CH542284A - Metallisches poröses Material und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Metallisches poröses Material und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein metallisches poröses Material und auf Verfahren zu deren Herstellung.
Das genannte Material ist bestimmt für die Herstellung von Filtern sowohl zur Grob- als auch Feinreinigung, die z.B. in hydraulischen, Luft- und Brennstoffsystemen vorschiedener Maschinen und Apparate verwendet werden. Darüber hinaus kann dieses Material für die Herstellung von porösen Elementen verwendet werden, die zum Abführen der Wärme von den wärmebelasteten Baugruppen verschiedener Apparate der Flugzeug- und Raketentechnik bestimmt sind.
Es ist bekannt ein metallisches poröses Material, das eine Legierung darstellt, die 10-14 Gew.- ,ZO Nickel, 16-18 Gew.- hO Chrom, höchstens 0,08 Gew.-% Kohlenstoff, 2-3 Gew.-% Molybdän, höchstens 0,2% Mangan, höchstens 1 Gew.-% Silizium, übriges Eisen enthält.
Es ist auch bekannt ein Verfahren zur Herstellung des genannten metallischen porösen Materials, das darin besteht, dass man das Sieben der pulverförmigen Legierung mit sphärischer Form der Teilchen durchführt, die Eisen, Nickel, Chrom, Kohlenstoff, Molybdän, Mangan und Silizium in dem oben genannten Verhältnis enthält, die entnommene Pulverfraktion in einer gleichmässig dicken Schicht auf die Gespannplatte aufschüttelt und dann in der Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur sintert, die unterhalb des Schmelzpunktes der Legierung liegt.
Die erhaltene metallische poröse Platte wird in dem genannten Medium abgekühlt und dann ausgewalzt oder gepresst.
Das bekannte metallische poröse Material wird durch geringe'Durchlassfähigkeit (8,4 m3/m2.min nach der Luft), durch grosse Dicke (3 mm) und hohes Gewicht gekennzeichnet und besitzt eine genügende Feinheit der Filtration.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der genannten Nachteile.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein metallisches poröses Material zu entwickeln, das sowohl für die Herstellung von porösen Elementen in den wärmebelasteten Baugruppen von Apparaten der Flugzeug- und Raketentechnik wie auch als Filtermaterial verwendet werden kann, das die notwendige Feinheit der Filtration bei hoher Durchlassfähigkeit (40 m31m".min und höher nach der Luft und 17-23 cm3/ cm2.min umgerechnet und den flüssigen Flugmotorenkraftstoff), unbedeutende Dicke (0,12 - 0,14 mm) und geringes Gewicht, hohe mechanische Festigkeit sowie eine längere Lebensdauer (Möglichkeit einer mehrfachen Verwendung des Filtermaterials nach dessen Regenerierung) besitzt.
Diese Aufgabe wird durch ein metallisches poröses Material gelöst, das erfindungsgemäss 56,9 - 76,95 Gew. % Eisen. 10 - 20 Gew.- fO Nickel, 13 - 23 Gew.- ,ZO Chrom und 0.05 - 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthält.
Das Verfahren zur Herstellung dieses metallischen porösen Materials durch Siebung einer pulverförmigen Legierung in Fraktionen und anschliessendes Auswalzen und Sintern der entnommenen Fraktion oder Pressen und Sintern derselben ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Sintern des ausgewalzten oder des gepressten Halbzeuges zunächst bei Temperaturen zwischen 800 und 900 C innerhalb einer Stunde und anschliessend bei Temperaturen zwischen 1250-1 3000C innerhalb von 2 bis 3 Stunden durchgeführt wird, wonach dieses gesinterte Material gekühlt wird.
Die Verwendung der pulverförmigen Legierung der genannten Zusammensetzung für die Herstellung von metallischem porösem Material macht es möglich, beim Auswalzen Halbzeuge in Form dünner Platten zu erhalten und folglich Filtermaterialien mit höherer Durchlassfähigkeit herzustellen.
Um ein metallisches poröses Material, das als Filtermaterial verwendet wird, mit erforderlicher Feinheit der Filtration bei grösster Durchlassfähigkeit, geringer Dicke und geringem Gewicht herzustellen, nimmt man aweckmässig zum 'Sieben eine pulverförmige Legierung mit einem Schüttgewicht von 1,2-1,7 g/cm3, entnimmt bei der Siebung der genannten pulverförmigen Legierung die Fraktion mit einer Teilchengrösse von 40 - 60 rm und führt das Auswalzen der entnommenen Fraktion der pulverförmigen Legierung bei einem Abstand zwischen den Walzen von 0,13 - 0,15 mm durch.
