203860. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üreggel kialakított alakos termék előállítására öntéssel
1 HU 203 860 B 2 növekedése a 4 ágynak a 6 sablon után maradó üreget körülvevő részébe történik. Ha a 12 fém alapanyag alumínium, az oxidálószer pedig levegő, célszerűen a 850... 1450 °C tartományba eső hőmérsékleteket használjuk, ahol a legkedvezőbb eredményeket a 900... 1350 °C hőmérséklettartomány biztosítja. A kapott oxidációs reakciótermék lényegében alfa-módosulatú alumínium-trioxid. A megolvadt fém az oxidációs reakciótermék rétegén keresztül elhagyja a 6 sablon által kijelölt térfogatot és az oxidációs reakciótermék térfogatát a töltőanyag 4 ágyában növeli, végülis létrehozva egy olyan testet, amely belső üregével a 6 sablon alakját követi. Egyes foganatosítási módokban célszerű a töltőanyaggal azt a részt is befedni, ahol a megolvadt 12 fém alapanyagot az üregbe bevezettük. Ilyenkor zárt üreg hozható létre. Ezeknél a foganatosítási módoknál, sőt néhány esetben a töltőanyag felső rétegének kialakítása nélkül is biztosítható, hogy a 12 fém alapanyag migrációja a zárt térfogaton belül nyomáskülönbséget hoz létre, mivel a környező atmoszférából a gázok nem képesek áthatolni az oxidációs reakciótermék növekvő rétegén keresztül és így a megolvadt fém helyén egyre kisebb nyomási tér marad. így az oxidációs reakciótermék zárt házat képes létrehozni, amelyre külső nyomás hat. A 6 sablont körülvevő töltőanyagot a 4 ágyban általában tartó zónaként hozzuk létre, vagyis ennek részecskéi egymáshoz kapcsolódnak, célszerűen az oxidációs reakciótermék keletkezése alatti hőmérskleteken, vagyis a töltőanyag hevítése során, amikor a részecskék közötti összekapcsolódáshoz szükséges hőmérsékletet elérjük kialakul az a tartó zóna, amelynek szintereit vagy más módon egymáshoz kapcsolódó részei a növekvő oxidációs reakciótermékkel együtt elegendő vastagságú falat alkotnak ahhoz, hogy a nyomáskülönbségnek ellenálló szerkezet alakuljon ki, a megolvadt 12 fém alapanyag által elhagyott üreg ne omoljon be. Ez a megoldás azért is fontos, mert csak így biztosítható, hogy a 6 sablon alakját hűen reprodukáló belső üreg jöjjön létre. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során alkalmazott elrendezésben (1. ábra) a 10 gátló elemen belül szinterei - hető vagy önmaga részecskéinek megkötésére alkalmas töltőanyag rétegét hozzuk létre, amelynek 14 határfelülete a 6 sablon közelében van. A14 határfelület és a 10 gátló elem között van a tartó zóna. A reakció lefolytatása során a 4 ágyban kialakított üreget a 12 fém alapanyag teljes mértékben vagy nagy részben elhagyja és az oxidációs reakciótermék rétegén keresztül a gőz vagy gáz halmazállapotú oxidálószerrel kerül kapcsolatba, amikor a határfelülethez ér. Itt az oxidációs reakciótermék rétegét vastagítja. A létrejövő polikristályos kerámia kompozit szerkezet ennek megfelelően a 12 fém alapanyagot oxidálatlan állapotban tartalmazhatja zárványok formájában. A 6 sablon helyén levő fémet az oxidációs reakció folytatásával teljes mértékben el lehet távolítani és megfelelő 10 gátló elem vagy reakciót késleltető anyag felhasználása esetén a kerámia szerkezet növekedése csak a kívánt határig történik meg. A kerámia szerkezetet az előállítást követően lehűtjük és a közepében esetleg megmaradt fémet savval vagy más módon eltávolíthatjuk. A kapott kerámia kompozit szerkezet határait a 10 gátló elem jelöli ki (1. ábra) és azt lehűlés után a töltőanyag feleslegétől megszabadítjuk. Mivel a töltőanyag részecskéi szin terelődhetnek vagy más hatások következtében egymáshoz kapcsolódhatnak, belőle viszonylag koherens massza alakulhat ki, amelyet azonban a megmunkálás ismert módszerei szerint, például csiszolással, homokfúvással vagy más hasonló technológiával él lehet távolítani. A lefúváshoz kiválóan alkalmazhatók azok a részecskék, amelyeket a töltőanyag kialakításához használunk, vagyis a kerámia terméktől eltávolított töltőanyag és a lefúváshoz használt részecskék a továbbiakban a találmány szerinti eljárás foganatosításában töltőanyagként hasznosíthatók. Igen lényeges tapasztalat, hogy a töltőanyag egymáshoz tapadt részecskéit olyan erők kapcsolják egymáshoz, amelyek ugyan elegendőek az üreg összeomlásának megakadályozásához, de sokkal kisebbek annál a kohéziós erőnél, ami az elkészült kerámia kompozit szerkezetet összetartja. Ezért a homoklefúvás módszerei jól használhatók a töltőanyag feleslegének megbízható eltávolításához és egyáltalában nem kell félni attól, hogy az elkészült kerámia kompozit szerkezetet ez a művelet károsítaná. Szükség szerint a kapott kerámia kompozit szerkezetet a benne kialakított belső üreggel együtt az anyagmegmunkálás jól isméit technológiáinak felhasználásával tovább lehet alakítani, így a 3. ábra szerinti kiviteli alaknál 18 összetett szerkezetű kerámia testet látunk, amelynek 20 külső felülettel határolt felső hengeres része és 22 záró felülettel határolt alsó hengeres része van, amelyek kettős henger alakú 24 üreget határoznak meg és ez utóbbi alakjában teljes mértékben megfelel a 6 sablon külső formájának. Számos alkalmazásban, ahol a külső kialakítás kevéssé fontos, a találmány szerinti eljárással előállított kerámia kompozit szerkezet minden további felületi megmunkálás nélkül alkalmas felhasználásra, elegendő a töltőanyag feleslegét eltávolítani, a külső felület méretei viszonylag szigorú tűrési feltételeknek is eleget tesznek. Ha nem, akkor csiszolással vagy az anyagmegmunkálás más módszereivel lehet a felesleget eltávolítani. Ha a töltőanyagot alkalmasan választjuk meg és az oxidációs reakció feltételeit elegendően hosszú ideig tartjuk fenn ahhoz, hogy a kezdetben a 6 sablonnal kijelölt térrészből a 12 fém alapanyag gyakorlatilag teljes mennyiségét eltávolítsuk, a 24 üreg igen jól reprodukálja a 6 sablon külső geometriáját. A bemutatott példában egyszerű alakzatként ábrázoltuk mind a 6 sablont, mind pedig a helyén létrejött 24 üreget. Ez azonban nem jelenti, hogy a találmány szerinti eljárással csak üyen egyszerű, hengerekből álló alakzatok inverz reprodukálása lehetséges. Az összetett szerkezetű kerámia test külső felületét megfelelő gátló elemek alkalmazásával lehet kialakítani. Ezek megakadályozzák az oxidációs reakciótermék növekedését. Ezen túlmenően a felületeket csiszolással vagy más módon kívánt méretre illetve alakra lehet hozni és ez5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9
