IT8148441A1 - Procedimento di metallurgia delle polveri per la formazione di articoli stampati di precisione e prodotto ottenuto - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

148.809 ITA/DRC DESCRIZIONE

a<? >corredo di una domanda di brevetto per invenzione sai titolo:

"Procedimento di<' >metallurgia delle polveri per la for-mazione di articoli stampati di precisione e prodotto ottenuto" -a nome della: MINNESOTA MINING AND MANUFACTURING

VM COMPANY -?

RIASSUNTO

Articoli stampati di precisione, per esempio cavit? di stampi , relativi al campo della metallurgia delle polveri ed aventi elevata durezza e resistenza all 'impatto vengono prodotti combinando granuli di materiale refrattario e granuli di un primo metallo o di una lega che presenta un aspetto cristallino omogeneo ad una temperatura inferiore al suo punto di fusione, ed una durezza Rockwell inferiore in confronto con ilmateriale refrattario, mescolando i granuli con un legante organico, stampando il miscuglio dei granuli -e del legante in una preforma stampata verde, degra-dando termicamente e rimuovendo il legante per formare una preforma di scheletro e facendo infiltrare nella preforma un secondo metallo o lega che bagner? il primo me tallo o la prima lega e presenta una durezza Rocki&ell inferiore a quella del primo metallo o lega, for-mando cos? un articolo stampato avente granuli refrat-tari completamente incorporati in un singolo scheletro

del primo metallo o lega, i granuli refrattari e

lo scheletro essendo circondati da strati o matrici di

metalli pi? molli.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alla metal-lurgia delle polveri, ai materiali metallici compositi

5 pf ? \ 5 contenenti componenti che impartiscono resistenza allo

impatto e resistenza alla abrasione, agli articoli

stampati di precisione prodotti con tali materiali e

ad un procedimento per la formazione di detti articoli.

Zecni ca precedente

Le tecniche della metallurgia delle polveri

sono state utilizzate per formulare materiali compositi

metallici refrattari aventi elevata durezza insieme -con elevata resistenza all 'impatto. Il brevetto Sta- . tunitense No. 4.024.902 descrive un materiale compo- .

sito prodotto da particelle di carburi) cementate con- .

tenenti carburo di tungsteno e cobalto, le particelle

di carburo cementate essendo collocate in uno stampo

e fatte infiltrare con lega di acciaio fuso. Il car-buro di tungsteno ed il cobalto si sciolgono nella le

ga di acciaio e quindi precipitano dalla lega a mano

che l ?articolo viene raffreddato. Il risultante articolo composito contiene particelle di carburo di tungste-no circondate da successivi gusci contenenti tung-steno (dal carburo di tungsteno) carbonio dal carburo di tungsteno) cobalto ed acciaio, ciascuno di detti -gusci o involucri avendo una durezza inferiore a quella delle particelle di carburo di tungsteno. La parte re-stante dell ?articolo ? occupata dalla lega di acciaio.

Il materiale pi? duro in una tale struttura composita ? il carburo di tungsteno ed il materiale pi? molle ptr in una tale struttura composita ? la lega di acciaici - <1 >Il brevetto statunitense No. 4.140.170 descrive un , / perfezionamento nel procedimento di stampaggio del bre-vetto statunitense No. 4 *024.902. In conformit? -al procedimento di questo ultimo brevetto, il carburo di tungsteno sinterizzato viene macinato e mescolato con la polvere di ferro. Il miscuglio in polvere viene quin-di costipato in uno stampo e fatto riscaldare per formare un materiale composito. I procedimenti di questi bre-vetti utilizzaNo reazioni in fase liquida che non sono convenienti per la replica di precisione di una forma stampata, a causa delle variazioni dimensionali che si verificano quando i materiali nella struttura composita si combinano chimicamente uno con l 'altro

Il brevetto statunitense No. 3*258.817 descrive un materiale composito realizzato collocando particelle metalliche sferoidali , refrattarie e dure in uno stampo, facendo infiltrare nella particelle un metallo legante

fuso avente un punto di fusione fra 816?C e 1649 ?C - .

e raffreddando l 'articolo cosi infiltrato. Le particel-le refrattarie si sciolgano parzialmente nel legante, metallico durante la infiltrazione, quindi precipitano

dal legante durante il raffreddamento dell 'articolo..

Si afferma che le condizioni del procedimento debbano vie essere preferibilmente controllate in modo da provoca

re un "interaccrEScrimento" dei granuli refrattari e.

la f ormazione di una fase metallica dura continua. . . .. _

Un tale materiale composito avrebbe bassa resistenza. all 'impatto a causa dell. 'intercollegamento o inter- _ .. accrescimento dei granuli refrattari , poich? ci? forb?

r ebbe un efficiente percorso per la prppagazi c?ie - delle ? incrinature attraverso il materiale . Inoltre, il proce-dimento di questo brevetto potrebbe essere non conve- _

niente per la replica di precisione di una forma stam- _ _

pata a causa dell 'uso di reazione in fase liquida.

I brevetti statunitensi No. 3*823.002 e

3 *929.476 descrivono articoli formati con precisi one,

per esempio elettrodi per lavorazioni a macchina a

scarica elettrica, prodotti mediante stampaggio in

uno stampo conveniente di un miscuglio di materiale plastico di polveri refrattarie multimodali ed un legante termoplastico per formare un articolo stampa-to verde avente predeterminata forma e dimensioni. -riscaldando l'articolo stampato verde per rimuovere

il legante e consolidare le polveri refrattarie inuna struttura di scheletro int ercoli egata e facendo -infiltrare nella struttura di scheletro risultante -un agente di infiltrazione fuso che ? una lega oppure un metallo a basso punto di fusione

t

La domanda di brevetto pubblicata nel

Unito No. 2 .005 .728 descrive un articolo metallico ^ -stampato non refrattario prodotto mediante stampaggio -in uno stampo flessibile di un miscuglio plastico di polveri metalliche sferiche, non refrattarie e di un legante termolabile, comprendente un materiale termo- ? plastico per formare un articolo, verde di predeter -minata forma e dimensioni , riscaldando l 'articolo verde per rimuovere il legante e consolidare le polveri ? sferiche non refrattarie, nella forma di imo scheletro -monolitico poroso di particelle strozzate di metallo non refrattario, facendo infiltrare nello scheletro -un metallo fuso avente un punto di fusione che ? di almeno 25 ?C inferiore al punto di fusione di quella delle particelle sferiche non refrattarie che presenta*il minimo punto di fusione, e raffreddando lo schele-tro con l ?infiltrazione metallica per formare cos?

un articolo metallico non refrattario omogeneo

privo di vuoti consistente di due matrici metalliche.

impegnate una nell 'altra. Lo scheletro stampato .

pub essere fatto di particelle di F?, Co, Ni oppure

.loro leghe ed il metallo di infiltrazione pu? essere .

.Cu, A g oppure Sn. .

Descrizione della invenzione

La presente invenzione fornisce, sotto un

appetto un articolo metallico composito comprendente *

I

una prima ed una seconda matrice compenetrate ima . V <x>

/ nell 'altra, detta piuma matrice comprendendo granuli,

di un refrattario e detta seconda matrice compren-dendo una fase metallica continua, detto articolo _

essendo sostanzialmente privo di vuoti , caratteri zza^- _

to dal fatto che: _ _ _ _

(a) detti granuli refrattari presentano un _

diametro medio fra 1 e 100 micrometri e detto refrat-r _

t

tari o ? :

(i) carburo metallico, boruro, ossido, sili-_

ciuro o nitruro, oppure _ _

(ii) un metallo scelto dal gruppo comprendente tungsteno, molibdeno, tantalio, niobio, vanadio

e titanio, oppure

(iii ) loro combinazioni ;

(b) detta prima matrice, comprende inoltre

uno scheletro monolitico comprendente, un primo me-.

tallo solido o lega che presenta un aspetto cri.stallino omogeneo ad una temperatura inf eri ore__al__sup punt o__ di fusione, o_osservato sotto un_microscopio ottico, e presenta una durezza Rockwell inf eriqre_ a quella di detto refrattario, detto primo metallo pie lega inviluppando completamente detti granuli re ?? frattari , questi ultimi essendo uniformemente disperai in detto scheletro; e

(c)detta fase metallica continua di detta seconda matrice occupa la_porosit? inter comuni cant e _ in detto scheletro, detta fase continua comprendendo inoltre un secondo metallo solido o lega che bagna _ _ detto scheletro, presenta una durezza Rockwell infe- _ riore oppure uguale allajlurezza Rockwell di detto pri- _ mo metallo o lega, e presenta un punto di fusione inferiore al punto di fusione di detto primo metallo^ o lega.

Breve descrizione d_ei disegni _ _

Nei disegni allegati: _

la figura 1 rappresenta uno schema di una porzione di un articolo secondo la presente invenzione;

la figura 2 rappresenta una diagramma di flusso che mostra la fabbricazione di un articolo formato

di precisione secando la presente invenzione;

la figura 3 rappresenta uno schizzo a

penna ed inchiostro di una microfotografia ottica

di un articolo della presente invenzione, e

la figura 4 rappresenta una vista in pr?-,

spettiva di una cavit? di stampo formata secondo

la presente invenzione.

^ * Descrizione dettagliata

Nella pratica della presente invenzione,

una matrice di replicazione della desiderata forma V e grandezza viene usata per preparare uno stampo di

gomma flessibile. Successivamente, granuli di detto refrattario carburo, boruro, ossido, siliciuto, nitruro metallico o summenzionati metalli refrattari

oppure dette loro combinazioni (vale a dire il componente (a) di cui sopra, in seguito riferito collet-tivamente come "refrattario" o "granuli refrattari" )

vengono mescolati con i gramoli di detto primo metal-lo o lega (vale a dire quello del precedente scheletro (b), in seguito riferito collettivamente come

