Spôsob prípravy separačnej vrstvy pri žiarovom lisovaní presných výliskov z nitridu kremíka v grafitovom nástroji

Číslo patentu: 280075

Dátum: 07.12.1994

Autori: Gondár Ernest, Pulc Vojtech, Emmer Štefan

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Separátor vo forme brečky sa nanesie v hrúbke 0,2 až 1 mm na steny dutiny lisovacieho nástroja formujúcej prášok pri lisovaní, potom sa čiastočne vysuší a nakoniec sa kalibrovaním vyhladí a rovnomerne upraví na hrúbku 0,1 až 0,5 mm tak, aby rozmery separátorom upravenej a kalibrovanej dutiny v rovine kolmej na smer lisovania boli zhodné s požadovanými rozmermi výlisku. Kalibrovanie separačnej vrstvy sa môže uskutočniť pritláčaním kalibra kolmo na separovaný povrch dutiny nástroja tlakmi 1 až 50 MPa, pričom kalibrátor vykonáva relatívny pohyb v rovine rovnobežnej s týmto povrchom.

Text

Pozerať všetko

Číslo prioritnej prihlášky (Sl) Im C 16 Dátum priority B 22 F 7/04 B 22 F 3/02 Krajina priority, Dátum zverejnenia 07.12.94 URAD PRIEMYSELNÉ Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 12.07.99 VLASTNICTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKY Číslo PCT(73) Majiteľ patentu Strojnícka fmculta STU, Bratislava, SK(72) Pôvodca vynálezu Pulc Vojtech, doc. Ing., CSc., Bratislava, SK Gondár Išmest, Ing., CSc., Bratislava, SK Emmer Stefan, Ing, C 50 Bratislava, SK(54) Názov vynálezu Spôsob prípravy separačnej vrstvy pri žiarovom lisovani presných výliskov z nitridu kremíka v grañtovom nástrojiSeparátor vo forme brečky sa nanesie v hrúbke 0,2 až l mm na steny dutiny lisovacieho nástroja forrnujúcej prášok pri lisovaní, potom sa čiastočne vysuší a nakoniec sa kalibrovaním vyhladí a rovnomeme upraví na hrúbku 0,1 až 0,5 mm tak, aby rozmery separátorom upravenej a kalibrovanej dutiny vrovine kolmej na smer lisovania boli zhodné s požadovanými rozmermi výlisku. Kalibrovanie separačnej vrstvy sa môže uskutočniť pritláčaním kalibra kolmo na Separovaný povrch dutiny nástroja tlakmi 1 až 50 MPa, pričom kalibrátor vykonáva relativny pohyb v rovine rovnobežnej s týmto povrchom.Vynález sa týka spôsobu prípravy separačnej vrstvy pri žiarovom lisovaní presných výliskov znitridu kremíka v grafrtovom nástroji.Jedným zo spôsobov prípravy vysokokvalitných bezporovitých výliskov z nitridu kremíkaje žiarove lisovanie. Pri tomto sa prášková zmes pozostávajúca z nitridu kremíka a prísad podporujúcich jeho spekanie lisuje v grafitovom nástroji, dutina ktoreho zodpovedá konečnému tvaru a rozmerom výlisku. Lisovanie sa robí pri teplotách do 2000 °C,tlakoch 20 až 50 MPa s výdržou niekoľko hodín na teplote. Metóda umožňuje pripraviť takmer bezpórovitć výlisky s jemnou a rovnomemou štruktúrou, s vysokou jemnosťou a spoľahlivosťou. Sú vhodné na veľmi náročné aplikácie pri vysokých teplotách v agresívnych prostrediach, kde iné materiály zlyhávajú. Vzhľadom na termodynamickú nestabilitu lisovanćho prášku ku grafitu pri teplotách lisovania je nevyhnutné, aby pri lisovaní bol výlisok separovaný od gratitového nástroja vrstvou materiálu inertnou tak ku grafitu, ako i kprášku. Vpraxi sa ako separátor používajú prášky na báze nitridu bóru s hexagonálnou štruktúrou. Tvar a rozmery výlisku sú potom určené nielen tvarom a rozmermi dutiny vytvorenej vo vlastnom gratitovom nástroji, ale i hrúbkou a homogénnosťou separačnej vrstvy a jej stlačiteľnosťou pri lisovaní. Pri súčasných spôsoboch prípravy separačnej vrstvy pri žiarovom lisovaní nitridu kremíka sa najčastejšie