DD205126A1

DD205126A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von al tief 2 o tief 3-keramikkoerpern

Info

Publication number: DD205126A1
Application number: DD23890682A
Authority: DD
Inventors: Rolf Bahn
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1982-04-12
Publication date: 1983-12-21

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Mikrobohrungen im Bereich ungleich 50 mym bei Al tief 2 O tief 3-Keramikkoerpern unter Ausnutzung der Sinterschwindung, wobeihochdisperse Gamma-Tonerde isostatisch mit einem Druck von ungleich 50 MPa unter Einlegen einer Pressnadel zu einem Rohling gepresst, danach die Pressnadel wieder entfernt und anschliessend durch Weissbearbeitung die Mikrobohrung freigeschliffen und schliesslich der ueberdrehte Rohling gesintert wird. Ziel der Erfindung ist es, die Geometrie und die Oberflaeche der Mikrobohrung zu verbessern, wobei die Sinterschwindung des Rohlings erhoeht und eine genaue Fixierung der Pressnadel erfolgen soll. Erfindungsgemaess wird deshalb die eingesetzte hochdisperse Gamma- Tonerde nur inder radialen Richtung des kuenftigen Rohlings gepresst, waehrend eine Verdichtung in axialer Richtung moeglichst voellig unterbunden wird. Die Erfindung laesst sich beispielsweise zur Herstellung von Kapillarbondwerkzeugen anwenden.

Description

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WP B 28 B/238 906-0

Dipl.-Ehys. Rolf Bahn P 869

IPK; 28 B_f 3/00

Titel der Erfindung

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Keramikkörpern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von y Keramikkörpern mit Mikrobohrungen im Bereich—50 jum unter Ausnutzung der Sinterschwindung. Derartige Körper werden beispielsweise als Kapillarbondwerkzeuge in Automatikbondern zum Bonden integrierter Schaltkreise oder als Spinndüsen eingesetzt.

Charakteristik der bekannten technischen" Merkmale

Es ist bereits bekannt, A1~O ^-Keramikkörper mit derartigen Mikrobohrungen unter Ausnutzung der Sinterschwindung herzustellen. Hierbei wird aus hochdisperser ^-Tonerde unter Einlegen einer Preßnadel, deren Durchmesser einen Schwindungsaufschlag von ca. 60 % auf den gewünschten Mikrobohrungsdurchmesser enthält und die eine konische Spitze

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aufweist, mit einem Druck$50 MPa auf isostatischem Wege folglich, unter allseitiger Druckübertragung - ein Rohling gepreßt. Danach entfernt man die Preßnadel und drückt an deren Stelle eine Einstecknadel mit dem gleichen Durchmesser in den Rohling. Anschließend wird die Bohrung durch Weißbearbeitung freigeschliffen. Dann erfolgt die Sinterung der so bearbeiteten Rohlinge unter einer Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen zwischen 1700 und 1750⁰C (DD-PS 146 909).

Das Pressen der Rohlinge erfolgt auf den üblichem isostatischen Pressen, bei denen in einem Rezipienten eine flexible Form angeordnet ist. Auf diese Weise wird bei der Formgebung der Druck auf das in der flexiblen Form befindliche AIpOo-Pulver allseitig übertragen (DD-PS 86 771).

Hierbei tritt jedoch der Nachteil ein, daß die Geometrie der Mikrobohrung und die Oberflächenqualität an der Eingangsbzw. Ausgangs-Öffnung häufig nicht den Anforderungen entsprechen, so daß Nacharbeiten erforderlich sind. Auf diese Weise wird aber auch die an der Oberfläche der Mikrobohrung ausgebildete Brennhaut verletzt und damit verringert sich die Abriebfestigkeit. Geringere Standzeiten der Werkzeuge sind die Folge.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es deshalb, die Geometrie und die Oberfläche der hergestellten Mikrobohrung und damit in der Folge die Standzeit der Werkzeuge zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver—

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fahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von ₂ Keramikkörpern mit Mikrobohrungen im Bereich ^50yum unter Ausnutzung der Sinterschwindung vorzuschlagen, wobei eine hochdisperse ^-Tonerde isostatisch mit einem Druck von ^ 50 MPa unter Einlegen einer Preßnadel zu einem Rohling gepreßt, danach die Preßnadel wieder entfernt und anschließend durch Weißbearbeitung die Mikrobohrung freigeschliffen und schließlich der überdrehte Rohling gesintert wird. Insbesondere soll die Sinterschwindung des Rohlings erhöht und eine genaue Fixierung der Preßnadel bewirkt werden.

Erfindungsgemäß erfolgt dies, indem die hochdisperse^-Tonerde nur in der radialen Richtung des künftigen Rohlings gepreßt wird, während eine Verdichtung in axialer Richtung möglichst völlig unterbunden wird.