Wie vorstehend hingewiesen wurde, wird das nach dem Auswalzen oder Pressen erhaltene Halbzeug gesintert. Die Sinterung wird unter gewöhnlichen Bedingungen durchgeführt, nämlich bei einer unterhal'b des Schmelzpunktes der pulverförmigen Legierung liegenden Temperatur in der Atmosphäre von Wasserstoff.
In dem Falle, wenn die Haibzeuge in Form von einzelnen Platten im Ofen in einem Stoss (mehrere Platten in jedem Stoss) gesintert werden, so wird diese Operation zweckmässigerweise zur Verhinderung des Zusammenbackens dieser Platten untereinander in zwei Stufen durchgeführt. Zunächst sintert man den Stoss bei einer Temperatur von 800 - 9000C während 0,5 - 1 Stunden in der Atmosphäre von Wasserstoff, indem man den Platten die erforderliche mechanische Festigkeit verleiht. Dann kühlt man den Stoss in dem genannten Medium ab, bestreut die Platten mit Elektrokorund Pulver mit einer Teilchengrösse von 50- 60 jim und legt wieder zu einem Stoss zusammen.
Den letzteren unterzieht man der Sinterung'bei einer Temperatur von 1250 - 13000C während 2-3 Stunden in dem oben genannten Medium unter anschliessender Abkühlung in demselben Medium.
Nachstehend werden folgende Beispiele für die Herstellung des erfindungsgemässen metallischen porösen Materials angeführt.
Beispiel I
Zur Herstellung von metallischem porösem Material verwendet man eine pulverförmige Legierung auf der Grundlage von Eisen, Nickel, Chrom und Kohlenstoff, die nach der Methode der gemeinsamen Reduktion hergestellt wurde, die darin besteht. dass man die Beschickung der folgenden Zusammensetzung (bezogen auf 1 kg fertige pulverförmige Legierung) nimmt: Eisenpulver mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 0,1 Gew.-% 0,670 kg, Nickeloxydpulver mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 0,05 Gew.-% 0,190 kg, Chromoxydpulver mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 0,19 Gew.-% 0,263 kg und mit Kalziumhydrid, das in einer Menge von 0,600 kg genommen wird, bei einer Temperatur von 1175 0C während 6 Stunden reduziert. Den Sinter unterwirft man der Nassmah'lung in einer Kugelmühle, wonach die pulverförmige Legierung getrocknet wird.
< Die erhaltene Legierung, welche 66,9 Gew.-% Eisen, 15 Gew.-% Nickel, 18 Gew.-% Chrom und 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthält, mit einem Schüttgewicht von 1,7 g/cm2 wird unter Entnahme der Fraktion 40- 60 jtm der Siebung unterworfen.
Das entnommene Pulver unterwirft man der Auswalzung auf einer Walzstrasse mit waagerecht angeordneten Walzen, wobei der Durchmesser der Walzen 75 mm, die Länge der Walzen 120 mm, der Abstand zwl- schen den Walzen 0,14 mm, deren Rotationsgeschwindigkeit 2 U/min beträgt.
Das aus den Walzen austretende Band wird zu 300 mm Platten geschnitten. Einen aus 70 Platten bestehenden Stoss bringt man in einen Ofen ein, wo dieser bei einer Temperatur von 9000C während 1 Stunde in der Atmosphäre von Wasserstoff (der Taupunkt beträgt minus 550C) vorher gesintert und dann auch in der Atmosphäre von Wasserstoff abgekühlt wird. Die Plat ten bestreut man danach der Verhinderung deren Zusammenbackens untereinander mit dem Elektrokorund- pulver mit einer Teilchengrösse von 50- 60 pm, legt zu einem Stoss zu 30 Platten zusammen und sintert endgültig bei einer Temperatur von 12500C während 2 Stunden in der Atmosphäre von Wasserstoff (der Taupunkt beträgt minus 550C), wonach dieser in demselben Medium abgekühlt wird.
Das erhaltene metallische poröse Material kann als Filtermaterial z.B. für die Reinigung der Hydroflüssigkeiten in jFlugzeugen verwendet werden.
Das genannte metallische poröse Material besitzt folgende Kennwerte: 'Porosität, gO - 39; spezifisches Gewicht, g/cm3 - 4,78; Materialdicke, mm - 0,12; Filtrierfeinheit, ,um - 5; Durchlassfähigkeit (umgerechnet auf flüssigen Flugmotorenkraftstoff bei dessen freiem Ausfliessen) cm2.min - 20; Reissfestigkeit, kplmm2 - 6,5.
Das erhaltene Material hält eine Schwingbelastung mit einer Schwingungsfrequenz von 288 Hz während 70 Stunden sowie 10000 Stosszyklen bei 80 Stössen in einer Minute aus.
Beispiel 2
Für die Herstellung von metallischem porösem Material verwendet man eine pulverförmige Legierung, die 66,92 Gew.-% Eisen, 18 Gew.-% Nickel, 15 Gew.-% Chrom und 0,08 Gew.-% Kohlenstoff enthält, mit einem Schüttgewicht von 2 g/cm3, wobei diese wie in dem Beispiel 1 beschrieben hergestellt wird.
'Die genannte pulverförmige Legierung unterwirft man der Siebung und entnimmt die Fraktion von 70-80 ;m. Das entnommene Pulver wird in einer Stahlform auf einer hydraulischen Presse bei einem spezifischen Druck von 20 kp/mm3 gepresst. Man erhält ein Halbzeug in Form einer Platte von 100 mm Länge, 50 mm Breite und 5 mm Dicke.
Die Platte wird in einen Ofen eingebracht und bei einer Temperatur von 12800C während 2 Stunden in der Atmosphäre von Wasserstoff (der Taupunkt beträgt minus 550C) gesintert, wonach man diese in demselben Medium abkühlt.
Das erhaltene metallische poröse Material kann für die Herstellung von porösen Elementen verwendet werden, die für die Abführung der Wärme von den wärmebelasteten Baugruppen der Apparate der Flugzeug- und Raketentechnik bestimmt sind.
Das genannte Material besitzt folgende Kennwerte: Porosität, % - 34; spezifisches Gewicht, g/cm3 - 5,3; Durchlassfähigkeit (umgerechnet auf destilliertes Wasser, das unter dem nachstehend angeführten Druck zugeführt wird) cm3/cm2.s: 5 at - 0,44; 10 at - 1,13; 20 at - 2,85; Reissfestigkeit, kp/mm2 - 20.
PAT;ENTANSPRÜCtIE
I. Metallisches poröses Material, dadurch gekennzeichnet, dass dieses 56,9 - 76,95 Gew.-% Eisen, 10 - 20 Gew.-% Nickel, 13-23 Gew.-% Chrom und 0,05 - 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthält.
II. Verfahren zur Herstellung von metallischem porösem Material nach Patentanspruch I, durch Siebung einer pulverförmigen Legierung in Fraktionen und anschliessendes Auswalzen und 'Sintern der entnommenen Fraktion oder Pressen und Sintern derselben, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintern des ausgewalzten oder des gepressten Halbzeuges zunächst bei Temperaturen zwischen 800 und 9000C innerhalb einer Stunde und anschliessend bei Temperaturen zwischen 1250- 13.000C innerhalb von 2 bis 3 Stunden durchgeführt wird, wonach dieses gesinterte Material gekühlt wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man der Siebung eine pulverförmige Legierung mit einem Schüttgewicht von 1,2 bis 1,7 g/ cm3 unterwirft, eine Fraktion mit einer Teilchengrösse von 40 - 60 ,wm entnimmt und das Auswalzen der entnommenen Fraktion der pulverförmigen Legierung bei einem Abstand von 0,13 - 0,15 mm zwischen den Walzen eines Walzwerkes durchführt.
2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine pulverförmige Legierung verwendet wird, deren Teilchen eine schwammige verzweigte Form aufweisen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
Claims (1)
- **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.Das entnommene Pulver unterwirft man der Auswalzung auf einer Walzstrasse mit waagerecht angeordneten Walzen, wobei der Durchmesser der Walzen 75 mm, die Länge der Walzen 120 mm, der Abstand zwl- schen den Walzen 0,14 mm, deren Rotationsgeschwindigkeit 2 U/min beträgt.Das aus den Walzen austretende Band wird zu 300 mm Platten geschnitten. Einen aus 70 Platten bestehenden Stoss bringt man in einen Ofen ein, wo dieser bei einer Temperatur von 9000C während 1 Stunde in der Atmosphäre von Wasserstoff (der Taupunkt beträgt minus 550C) vorher gesintert und dann auch in der Atmosphäre von Wasserstoff abgekühlt wird. Die Plat ten bestreut man danach der Verhinderung deren Zusammenbackens untereinander mit dem Elektrokorund- pulver mit einer Teilchengrösse von 50- 60 pm, legt zu einem Stoss zu 30 Platten zusammen und sintert endgültig bei einer Temperatur von 12500C während 2 Stunden in der Atmosphäre von Wasserstoff (der Taupunkt beträgt minus 550C), wonach dieser in demselben Medium abgekühlt wird.Das erhaltene metallische poröse Material kann als Filtermaterial z.B. für die Reinigung der Hydroflüssigkeiten in jFlugzeugen verwendet werden.Das genannte metallische poröse Material besitzt folgende Kennwerte: 'Porosität, gO - 39; spezifisches Gewicht, g/cm3 - 4,78; Materialdicke, mm - 0,12; Filtrierfeinheit, ,um - 5; Durchlassfähigkeit (umgerechnet auf flüssigen Flugmotorenkraftstoff bei dessen freiem Ausfliessen) cm2.min - 20; Reissfestigkeit, kplmm2 - 6,5.Das erhaltene Material hält eine Schwingbelastung mit einer Schwingungsfrequenz von 288 Hz während 70 Stunden sowie 10000 Stosszyklen bei 80 Stössen in einer Minute aus.Beispiel 2 Für die Herstellung von metallischem porösem Material verwendet man eine pulverförmige Legierung, die 66,92 Gew.-% Eisen, 18 Gew.-% Nickel, 15 Gew.-% Chrom und 0,08 Gew.-% Kohlenstoff enthält, mit einem Schüttgewicht von 2 g/cm3, wobei diese wie in dem Beispiel 1 beschrieben hergestellt wird.'Die genannte pulverförmige Legierung unterwirft man der Siebung und entnimmt die Fraktion von 70-80 ;m. Das entnommene Pulver wird in einer Stahlform auf einer hydraulischen Presse bei einem spezifischen Druck von 20 kp/mm3 gepresst. Man erhält ein Halbzeug in Form einer Platte von 100 mm Länge, 50 mm Breite und 5 mm Dicke.Die Platte wird in einen Ofen eingebracht und bei einer Temperatur von 12800C während 2 Stunden in der Atmosphäre von Wasserstoff (der Taupunkt beträgt minus 550C) gesintert, wonach man diese in demselben Medium abkühlt.Das erhaltene metallische poröse Material kann für die Herstellung von porösen Elementen verwendet werden, die für die Abführung der Wärme von den wärmebelasteten Baugruppen der Apparate der Flugzeug- und Raketentechnik bestimmt sind.Das genannte Material besitzt folgende Kennwerte: Porosität, % - 34; spezifisches Gewicht, g/cm3 - 5,3; Durchlassfähigkeit (umgerechnet auf destilliertes Wasser, das unter dem nachstehend angeführten Druck zugeführt wird) cm3/cm2.s: 5 at - 0,44; 10 at - 1,13; 20 at - 2,85; Reissfestigkeit, kp/mm2 - 20.PAT;ENTANSPRÜCtIE I. Metallisches poröses Material, dadurch gekennzeichnet, dass dieses 56,9 - 76,95 Gew.-% Eisen, 10 - 20 Gew.-% Nickel, 13-23 Gew.-% Chrom und 0,05 - 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthält.II. Verfahren zur Herstellung von metallischem porösem Material nach Patentanspruch I, durch Siebung einer pulverförmigen Legierung in Fraktionen und anschliessendes Auswalzen und 'Sintern der entnommenen Fraktion oder Pressen und Sintern derselben, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintern des ausgewalzten oder des gepressten Halbzeuges zunächst bei Temperaturen zwischen 800 und 9000C innerhalb einer Stunde und anschliessend bei Temperaturen zwischen 1250- 13.000C innerhalb von 2 bis 3 Stunden durchgeführt wird, wonach dieses gesinterte Material gekühlt wird.UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man der Siebung eine pulverförmige Legierung mit einem Schüttgewicht von 1,2 bis 1,7 g/ cm3 unterwirft, eine Fraktion mit einer Teilchengrösse von 40 - 60 ,wm entnimmt und das Auswalzen der entnommenen Fraktion der pulverförmigen Legierung bei einem Abstand von 0,13 - 0,15 mm zwischen den Walzen eines Walzwerkes durchführt.2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine pulverförmige Legierung verwendet wird, deren Teilchen eine schwammige verzweigte Form aufweisen.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |