt fizikai tulajdonságainak eléréséhez szükséges előfeltétel az, hogy az adalékanyagot igen finojn por alakjában kell felhasználni. A kellő finomságú por, melynek szemcsemérete 5 jóval a 0,1 mm alatti tartományban van, vagy egyáltalán nem kapható a kereskedelmi forgalomban, vagy ha kapható, igen drága és így szükségszerűen megdrágítja az előállítási eljárást is. A találmány feladata, olyan eljárás kidolgozása, 10 melynél szokványos szemcsefinomságú porokból lehet az előírt fizikai tulajdonságú szerkezeti anyagot előállítani. A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk meg, hogy fémport legalább egy, ezzel a fémmel 15 reakcióba lépő adalékanyaggal a reakció teljes befejeződéséig és a reakciótermékek egyenletes eloszlásáig önmagában ismert módon együttesen felőröljük, majd a felőrölt port a szokásos módon tömörítjük. 20 A találmány szerinti eljárás további jellemzője az, hogy ötvözetlen fémport, vagy különböző fémek porkeverékét, vagy egy ötvözet porát őröljük fel a fémmel vagy legalább az egyik fémmel, vagy az ötvözet legalább egyik összetevőjével reakcióba 25 lépő adalékanyagot, adalékként pedig vagy egy anyagot, vagy legalább egyik összetevőjével a fémporral reakcióba lépő keveréket őriünk fel, ahol az adalék oxid, karbid, nitrid vagy széntartalmú anyag, célszerűen korom, szénhidrogének, kémé- 30 nyítő? cukor, vagy szerves hulladék lehet. A találmány szerinti eljárásnál különféle előnyöket azzal érjük el, hogy az adalékanyag legfinomabbra diszpergált alakját csak a felőrlés közben állítjuk elő, miközben a keményítendő fémport az 35 adalékanyaggal vagy anyagokkal együtt reagáltatjuk el. A felőrlést a reakció teljes befejezéséig és a reakciótermékek egyenletes eloszlásáig folytatjuk. A felőrölt port valamilyen ismert eljárással például szintereléssel, magas hőmérsékleten végzett sajtó- 40 lássál, extrudálással, izosztatikus sajtolással vagy hengerléssel tömörítjük. A felőrlési folyamat az esetek többségében hosszabb időt, gyakran néhány napot vesz igénybe. Az őrlési folyamat időtartamának végét vagyis a feldolgozott anyagok közötti 45 kémiai reakció befejeződését és a reakciótermékek egyenletes elosztását egészen egyszerű arról felismerni, hogy a csaknem tetszés szerinti szemcsenagyságú fémpor célszerűen 1-2 mm szemcsenagyságú fémpor egyes szemcséin hirtelen agglomerációs 50 jelenség, illetve folyamat kezdődik. Az agglomeráció következtében a szemcsenagyság növekedni kezd. Mindaddig, amíg a porkeverékben lejátszódó reakciók még nem fejeződtek be és a reakciótermékek még nincsenek egyenletesen eloszlatva, a 55 feldolgozott fémpor szemcsenagysága egyenletes és változatlan marad. A találmány szerinti eljárással egy tiszta fém porát egy ezzel a fémmel reakcióba lépő adalékanyaggal lehet reagáltatni. Ebben az esetben olyan 60 diszpergált adalékanyaggal keményített szerkezeti anyagot kapunk, mely a diszpergált adalékot tiszta hordozófémben tartalmazza. A találmány szerinti eljárással azonban különböző fémek porainak keverékét is fel lehet dolgozni, ahol viszont a hor- 65 4 dozó anyag lényegében egy ötvözet. A hordozó ötvözet a kiindulási anyag megfelelő megválasztása esetén például különleges korrózióállósági tulajdonságokkal rendelkezhet, vagy kiválasztással keményíthető típus lehet. Több, egymástól eltérő fém egyidejű feldolgozása esetén az adalékanyagnak a fémek egyikével vagy több fémmel, vagy az összes fémmel kell egyenletesen reakcióba lépnie. Ebben az esetben egyaránt lehetséges az, hogy egy kész ötvözet porát használjuk fel, melynél legalább egy a komponensek közül, vagy az összes komponens az adalékanyaggal reakcióba léphet. A találmány szerinti eljárással adalékanyagként elvileg bármilyen anyagot fel lehet dolgozni, melyek a fém- illetve ötvözetporral reakcióba lépnek. A találmány szerinti eljárással egyaránt lehet a keverék valamelyik komponensével reakcióba lépő, mint a keverék összes komponensével reakcióba lépő adalékot felhasználni. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy különösen előnyös nemesebb fémek oxidjainak adalékként való felhasználása, ahol ezek az oxidok az alapfém oxidjait képezik az őrlés során, pl. alumínium, magnézium és alumíniumot vagy magnéziumot tartalmazó ötvözetek keményítésére cink-, titán-, szilícium-, réz- és nikkeloxidot, titán és cirkon keményítésére vanadium-, molibdén-, wolfram-, nikkel- és rézoxidot ólomötvözetek keményítésére pedig ólomoxidot vagy kevésbé stabil karbidjait vagy nitridjeit használhatjuk fel. A karbidok vagy nitridek az alapfém karbidjainak, illetve nitridjeinek legfinomabb frakciói lehetnek, de igen célszerűnek találtuk széntartalmú anyagok, mint például korom, szénhidrogének, keményítő, cukor adalékanyagként való felhasználását is. A találmány szerinti eljárást a következőkben néhány kiviteli példa segítségével részletesen ismertetjük. A példákban olyan diszpergált adalékanyaggal keményített ötvözetek előállítását mutatjuk be, melyek hordozóféme alumínium és réz, a diszpergált adalékanyag pedig valamilyen karbid. Találmányunk oltalmi körét azonban nem határoljuk le ezekre az anyagféleségekre, mivel a találmány szerinti eljárással bármilyen fémet és ötvözetet, mint például nikkelt és nikkelötvözeteket, acélt, nemesacélokat is fel lehet dolgozni különféle oxidok, karbidok, nitridek és más részecskék adalékanyagként való felhasználása mellett. 1. példa 1000 g átlagosan 0,5 mm szemcsenagyságú alumíniumport 40 g lángkorommal kevertünk össze. A keveréket légtömören zárt munkaterű lengőmalomban őröltük fel a szemcseméret hirtelen növekedésének megkezdődéséig. A szemcseméret növekedés mintegy 4—5 napos őrlési időtartam után kezdődött meg. A felőrlés befejeztével a porkeveréket 4000 kp/cm2 nyomással hidegen hengeres tüskékké sajtoltuk. A présdarabokat 550 C hőmérsékleten csigáspréssel tömörítettük. A kapott kész szerkezeti anyag 20 C hőmérsékleten mért húzószilárdsága 35 kp/mm2

volt és eaen túlmenően hőállósága is kiválónak bizonyult. 2