Dieses Verfahren wird mit einer isostatischen Presse verwirklicht, die im wesentlichen aus einer flexiblen Form mit einem Stützkörper besteht, die in einem üblichen Rezipienten angeordnet sind.

Erfindungsgemäß ist die flexible Form als Preßmanschette ausgebildet, deren axiale Öffnungen durch unnachgiebige Stopfen (4) verschlossen sind, wobei der Rand der Stopfen (4-) die Außenkonturen der Preßmanschette (2) überragt. Die Preßmanschette ist von einem sich auf den Rändern der Stopfen (4) abstützenden perforierten Rohr (3) umgeben und einer der Stopfen weist eine Bohrung auf, durch die die Preßnadel (1) fixiert ist.

Da von der Preßform nur die Manschette aus flexiblem Material besteht, während die beiden axialen öffnungen durch Stopfen aus unnachgiebigem Material gefertigt sind, deren Ränder sich auf dem perforierten Rohr gegeneinander abstützen, erfolgt die Verdichtung des Rohlings im wesentlichen nur in radialer Richtung. Mit Hilfe der Bohrung im untersten Stopfen wird die eingesetzte Preßnadel auch während des

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Pressens sicher fixiert,

Aüsf utirun^sbeispiel

An einem Beispiel und an Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Preßmanschette mit Stopfen im Schnitt.

Die Fertigung von Kapillarbondwerkzeugen erfolgt folgendermaßen:

Aus einer hochdispersen/-Tonerde mit einer Oberfläche nach BET von> 100 m /g wird unter Zusatz von 3 % Polyvinylalkohol ein Preßgranulat hergestellt. Die Preßmanschette 2 aus Gummi wird an der unteren Seite mit dem Stopfen 4 aus Metall verschlossen. Danach stülpt man über die Manschette ein perforiertes Rohr 3 zum Stützen der Manschette. In die im Mittelpunkt des Stopfens befindliche Bohrung wird danach die Preßnadel 1 gesteckt und damit fixiert. Die Preßnadel weist einen konischen Teil auf (16°), an den sich an der Spitze ein zylindrischer Teil anschließt. Der Durchmesser des zylindrischen Teiles der Preßnadel beträgt 75 /um, die Länge 0,3 mm. In die auf diese Weise an dem unteren Ende verschlossenen Preßmanschette wird das Preßgranulat eingefüllt und danach wird auch das obere Ende der Manschette mit einem Stopfen 4 aus Metall verschlossen.

Die auf diese Weise verschlossene Preßmanschette wird in den in der Zeichnung nicht dargestellten Rezipienten einer isostatischen Preßanlage gebracht, und es erfolgt die Verdichtung des in der Manschette befindlichen Granulats unter einem Druck von'50 MPa. Das Druckmedium drückt hierbei auf die flexible Gummimanschette, die unter diesem Druck radial nachgibt. Der axiale Druck auf die Metallstopfen 4 hingegen wird durch das perforierte Stützrohr 3 abgefangen, so daß eine Verdichtung in axialer Richtung verhindert wird. Nach dem öffnen

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der Preßmanschette läßt sich die Preßnadel leicht aus dem Rohling herausziehen. Anschließend erfolgt das Freischleifen der Bohrung durch Weißbearbeitung. Nach der Sinterung bei einer Temperatur von 172O⁰O unter Wasserstoffatmosphäre beträgt der Durchmesser der Mikrobohrung 50 yum.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von Al₂Oo-Keramikkörpern mit Mikrobohrungen im Bereich^ 50 /um unter Ausnutzung der Sinterschwindung, wobei eine hochdisperse^-Tonerde isostatisch mit einem Druck von ^ 50 MPa unter Einlegen einer Preßnadel zu einem Rohling gepreßt, danach die Preßnadel wieder entfernt und anschließend durch Weißbearbeitung die Mikrobohrung freigeschliffen und schließlich der überdrehte Rohling gesintert wird, gekennzeichnet dadurch, daß die hochdispersey'-Tonerde nur in der radialen Richtung des künftigen Rohlings gepreßt wird, während eine Verdichtung in axialer Richtung möglichst völlig unterbunden wird·

2· Preßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, bestehend im wesentlichen aus einer flexiblen Form mit einem Stützkörper, die in einem Rezipienten angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die flexible Form als Preßmanschette (2) ausgebildet ist, deren axiale öffnungen durch unn^giebige Stopfen verschlossen sind, wobei ieich der Rand der Stopfen (4·) die Außenkonturen der Preßmanschette überragt und die Preßmanschette von einem sich auf den Rändern der Stopfen (4) abstützenden perforierten Rohr (3) umgeben ist und daß einer der Stopfen eine Bohrung aufweist, durch die die Preßnadel (1) fixiert ist.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -