198414. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gyémánttartalmú bevonat készítésére
1 198414 2 A találmány tárgya eljárás gyémánttartalmú bevonat készítésére, ahol fémfelületre gyémántport tartalmazó keveréket viszünk fel és szinterezzük. A találmány szerinti eljárást fémek és nem-fémes munkadarabok megmunkálására használatos gyémánttartalmú szerszámok előállítására használjuk, amely szerszámokat a gépgyártásban, építő- és díszárugyártóiparban, a mezőgazdaságban és a gyógyászatban alkalmazzák. Ismeretes a 3 51 609 számú SU szerzői tanúsítványból eljárás gyémánttartalmú bevonatok készítésére elektrolitból egyvalamely fém elektrolitikus kiválasztása és a gyémántrészecskéknek a szerszám felületén történő rögzítése útján. Az ismert megoldás szerint a szerszámon előállított bevonatnak kicsi, csupán csak 10-40 MPa a tapadószilárdsága, porozitása nagy és vastagsága csekély, ami a gyémántpor részarányaitól függ. A hiányosságok arra vezethetők vissza, hogy az elektrolitból kiváló fém, gyémánt, valamint a szerszámfelület között nem alakul ki tökéletes kapcsolat. Az ilyen szerszámokat csak korlátozottan lehet alkalmazni. Az ismert eljárás termelékenysége is alacsony, hiszen a bevonat csak lassan alakul ki. Ismeretes további eljárás gyémánttartalmú bevonat készítésére az 51 752 JP szabadalmi leírásból, ahol a munkadarab felületére gyémántporból és képlékeny alapfémből álló keveréket visznek fel és olyan hőmérsékleten végzik sajtolásukat folyamatos szintereszés közben megfelelő nyomáson, amely nem éri el a gyémánt felbomlási hőmérsékletértékét. Az ismét megoldás szerint készült bevonatok nagy tapadószilárdságuk ellenére magas porozitással és alacsony gyémántkoncentrációval rendelkeznek, mivel a porozitás 20- 40 %-ot és a gyémántkoncentráció pedig legfeljebb 40 térfogat-%-ot tesz. ki, így' a bevonatok csak rövid élettartalmuak. Az ismert megoldás hiányossága, hogy alacsony termelékenységű, nagy energiaigényű a nagy' teljesítményű sajtolóberendezés alkalmazása és a speciális atmoszférájú kemencében történő folyamatos szinterezés következtében. Ezeken túlmenően további hiányossága még az ismert eljárásnak, hogy nem biztosít lehetőséget bonyolult felületi kialakítású munkadarabokon bevonat kialakítására. A találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz, eljárás kidolgozása gyémánttartalmú bevonat készítésére, amely magas termelékenység mellett biztosija még, hogy a bevonat nagy tapadószilárdságú és magas gyémánttartalmú legyen. A találmány feladata olyan eljárás kidolgozása gyémánttartalmú bevonat készítésére a szinterezési feltételek megválasztása útján, amely segítségével nagy termelékenység érhető el, továbbá nagy tapadószilárdságú és magas gyémánttartalmú bevonatot készíthetünk. A kitűzött feladatot a bevezetőben említett eljárásnál úgy oldottuk meg a találmány szerint, hogy- a szinterezést 10—50 MPa nyomás alatt 0,3-1,5 kA/mm® áramsűrűségű impulzusokkal végezzük, amelyek kitöltési tényezője 0,25—1,0 között van. A találmány szerinti eljárás útján a gyémánttartalmú bevonat tapadószilárdságát 30-50 %-kal tudjuk növelni a keverékrészecskék és a fémfelület közötti érintkezési zónában lejátszódó diffúziós folyamathoz az előnyös feltételek megválasztásával. A találmány szeirnti eljárás szerint készített bevonat porozitása legfeljebb 3 %-ot tesz ki, mivel a szinterezésnél a meleg tömörítést el tudjuk érni. A találmány szeirnti eljárás lehetővé teszi azt, hogy a termelékenységet megnöveljük 5-10-szeresére az ismert eljárásokéhoz képest a keverék gyors felmelegítése útján, imit az áramimpulzusok hőhatásával stabilizálunk. Célszerű az olyan foganatosítási mód, ahol a gyémántport tartalmazó keveréket 0,05 x 10‘6 03 x 10“3 í 2 m rájlagos ellenállású és 24-60 térfogat-% gyémántporból, valamint 0,014 1,7 x 10’6 Í2 m fajlagos ellenállású és 76-40 térfogat-% fémből készítjük el. Ilyen elektrofizikai jellemzőkkel rendelkező keverék biztosítja azt, hogy maximális (60 térfogat-%-os) gyémánttartalommal rendelkező bevonatot hozhassunk létre, amely nagyon kopás- és korrózióálló. Előnyös az olyan fogánálosítási mód, ahol 0,014-1,7 x 10’6 Q. m fajlagos ellenállású anyagból perforált elemet készítünk, ezt ráhelyezzük a fémfelületre, a perforált elembe belerakjuk és egyenletesen elosztjuk a gyémántport tartalmazó keveréket, majd szinterezzük. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a perforált elem alkalmazása biztosítja azt, hogy a kívánt bevonat megfelelő vastagságot érjen el. A találmány szerinti eljárást kiviteli példák alapján az alábbiakban ismertetjük. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a szinterezést 10-50 MPa nyomás alatt 0,3-1,5 kAjmm2 áramsűrűségű impulzusokkal végezzük, amelyek kitöltési tényezője 0,25 -1,0 között vart. Ahhoz, hogy kiváló fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkező bevonatot állítsunk elő fontos, hrgy a melegen történő sajtolást megfelelő feltételek között végezzük el. Ezen feltételek lényege, nogy nagy nyomás alatt igen nagy sebességgel 5- 8 x 10 3 °C’ís - felmelegítjük elektromos impulzusok útján a keveréket. Az ilyen gyors felmelegítés biztosítja a diffúzió lefolyását olyan se bességgel, amely gyorsabb, mint a fémben az oxidáicós fciyamat lejátszódásának a sebessége, ami tulajdonképpen biztosítja a nagy tapadószdárdságú és kis porozitású bevonat kialakulását. A szinterezéshez választott paraméterek hatására a gyémánt nagyon rövid ideig van termikusán igénybe véve, önmaga sem alakul át így grafittá, noha itt a destr tkciós hőmérsékletének a túllépéséről van szó. A keveréket a fémfelületre gáztemrikus gőzölögtetéssel, vagy' pedig elektromosan vezető, perforált elem alkalmazása útján vihetjük fel. Ilyen feltételek között a találmány szerinti eljárás foganatosítása tehát vagy elektromosan vezető keveréket vagy pedig elektromosan vezető, perforált elemet igenyel, amelyben egyenletesen elosztjuk a gyémántpert, s itt az egy alapfém szerepét tölti be. A találmány szerinti eljárás foganatosítása nem igényel speciális sajtolóberendezést a keveréknek a fémre 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
