203860. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üreggel kialakított alakos termék előállítására öntéssel
1 HU 203 860 B 2 organikus kötőanyag, az oxidációs reakció hőmérsékletén szilícium-dioxidot hagy maga után és ez képes a töltőanyag részecskéit a szükséges kohéziós erővel egymáshoz kapcsolni. Igen célszerűnek bizonyult a töltőanyag ágyának előmelegítése a fém alapanyag beadagolása előtt. Ezzel a megoldással nyilvánvalóan a töltőanyag ágyának hősokkját lehet elkerülni. Igen jó megoldás az, ha a töltőanyag ágyát a fém alapanyag olvadékának hőmérsékletére, vagy esetleg még magasabb hőmérsékletre hvítjük. Miután a sablon anyagot az üregben a fém alapanyaggal váltottuk fel, a fém alapanyagból és a töltőanyag ágyából álló együttest oxidáló környezetbe helyezzük, itt a fém alapanyag olvadáspontját meghaladó, de az adott oxidálószer jelenlétében létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatt maradó hőmérsékletet biztosítunk. A hőmérsékletnek nem kell állandónak lennie. Mint említettük, a fém alapanyagot porszerű, részecskés vagy darabos formában is be lehet adagolni az üregbe. Ebben az esetben az olvadáspont fölé való hevítéssel kell a fém alapanyagot megolvasztani. Amikor a fém alapanyag az oxidálószerrel kapcsolatba kerül, azzal reakcióba lép és felületén oxidációs reakciótennék jön létre. Az oxidáló környezet fenntartásával és a szükséges előbb említett hőmérséklet biztosításával elérhető, hogy az oxidációs reakciótermékben kialakuló mikroszkopikus járatokon keresztül a megolvadt fém eredeti helyét elhagyja, az oxidálószer és az oxidációs reakciótermék határfelülete felé vándoroljon és azt elérve az oxidációs reakciótermék rétegét vastagítsa. Ennek megfelelően az oxidációs reakciótermék egyik oldalán a fém alapanyaggal, annak olvasztott tömegével, míg másik oldalán az oxidálószerrel érintkezik. Az oxidációs reakciótermékben vándorló éfm hatására a töltőanyag ágyába fokozatosan növekvő polikristályos szerkezet kerámia anyag hatol be, amely ennek révén kerámia mátrixába a töltőanyag részecskéit is beépíti. A polikristályos mátrix növekedése addig tart, amíg az oxidációs reakció feltételei fennmaradnak, vagyis oxidálószer és oxidálatlan fém rendelkezésre áll. A folyamatot általában addig folytatjuk, amíg az oxidációs reakciótermék a töltőanyag egy adott részét átjárta, azt szerkezetébe épített. Az így kapott kerámia kompozit szerkezet kerámia mátrixra épül, ebbe a töltőanyag részecskéi ágyazódnak be, míg a mátrixot a polikristályos oxidációs reakciótermék alkotja, benne a fém alapanyag egy vagy több oxidálatlan fémes öszszetevője, üregek vannak. A találmány szerinti eljárással előállított polikristályos kerámia mátrixok esetében tipikus jelenség, hogy az oxidációs reakciótermékkel biztosított krisztallitok több, általában három dimenzióban egymással kapcsolódnak, közöttük fém zárványok, illetve üres terek vannak, amelyek részben kapcsolódhatnak egymással. Ha a folyamatot akkor állítjuk le, amikor a fém alapanyag nem fogyott el, a kapott kerámia kompozit szerkezet sűrű; gyakorlatilag üres terektől, lyukaktól mentes. Ha azonban a folyamatot tovább folytatjuk, és a fémből annyit, amennyit csak lehetséges az oxidációs reakcióba viszünk, az addig egymással kapcsolódó fémes zárványok helyén pórusok alakulnak ki. Minden esetre megállapítható, hogy a találmány szerinti eljárással az eredetileg kialakított és a töltőanyag ágyába helyezett sablon anyag külső geometriai konfigurációját és méreteit hűen tükröző üreggel ellátott kerámia termék állítható elő. A találmány szerinti eljárás foganatosítására is alkalmas elrendezés az 1. ábrán látható. A kerámia kompozit szerkezet előállítására 2 tűzálló edényben, amelynek anyaga például alumínium-trioxid, töltőanyagból álló 4 ágy van elrendezve, amely 6 sablont vesz körül. Ez utóbbi például polisztirolból készült. A 6 sablonnak 8 központi része és 8a alsó része van. Az ábra szerinti megoldásban a 8 központi rész hengeres, az ugyancsak hengeres 8a alsó résznél kisebb átmérőjű, ez utóbbi viszont a 8 központi résznél rövidebb. A töltőanyagot 10 gátló elem határolja, amely például állhat lyukasztott rozsdamentes acélból vagy lehet hálószerű acélhenger, és ez az előállítandó kerámia test külső határfelületét is meghatározza. A 10 gátló elem készíthető gipszrétegként is, vagy öntött kalcium-szilikátból, amelyet kartonpapírra viszünk fel pasztaként és kiszáradás után helyezünk el a töltőanyag ágyában. Az Üy módon elkészített 10 gátló elem a kerámia test külső felületét vagy körvonalát jól kijelöli, az oxidációs reakciótermék növekedését megállítja, vagy jelentős mértékben lelassítja, így az ezt a‘határfelületet nem vagy csak nagyon kis mértékben lépi át. Mint a 2. ábrán látható, a 6 sablon anyagát, ha az műanyagból készült habból áll, olvasztott 12 fém alapanyag beöntésével lehet kiváltani. Ilyenkor a 12 fém alapanyag közvetlenül a 6 sablon helyére, az üregbe kerül. Hatására a 6 sablon anyaga elpárolog és/vagy a töltőanyagból álló 4 ágyon keresztül távozik vagy pedig azon a nyíláson át, amelyen a 12 fém alapanyagot beöntöttük vagy esetleg egy további, a rajzon nem látható nyíláson keresztül, ha a 12 fém alapanyag bevezetésére szolgáló nyílás kicsi. Egy adott foganatosítási mód szerint a 6 sablont a 12 fém alapanyag beöntése előtt eltávolítjuk. Ennek egyik lehetősége a sablon anyagának megolvasztása és az olvadék elszívása az üregből, míg egy másik kedvezőbb megoldás az, ha az együttest kemencébe helyezzük, és a hőmérsékletet olyan értékre emeljük, amelyen a sablon anyaga elpárolog vagy elég. Mint már a fentiekben említettük, a sablon anyagának eltávolítására más módszerek is használhatók, mint például oldószerben való feloldás vagy egyszerű mechanikai eltávolítás, stb. Miután a 12 fém alapanyagot az üregbe vezettük, az együttest olyan hőmérsékletre hevítjük, aminek hatására a 12 fém alapanyag megolvad, ha bevezetése szilárd állapotban történt. Ezt követően a hőmérsékletet az oxidálószerrel létrejövő oxidációs reakciótermék olvadáspontja alatti értéken tartva az oxidálószert a 12 fém alapanyaggal kapcsolatba hozzuk. Az oxidálószer a 4 ágyon keresztül kerül kapcsolatba a megolvadt fémmel, azt oxidálja és az oxidációs reakciótermék 5 10 16 20 26 30 35 40 45 50 55 60 8