postupuje tak, že z práškovej zmesi sa najprv vyhotoví polotovar lisovanim za studena, tento sa vloží do dutiny grafrtového nástroja, zo všetkých strán sa obsype separačným práškom V hrúbke od niekoľko desatín milimetra po niekoľko mílimetrov a potom sa v žiarovom lise s dusíkovou atmosférou lisuje, až sa dosiahne požadovaná hustota a štruktúra výlisku. Známy je tiež postup, pri ktorom sa separačná vrstva nanesie vo forme tekutej suspenzie na povrch surového výlisku V hrúbke niekoľko desatín mílimetra, a to ešte pred jeho vložením do dutiny grañtovćho nástroja a ďalším lisovaním. Nedostatkom uvedených spôsobov je malá presnosť tvaru a rozmerov výliskov v dôsledku obmedzenej možnosti dosiahnuť rovnomernú hrúbku medzi výliskom a nástrojom. Postupy sú vhodne iba na prípravu laboratómych vzoriek a na prípravu polotovarov, z ktorých sa polotovary zhotovujú delením a ďalším opracovaním. Spôsoby tiež neumožňujú zhotovovať výlisky priamo z prášku bez predlisovania alebo iného tvarovania na surový výlisok. Vprípade nanášania suspenzie na povrch predlisku nemožno vylúčiť inñltraciu kvapalného média suspenzie do povrchových vrstiev predlisku. Znižuje sa tým súdržnosť prášku, čo môže vyvolať poškodenie predlisku. Ďalším negatívnym javom súvisiacim s iníiltráciou kvapalného média suspenzie do povrchových vrstiev výlisku je chemické ovplyvnenie zhutňovaného materiálu,čo sa negatívne prejavuje na jeho spekateľnosti a výsledných vlastnostiach výlisku.Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje spôsob prípravy separačnej vrstvy pri žiarovom lisovani presných výliskov z nitridu kremíka V gratitovom nástroji podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že scparátor vo forme brečky sa najprv nanesie v hrúbke 0,2 až 1 mm na všetkyplochy dutiny lisovacieho nástroja forrnujúceho prášok pri lisovaní, potom sa čiastočne vysuší a nakoniec sa kalibrovaním vyhladí a upraví na hrúbku 0,1 až 0,5 mm rovnomeme na všetkých plochách nástroja tak, aby rozmery separátorom upravenej a kalibrovanej dutiny v rovine kolmej na smer lisovania boli zhodné s požadovanými rozmermi výlisku. Nanášanie separačnej vrstvy na steny nástroja môže byť jednorazové, alebo sa vrstvy nanášatjú viackrát v niekoľkých medzivrstvách, a to podľa konečnej hrúbky medzivrstvy. Na zlepšenie kompatibility separátora a jeho priľnavosti na steny grafitového nástroja je výhodné do brečky pridať l až 10 hmotn. teplom odstrániteľného spojiva. Proces kalibrácie sa uskutočňuje účinkom tlaku kalibra na steny nástroja, ktorý vzniká v tých miestach, kde je hrúbka neupravenej separačnej vrstvy väčšia ako je šírka medzery medzi kalibrom a stenou grafitového nástroja. Pri tomto sa používa tlak l až 50 MPa, pričom kalibrátor vykonáva relatívny pohyb v rovine paralelnej s kalibrovanou plochou. Kombináciou obidvoch účinkov sa dosiahne premiestňovanie prebytočného separátora pozdĺž kalibrovanej plochy, jeho rovnomemé uloženie a vyhladenie na tejto ploche.Výhodou spôsobu prípravy separačnej vrstvy podľa vynálezu je v konečnom dôsledku podstatné skrátenie veľmi náročných dokončovacích operácií, ako je napríklad brúsenie, leštenie a pod. Rovnako sa znižujú straty lisovanćho materiálu a znižuje sa zmätkovitosť pri výrobe polotovarov.Prehľad obrázkov na výkresochNa priloženom výkrese je znázomený spôsob prípravy separačnej vrstvy podľa vynálezu, kde obr. la znázomuje dutinu vgrañtovom nástroji, obr. lb znázorňuje vlastné kalibrovanie. Obr, 2 znázorňuje použitie kalibrovanej duti ny.Ako je znázomené na výkrese dutina tvaru valca v graíitovom nástroji l sa pokryje neupravenou separačnou vrstvou 2 (obr. la, lb). Pri vlastnom kalibrovaní sa do dutiny nástroja 1 zasúva rotujúci kaliber 3. V miestach, kde je separačná vrstva 2 hrubšia ako medzera medzi kalibrom 3 a gratitovým nástrojom 1, túto deforrnuje a premiestňuje na miesta, kde je separátora nedostatok, prípadne ho vytláča von zdutiny nástroja l. Vpripade použitia kalibrovanej dutiny (obr. 2) sa do dutiny nástroja 1 vloží surový výlisok alebo voľne nasypaný prášok 4. Tento je pri teplote lisovania stláčaný jednosmerne z obidvoch strán pomocou tlačníkov 5 tiež opatrených kalibrovacou a vyhladenou separačnou vrstvou 6.Spôsob prípravy separačnej vrstvy l podľa vynálezu bol použitý napr. pri výrobe valčekov z nitridu kremíka pre aplikáciu V hybridných valivých ložiskách. Na pripravu separačnej vrstvy 2 sa použila brečka so zložením 10 g hexagonálny nitrid bóru, 1 g nitrocelulózy a 30 ml acetónu. Táto po rozpustení nitrocelulózy v acetóne a homogenizovaní bola na steny dutiny nanášaná postupne v troch medzivrstvách s priememou hrúbkou 0,2 mm. Po čiastočnom odstránení acetónu v pnide teplého vzduchu bola každá medzivrstva prekalibrovaná. Steny valcovej dutiny bolí kalibrované dutinovým kalibrom 3, priemer ktorého bol o 0,6 mm menší ako priemer dutiny v grañtovom nástroji 1 a zodpovedal požadovanému priemeru valčekov, Prášok boldo tvaru valčcka stláčaný v upravenej dutine grañtového nástroja 1 pomocou dvoch tlačníkov 5, ktorých priemer zodpovedal priemeru kalibrovanej dutiny a ktorých čelá formujúce valčeky boli pokryté tiež kalibrovanou vrstvou s hrúbkou 0,3 mm. Kontaktný tlak pri tvarovaní separačnej vrstvy bol 10 MPa. Priemer keramických valčekov po žiarovom lisovaní sa pohyboval v rozsahu i 0,1 mm. Výška valčekov bola závislá iba od hmotnosti narážky. Pri dodržaní hmotnosti s presnosťou i 0,0 g sa výška valčekov pohybovala tiež v tolerancii i 0,1 mm.Spôsob podľa vynálezu možno využiť hlavne na pripravu separačnej vrstvy pri žiarovom lisovaní presných výliskov z nitrídu kremíka v grañtovom nástroji.l. Spôsob prípravy separačnej vrstvy pri žiarovom lisovaní nitrídu kremíka v grafrtovom nástroji, v y z n a č uj ú c i s a tý m , že separátor vo forme brečky sa nanesíe v hrúbke 0,2 až l mm na steny dutiny lisovacieho nástroja forrnujúcej prášok pri lisovaní, potom sa čiastočne vysuší a nakoniec sa kalibrovaním vyhladí a rovnomeme upraví na hrúbku 0,1 až 0,5 mm tak, aby rozmery separátom upravenej a kalibrovanej dutiny vrovine kolmej na smer lisovania boli zhodne s požadovanými rozmermi výlisku.2. Spôsob prípravy separačnej vrstvy podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že kalibrovanic separočnej vrstvy sa uskutočňuje pritláčanim kalibra kolmo na separovaný povrch dutiny nástroja tlakmi l až 50 MPa, pričom kalibrátor vykonáva relatívny pohyb v rovine rovnobežnej s týmto povrchom.

MPK / Značky

MPK: B22F 3/02, B22F 7/04

Značky: spôsob, vrstvy, výliskov, nitridů, lisování, žiarovom, separačnej, přípravy, grafitovom, kremíka, nástroji, přesných

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-280075-sposob-pripravy-separacnej-vrstvy-pri-ziarovom-lisovani-presnych-vyliskov-z-nitridu-kremika-v-grafitovom-nastroji.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob prípravy separačnej vrstvy pri žiarovom lisovaní presných výliskov z nitridu kremíka v grafitovom nástroji</a>

Podobne patenty