"primo metallo".). Il risultante miscuglio polveriz-zato viene mescolato con un legante termolabile ed

il miscuglio di polvere e legante viene quindi collocato in detto stampo e cos? stampato in una for

ma che ?. identica alla desiderata forma finale. -Il miscuglio di polvere e legante viene fatto maturai _re_nellp_ stampo flessibile ed il risultante arti col o<~ >"\rerde^_maturato_ e stampato viene- estratto dallo stampo e ri s cal d at o_p er _1 a d egr ad azi on e t ermi ca - e -la ri- ? mozione sostanzialmente di cts tutto -il? legante.- -La risultante forma stampata porosa o--"preforma",--cio? la forma preliminare, viene quindi fatta infil-trare ad una temp eratura inferiore al punto di fu- - - ? siane del_primp metallo con detto secondo metallo o -lega (in seguito riferito come "agente di infiltra- - j? zione") . Durante 1 * operazione di infiltrazione, i gra-\ nuli contigui del refrattario e del primo metallo t: -subisconojuna sinterizzazione per diffusione volume- ? -tri ca, p_er_ cui _i.. primi granuli metallici perdono la ? -loro originaria. forma particellare e si- fondono o sicoMolidano_ per _f ormare, una .struttura, di scheletro monolitica la quale inviluppa o .circonda completamente- i granuli refrattari . I granuli del primo metallo pertanto subiscono una_prof onda. modificazione .della loro forma -originaria^ Gli elementi della struttura di scheletro a loro volta sono circondati dall ?agente di infiltra-zione . Dopo il raffreddamento dell 'articolo finale, -lo scheletro infiltrato corrisponde in forma a quella della matrice di replicazione . In questa struttura di _ sch?letro, _la porosit? -collegata- e -intercomunicante -_ (vale a dire lo spazi o vuoto che non viene sigillato

_ o isolato dalla porosit?-che comunica con? le ester-_ no della struttura-di scheletro,? in? contrasto con -_ la "porosit?? che ? una spazio-vuoto- inaccessi bile<~>com-_ pi et ameni e all 'interno- del^eorpo-dello-scheletro) ? -_ _oc cupat a dall.' agent e-di? inf-il tr azi one-.?L 'arti c ol o-.stampato dopo la infiltrazione contiene granuli refrattari dispersi -(in altre-parole non intercollega^

_ti ) , ciascuno dei quali- ?? circondato da una- micro- ?

_ struttura a gradiente-di -materiali - di durezza inferiore e di maggiore resistenza all 'impatto. -L'articolo - ? -come un tutto unico presenta ?levata resistenza alla- ? - -abrasione elevata. durezza ed- elevata resistenza allo ? - -f

..impatto,, ed ?_una replica-fedele- della matrice usata -per preparare lo stampo- da cui- ?- stata ricavata la -preforma stampata. _ ! - - -_ Con il_ termine -di? microstruttura a gradiente? si?intende una struttura cristallina eterogenea che -contiene una, pluralit? di - regioni cristalline contigue, -ciascuna avente la forma di un guscio o involucro -op- - ? ? pure una pluralit? di gusci o involucri contigui che- - -circondano, accerchiano o inviluppano un granulo re- - -frattario, gli involucri presentando una progressiva variazione graduale rispetto alle propriet? fisiche

-l icome la durezza Rockwell e la resistenza all 'impatto, come misurate radialmente verso lo esterno a partire da un qualsiasi singolo granulo refrattario. Una tale mi ero struttura a gradiente comporta un articolo composito avente propriet? fisiche di volume che in totale non vengano presentate da un qualsiasi singolo componente (vale a dire il refrattario., il primo metallo o l ?agente di infiltrazione) nell 'articolo composito.

Il fenomeno di diffusione di volume summenzi onato ? una reazione a stato solido che si verifica. al disotto del punto di fusione del primo metallo.

Il modo in cui si verifica questa reazione pu? essere descritto come un "accerchiamento delle particelle con un mezzo di trasporto diffusionale" e si ritiene che sia precedentemente sconosciuto nella tecnica della metallurgia delle polveri . Nonostante la estesa modificazione di forma dei granuli del primo metallo che si verifica ed il consolidamento dei granuli - del primo metallo in uno scheletro monolitico, l 'articolo; composito finito secondo la presente invenzione ha ^ una variazione di forma o di grandezza sorprendentemente piccola in confronto ccn le variazioni dimensi or-nali che tipicamente si incontrano negli articoli compo-siti di metalli polverizzati contenenti ferro.

La microstruttura a gradiente dell 'articolo ...stampato secondo? la. presente -invenziane.-pu? essere -?ulteriormente .compresa._can .rif.erimento all a -figura ?* -...Con riferimento, alla _figura-l.,_s.ano_rappr esentati --in _vi sta schemati ca _i. granuli refrattari- 1.1 .?Questi _

-granuli refrattari sano._completamen.te? inviluppati ..dal _

?primo metallo 15..?11.. pr i m.o_ metal lo 15_ a-sua_ vi t a ? _

! ci re ondai o _ dalli agente fli infi ltrazione _1.9_ (il se- _

_condo metallo) ,_.X_granuli. refrattari? non si? trovano _

in contatto can_il_ material e_. di? infiltrazione.- 19.

_ Facolt at i vamen t e , ? un.o_ o_pi?_ strati __o_ involu cri . .

.di una composizione intermedia^_del_r.efrattario insie-_ :?v .me con il primo metallo, per_es empio lo_strato . 13, _ - _

; sono disposti fra. i granuli? refrattari? 1J_ ed il primo _ -jmetallo 15. Questi strati interm_e.di_ di- refratt ario _ _ _ i

.. insi eme con ..il primo, met all_o__pos s..on.o_t end ere a formar- _

;si in certe condizioni _di_trattamen_tP__fra .i granuli __

di . refrattari o ed_ il. primo metallo, se il refrattario?

s olubile . nel primo metallo. La presenza di strati.

intermedi di_refrattari_o insiem.e_ccn. il primo metallo.

i lipn e , ri chiestagli eli a presente invenzione. Quando _ _ i

presenti, gli strati intermedi. del refrattario, insieme ..

con il primo metallo tendono a. migli orare la resistenza. all 'impatto e la durezza degli articoli compositi _ _ stampati finali, secondo la presente invenzione, renden-do pi? graduale la variazione della resistenza allo..

impatto e della durezza fra il primo metallo ed il refrattario nell 'ambito della microstruttura dello arti colo finale .

Facoltativamente, uno o pi? strati o

gusci di lega intermedia come lo strato 17 sono di

5? sposti fra il primo metallo ed il materiale di infil-' -r- ?

V <* >V trazione. Questi strati intermedi possano tendere a<1>?<5>",.

V " formarsi in certe condizioni di trattamento se il me-tallo principale del materiale di infiltrazione (oppure un metallo di lega in esso presente ) ? reattivo nei confronti del primo metallo. La presenza degli stra ti di lega intermedi come lo strato 17 non ? richiesta nella presente invenzione . Quando presenti , tali stra-ti intermedi tendono a perfezionare la resistenza allo impatto e la durezza degli articoli compositi stampar-ti finali della presente invenzione rendendo pi? . . graduale la variazione della resistenza all ?impatto -e della durezza fra il materiale di infiltrazione ed -il primo metallo entro la mi crostruttura dell ^articolo finale. _ _ _ _ _ . _

_ Quando una rappresentativa sezione -retta - -metallurgicamente preparata dell 'articolo della presente invenzione viene esaminata con un microscopio a luce celi un ingrandimento, a cui dette due matrici possano essere distinte una dall 'altra, per esempio 150X,

_ i_ granuli refrattari sono distr?bui-td^-in?maniera- es -_ _ senzialmente uniforme in tutto-lo scheletro- formato -_ dal. primo metallo ed il primo metallo- ed^-il?mat eri alej

_ ?di_. infiltrazione sono -distribuiti? in-mani era- essen -_ zialmente uniforme in -ogni_punto dell ^arti colo. -Na -i

_ tur alment e per ingrandimenti molto-maggiori-,? i?granuli

i

_ di - mat eri al e refrattari o il-primo-roet all o- ed? il? ma- ?

_ teriale di infiltrazione ncn-sembrano-pi?-essere uni ?

<? >? _ fprmement e distribuiti dentro il campo di- vistai? Non ?

_ yi_? alcun asse uni voco?o.densificazione-dei- granuli ?

I

j

_ di materiale .refrattario in una. qualsiasi-porziane dello ? -t

_ scheeletro__( speci alment e nella -porzione -peri fenica, vale -I

_ a dire la porzione adiacente._alla_superficie-dell <?>ar -?

_ ticolo) , come quella altrimenti indicativa dell 'uso - - ? <~ >i

_ di ..pressione per. f ormare- Uartiaolo . finale.? Gli? ar ? -I

ticoli stampati della presente invenzione-seno essen ? -_ zialmente privi di-difetti-interni-e-superficiali,? 5 -| i

_ come vuoti o .bucherellature? ~e presentano-propriet?^-fi -i

i

_ siche, chimiche, ..elettri che e meccaniche che seno uni f or -_ Ju_da articolo ad_articolo. _

Un minimo, ritiro si. verifica durante la sinte- -I i rizzazione dello scheletro e la sua infiltrazione, la - - -entit? di tale ritiro minimo dipendendo dai parametri di trattamento scelti. Con una compensazione per il ritiro

dovuto al trattamento, una tolleranza di precisione - vale . a dire uno scarto percentuale-delle-dimensiani-. dell 'articolo finale infiltrato dalla-specifioa-n orni ? nale,_entro meno di circa 0, 2$,? pu?? essere? ottenuta^ per. .esempio. .0, 1

_L e. propriet? .uniformi da arti col o ad artieol_o._e_la tolleranza .di., preci si cne-degli? arti-col-i^dell-apresente__invenzi one signif ??8??_?}_?1??-???3?^-3?????1?sono. particolarmente ben adatti per applicazioni -in cui elevata durezza, resistenza-ali 'usura ed allo .impatto, e _ strette tolleranze dimensionali- sono deside-.^

/? rabili , per esempio articoli con forme-intricate o^- - <" >_ complesse e superfici con fini dettagli, per esemp Vio ? -cavit? di stampi di stampaggio.e di-formatura ad?inie- ? zi one che vengono usati per produrre parti in metallo-.0 in plastica la cui forma corrisponde alla-forma dello? -stapo. Gli articoli preparati _in conformit?-alla pre-3ente invenzione possano.avere.una durezza Rockwell?;-. superiore_a. circa 50. insieme con .resistenze-all'impatto in assenza, di intacca, secondo la procedura _ Charpy ? ! -i

superiori a circa_15_ joul.es_(11 piedi libbre)?? ?<-L ..La matrice di replicazione usata per pre? ! -. <' >f parare gli articoli stampati secondo la presente inven? . zione pu? essere prodotta in maniera convenzionale da ? legno, plastica, metallo oppure altro materiale lavo? rabile a macchina o formabile. Se un articolo stampato preparato in conformit? al procedimento della presente

invenzione presenta una significativa variazione di-mensionale (per esempio ritiro) allora le dimensioni

della matrice di replicazione possono essere regolate

(per esempio ingrandite) per compensare queste varia-zioni dimensionali che si verificano durante il trat-tamento. Tale regolazione pu? essere desiderabile

US '?.'<1 >f\ irtK? nella fabbricazione di grandi articoli secondo la pre? t ? n:

. sente invenzione, come articoli aventi un volume di un / . litro o pi?.

I materiali di stampaggio che possano essere

usati per preparare uno stampo flessibile nel proce?

; dimento della presente invenzione sano quelli che si

. maturano fino ad assumere una forma gommosa elastica

i .o flessibile e generalmente hanno un valore al durometro

' Shore A di circa 25-60 e riproducono i fini dettagli -della matrice di replicazione . senza significativa mo- -! i

; dificaziane dimensionale, per esempio senza una va-1 _

: I

r riazicne lineare superiore all MjS rispetto alla ma? _

? 1

tri ce di replicazione, o. copiatura. .1 materiali di -? _

! i

stampaggio non dovrebbero .essere degradati, quando ri -scaldati a temperature di stampaggio, per esempio 180?C -e desiderabilmente dovrebbero avere una bassa tempe -ratura di maturazione, per esempio temperatura am- :

<b>iente. Un materiale di stampaggio con maturazione a

_bassa_temperatura, -former? -uno- stampo che- presentammo., stretto. .controllo, dimensi anale dalla -matrice per

j -l_Q_s.tampor_ mentre .un -materiale- di -stampaggi o-cen -ma^-_tur.azione. ad .alta temperatura generalmente produrr? ? _jun o__s_tampo._ay.ent ? .dimensi ani - che differiscono inde -_siderahilmente_da. quelle della matrice-. -Per- mante -:nere il _c cntr olio .dimensionale, . ?. preferibile che ? -.*>? <?>? <: >, : ^v,. <; >- -_J?-A-tiateriale_dello..stanip.o.-abbia una. bassa sensibilit?

. i.alla.tMidit? .__Esempi di. .convenienti., materi ali- di stam-. ..P<a>Sg? <0 s >on? . le .gomme. . al _si 1 i c one maturabili , c ome -? quelle descritte nel bollettino "RTV " 00-^347 del -----.1969, della.Dow.. Corning Co. , .e-le resine -----uretaniche a basso sviluppo ..di- calore .-Tali- materiali

P __s_i_ maturar o___fino. ad assumere una forma elastica o gommosa avente_unlbass o -indi ce di- ritiro ? dopo la maturazi one. _Il_mat ertale .di .stampaggi o pu? essere facoltativamente rinforzato mediani e-1^ ag-giunta di circa 30^ in volume di .perline di- vetro con

un diametro inferiore a 44 micr ometri. ,._ che p oss cn o mi ? gli orare il c cntr oli p d elle dimensi ani. nel proc ediment o di stampaggi o,

ila qunntit? di_m_at eri al e_ di , stampaggi o usa ? ta per formare uno stampo della. matrice, di replicazione pu? variare in dipendenza, .dal parti colare -materiale _ di stampaggio usato e dalla, forma, della- matrice di re? _ plicazione . . E'-stato. constatato -che- circa da- -10- a?' 14 ?

i

.centimetri .cubici di. materiale di- stampaggio per ? ; -i

_j_ciascun_ centimetro .cubico. della matrice-di --replica -.j-zi.ane. o.. copia former? .uno stampo che conserva- le - j -

i I

^.desiderate .propriet?-di flessibilit? ?' presenta anche -sufficiente . resi s.t enza. meccani ca p er - s opport are - 1 -il. piccolo livello idrostatico prodotto - dal miscugli o-U caldo di . polvere, e.-legant e .nello stampo prima della -f

s ol i di f i c azi cn e .del _1 egan t e . - 1- F<' >%

. V _J_ _ Le_ .cond? zi ani di -Stampaggio che- -verranno ;?

.. i'.discusse nel. seguito per. lo stampaggio degli articol ii-____d eli a .presente., -invenzione permettono, di. usare uno e; ?

stampo . gommos.o_o._elasti co .morbido .ed ..economi co grazie ?

?al__f atto. che._ Huni ca pressi ane__applicata ?.. quella _

Qh.e_c.pmp orta il_.liv.ell o. ?dro stati c o. del . miscuglio, caldo di_.polver.e_e_legante_nell.o_stampo, .la quale- pressione

h molt_Q_ picc ola . _e _ pr o v.o.c a..un a ?t ras cur abil e_ distorsione *

Le. lievi? condi zi ani- di -stampaggio, in .questo .modo agev ol an o .l 'assi cur azi on e _ di- .un .arti col o _verd e-pr e ci s a- ?

jn.ente_. stampato. anche._se. si_usa_uno .stampo, altamente! .deformabile . In . aggiunta,__la _t e cni c a di. stampaggi o.-L

i _comporta_.un articolo.. verde.. .stampato, con .densit? _ j

uniforme. _ _ !

_ _ I granuli, di material e . refrattari o sono preferibilmente presenti nell 'articolo stampato _

finale privo di materiale di infiltrazione in quantit? inferiori a circa 15# in volume. Se i granuli del j ! materiale refrattario presentano un diametro medio j i approssimativamente di 50 micrometri, allora i gra-- --nuli di materiale refrattario sono preferibilmente presenti in quantit? comprese fra circa 5 e circa

15# in volume. Se i granuli di materiale refrattari _ *. presentano un diametro medio di circa 15 micrometri ? o meno, allora i granuli di materiale refrattari?^

V aono preferibilmente presenti in quantit? comprese

i fra circa 2 e circa 15# in volume. Quantit? maggiori i

<1 >I di materiale refrattario possano essere impiegate \ ? i quando_si_ desidera, una maggiore resistenza alla abrat i jsione nell ?articolo non infiltrato, per? la resistenza

rall * impatto di un tale articolo pu? risultare inferiore, :poich? eccessivi carichi di granuli di materiale re-? ? frattario portano ad una costipazione contigua dei-?

'granuli di materiale refrattario ed un articolo che -?

j ima<.>ggiormente suscettibile_di propagazione delle incr!i -j <?>

nature attraverso il suo interno. Per realizzare -una relazione ottimale fra la resistenza all*impatto -e la <~>durezza, meno del 15?5? in volume e prefer?bil- I-t mente fra circa 8 e circa 13# in volume dell ?articolo

finale ? refrattario. I granuli di materiale refratta-

rio usati per produrre l ?articolo stampi finale pos? ?

- --sono essere particelle di forma regolare o irregolare - -! J

- raventi un diametro medio originario fra circa- -1-e -- 1circa 100 micrometri^ preferibilmente fra- circa- 1- -- [ circa -50 micrometri- * -pi? preferibilmente fra circa -- 1?e circa 25 micrometri- (come determinato dal con -- tatore-Coulter) . -L?impiego di granuli di materiale -- refrattario -aventi un basso diametro medio originario _

comporta la formazione di un articolo, formato finale -<? , :

-avente ima finitura- superficiale liscia. Tuttavia, ..se- si - A usano sostanziali quantit? di granuli- di materiale V

?-ref rattario aventi -un diametro medio inferiore a . ci Trca.

i -1 micrometro, - la- formazione della- desiderata strut- - i

tura a gradiente apparentemente non- pu?- essere realizza^

-ta.

Convenienti -granuli- di- materiale refratta-.

-rio utili-nella presente- invenzione comprendono metalli refrattari- elementari r come ? Vftj. .Me,? Ta, - Hb,__ V_e-Ti,

? carburi- di metalli- come B, W-,..??, Si, _Ti , W., . Uh, Tal_e _

!

? Cr, boruri di metalli-refrattari- come -Ti,__Zr e W, - ossidi

di metalli- come -Al, Zr,-Hf? ed Si. sili ciuri -di metalli

refrattari -come W e Mo-e niiruri_di metalli come Alr?.

- XI refrattario . scelto-dovrebbe. avere? una solubi-I

- - L-.-lit? sufficientemente -limitata nel primo metallo

? in modo tale che i granuli di materiale refrattari ?._

non si disciolgano completamente nel primo metallo

durante il trattamento dell 'articolo composito. \ . Inoltre, il refrattario dovrebbe convenientemente i i , essere sufficientemente stabile per sopportare le con-I

.dizioni di trattamento e le temperature alle quali j-, la infiltrazione viene eseguita senza subire

r

_una decomposizione. Questa considerazione-di trattamento pu? essere soddisfatta esaminando la solubilit allo equilibrio e la velocita di solubilizzazionefper una data, combinazione fra refrattario e primo metal? -_|lo oppure mediante la. infiltrazione empirica, il se-! % <' >\ azionamento e . lo esame di uno o piu articoli compositi r ' , I \ di prova e prendendo nota della variazione della gran-I

dezza dei granuli di materiale refrattario che si verifica durante la infiltrazione. Il carburo di ? tungsteno rappresenta il refrattario preferito in

|

??? articolo composito in cui il primo metallo ? ferro, i [

; oppure ..una ferrolega. _ _ _ _ _

Il primo metallo_? solido e deve essere omogeneo ad una_temperatura inferiore al suo punto di fusione Con il termine di .."solido" si intende che il primo metallo nell'articolo.finale sia un solido a temperatura ambiente. Con il termine di r /Omogeneo" si intende che ad una certa temperatura \ al disotto della temperatura alla quale il primo 1 metallo si liquefa, il primo metallo deve formare _ _ :Jona soluzione s.olida. .cristallina, _ che presenti un ?

_ !_aspetto_ cristallino . omogeneo quando osservato- sotto

; un_ mi eros copio ^ ottico ..-.Non ,?_necessari o che-il -primo metallo.. sia omogeneo ^a temperatura ambi ente e- non

? necessarip_che_ esso_sia. omogeneo a tutta le temper_ature_al._diao.tt 0- del suo_punt o -di fusi ane .- Esso

_ i_deye_ semplicemente, ess.ere. omogeneo, ad ima certa temi .P_erat_ura__al . di s ot t O- d e 1 - su <p >. pun t o . di - f usi an e- s en za

r*! separazian e. di. fase. -Il .primo_.me.tallo deve anche avere

una durezza Rockwelle. .inf eri ore .all a dur e z z a R o ckwel-1-del refrattario come, .misurai a. in- analoghe, condizioni---!di_ prova seguend_p_la_pro.cedura A5TM._E-_103-6 1 (riap- ?

! !

provai a nel l979l ....Inoltre ,. i?__ primo metallo -deve es

jsere capace di sub? re .una_ diffusione di ..volume, ad una

| c erta temperatura al dis ot t_Q -.del- suo _ pun t o_. di? fusi onL

jquando mescolato con i granuli . di.. mat eri ale._ ref rattaL

rio e con il materiale di ini! ltr.azione _li quef att o.

Con il termine di "diffusi an e_di _v.olume ?L-Si. intende -una reazione di 3int_eri.zzazlone_a_stato solido ..eh e.

si verificj^durante. il riscaldamentO-delle particelle metalliche contigue. La diffusione di volume- ( qual che- -<"'T'? >t

_ volta riferita come "diffusione di reticolo!!)- ?_carat--1 <~ >!

t eri zzata dal^ movimento spontaneo degli atomi o_ delle- .

I

_ molecole a partire dall 'intemo_delle particelle me- j _

I

fino allo spazio precedentemente ;_

... non . occupat o fra.. le. parti celle- metalliche-contigufr -__La. diffusi one di. volume pu?? essere- ri conosciuta -dal -L.verifi carsi . di .una -"sirozzatura'L-inacking-)-fra-.le. .parti celle-metalliche. .contigue- ( vai e- a -dire -la. .formazi one di .una. area. di- contatto- allargata- -_ccn_un_ prof i 1 o__ di .bord o__c cn c avo _e_d a -una- vari a -zione c_qnt emporane a . d ella_f.orma della- superf i ci

est e rn a _ r e s.t an te. __( n on . s t r QZ z at a ) d eli e particelle metalli che___cqniigue.. -la. diffusione, di -volume -pud es?^-t'l.4?

l? ' sere messa a contrasto, con una.. diversa reazione di'-j3interizzazi one _a_s tato .solido... a . cui- -viene- fatto -r-if?s2 i j I I ? I riment o come-J!dif fusi one .superf i ci ale "... La diffusi one superf i cial e. ^_car atteri zzata dal movimento - spontaneo -degli atomi o delle molecole _a. partire .dalla. super ? fi eie delle metalliche . conti gue f in o_all.o spazio precedentemente non occupato jfra_l e.. parti celle metalliche c La. diffusi an.e_.superfi.ci ale-pu? e s sere ri conos ciuta dal verificarsi di una at-rav.v.atura senza -una coni e incorane a vari azi_on e. della, forma della restante superficie esterna (n on_ strozzata). delle particelle metalliche conti gue . _I_f enomeni_d j _ s t r o zzatura e di variazione di forma d elle, parti celi e a sopra

cui ? stato fatto/riferimento vengcno generalmente _ L r i vel at i medi an t e se zi cnam entp_e. lu.cid atura .di ..una.

s t ruttura metallica comp osi t_aj_ poi veri z zat a _raf f r ed?_ data sinterizzata ed esaminando la superficie lucida-ta o levigata sotto ingrandimento ottico.

. Le condizioni di trattamento necessari

per prmmuovere la diffusione di volume di un articolo della presente invenzione possono tendere a va-?

riare quando la forma oppure il- volume di tale articolo vengono alterati. La diffusione di volume di-1

i

pende non soltanto dal tempo ma anche dalla tempera^

v i? 'tura ed ? pi? probabile che abbia luogo quando il

a !tempo e/o la temperatura a cui viene eseguita la in-<1>- \k

!

^filtrazione vengono aumentati . Se un articolo che

ha subito la infiltrazione viene sottoposto soltanto<1 >a

diffusione superficiale, esso avr? una resistenza

all 'impatto inferiore al valore ottimale poich? - j-I i granuli di materiale refrattario non verranno compi !et ?emente inviluppati dal primo metallo e nell 'articolo I -infiltrato. finale i granuli di materiale refrattario

si troveranno in _ contatto con il materiale di infiltra^?

zicne. Nell a pratica della presente invenzione, tale

contatto viene essenzialmente evitato nell 'articolo

r

i

infiltrato finale allo scopo di . ottenere ottimali

propriet? fisiche. La diffusione di volume precedente-{

mente descritta si verifica nella presente invenzione

a temperature relativamente basse che comportano il

mantenimento della stabilit? dimensionale nell 'articolo

_ :_ infiltrato .

_ II- primo metallo- ?-presente nell * arti colo- -..infiltrato, -formato, finale in-quantit?--comprese -fra ? ! -i

-.circa 35 - e.-circa-T-O^-in-. volume, -preferibilmente in-

?

_ quantit? _comprese f ra-.circa -57- e- circa 6 2# in- volume

. * ^I_granuli?del--.primo metallo -usato -per? produrre -l-<f >ar-LticolO-, stampato ^finale possano-essere -particelle di

<? '>-<? >forma regolare. ..O-irregolar e aventi un diametro medio? <?>.originario?cpmpreso_fra circa- 1 e _ circa^tOO- mi eroj ! 'metri, pref eri.bilmente_fra- circa, l-a- circa- 44-micro ? jnetri ._C cnveni enti__primi_ met alli _ c ompr end on o p ol ver e -? _di<' >ferro, leghe .di . ferro., polverizzate ed altri me - i L talli che soddisf. ano_i_precedenti criteri- di omogenit? I i durezza Rockwell e diffusiane_di-_volume, -per -esempi a ? :1 <f >acciai o, a basso t en ore- di earb ani o. 101 8??(si -ved a ? il tipo 10 18AIS.I moli bd en o ,_ni cheli o. -manganese e cobalto. Il rame _puo_. e s s er e . us at o _c ome primo met alias e c ome .mat eri al e.. d i inf iltraziane_vi ene-usat o-un- metal lo o lega a punto di_ fusione-inferi ore? (per~esempi o ? alcune leghe_di rame.)..,. JDh a__f erro! ega_polveri zzata nota come acci ai o_p er_ut ensili_"A si veda .il- tipo-? o I A^. della serie AISI )_avente .wia composi zi.i tipicadel 94 ; 7^ di.. F?, 2, 25# di . ??^-??-??,??, 0$.-di

Cr , 0 , Ifo d i C eO , 3 i?_di_S i h quell a . di _mas si ma _pr e--ferenza. _ _ _ _ _

_ ; _ I leganti organici convenienti per l'impiego

: nella presente invenzione sano quelli che fondono

.1.9.. si rammolliscono a basse temperature, per esempio

meno di18Q_?.C, preferibilmente meno di _120?C- , per for ?

nire cos? il miscuglio di legante organico e polve-?

re metalli ca ?con buone propriet? di scorrimento,

_Lquando_tale_ miscuglio viene riscaldato e nello stesso

^.tempo permette che il miscuglio di materiale in polvere e_legante_rimanga solido a temperatura ambiente, - ! ?

< cosicch? un. articolo verde cos? stampato possa essere r}

\

i \ ^normalmente manipolato facilmente .senza deformazione I

! .

o collasso. I leganti usati nella presente inven -j

Oziane sono quelli _che .sano termolabili, vale a dire

che bruciano o. volatilizzano quando. 1 articolo prejf ormato, stampato .verde, viene riscaldato. I preferitijleganti termolabili si degradano senza provocare pres-sioni interne sul risultante scheletro preformato

(le quali promuovono le .fratture interne) e senza

? lasciare_un_sosta2iziale. residuo di. legante nello sche

I

ljstro pref ormato._Preferibilmente, -durante il riscal

T ;d amento _de_l.. miscugli o stampai o. dei granuli di mate

ri ale refrattario e del primo metallo -poi veri zzato,

il legante jscelto . gradualmente si .degrada o decompone

a bassa temperatura e lascia un minimo residuo carbo-)

naceo. . . . _ _ . . __ _ . _ _ j _

I materiali termoplastici organici oppure

i miscugli di matenali termoplastici organici e di materiali termoindurenti organici vengono usati come

t . leganti . I materiali termoplastici generalmente la^ -. sciano minori residui carbanacei che non i materiali - ? ^termoindurenti quando termicamente degradati. Tuttavia, ? .l?impiego di un legante contenente un materiale termo-.indurente fornisce una sagoma stampata del materiale in polvere e del materiale legante con una maggiore

.resistenza meccanica allo stato verde o non sotto-:posto a trattamento termico e pu? offrire vantaggi ? di fabbricazione. L?impiego di un miscuglio di mate? .riale termoplastico e di materiale termoindurente come

\ legante, ? vantaggioso quando vengano preparati grandi ..articoli compositi , per. esempio articoli in cui una -: I ^parte. dei prodotti di degradazione del legante deve._

? I

_s fuggi re dal la. jpprziane interna dell ?articolo per--? _ correndo una di stanza, .superi ore a circa 2. centimetri ..

In tali casi, jana^bruci atura graduata del .legante _

? preferita allo 3cono di evitare uno sviluppo _ spontaneo di calore nel. legante che. potrebbe genera^- -re una pressione_intema che. comporta una molteplicit? _

I

di fratture interne_nel_l_'articolo stampato. Una tale_ bruciatura graduata o bruciatura che si svolge passo per passo viene eseguita mediante riscaldamento dell?ar-. ticolo stampato verde a due o pi? successive tempera_ ture Jb_ali_.temperature? essendo- le singole temperature -j

i

_ di_ decomposizione della? -porzione- termoplastica- e - ! -_ ldella_.porzione ..termoindurente -dei -leganti ? Alternai

_ tiyament.e, la. porzione- termopl astica-dei -legante -? I

_ pu?_essere- sostanzialmente _ eliminata mediante -lisci -j j

_ vi azi pne ?can_s.Qlvente . seguita da degradazi one-termi ca -_ della_p.przi one_termoindurente del? legante . - <?>, -_ Un. ulteriore .sistema legante alternativo ?j-I

utilizza un diluente insieme con il legante. Il diluente

? volatili zza jrima^dijuna, qualsiasi significati 'va -de-* : - <? ^ >i

V-7 gradazione del legante. .e cosi fornisce passaggi aper- -ti ner i -prodotti di degradazione, termica durante

i

la bruciatura, -.riducendo.. ??eliminando le fratture

interne nell .'.arti col Q__. stampato ?

Esempi _di__l eganti i ermoplas ti ci -comprendono

par affina^ per. _e s? mpi.o.... 'LGulf. J7 ax '!_( paraf fina-raf finata

di tipo domesti co) una_eomhinazi ane_ di- p araffina

con un p oli et il ene_di _.basso_peso molecolare , -miscugli

i

che c ontengono acido oleico__oppure_ acido stearico

oppure loro esteri al chi li ci inf eri ori , - per? esempi o

<l>VEmerest<ll>2642 (distearat o del, gli. c ol p oli etileni c o, [

<? >? ?

peso molecolare medi o_400)__coine_ anche altre -sostanze -;

cerose o paraf fini che . avent i_ 1 e .c arat t eri s t i che ..di?? i

ammorbi di men t o e _s c or r i men t p .del 1 a.. par affina ? _ -Esempi rappresentativi di leganti termoindu

renti che possono essere usati in combinazione con

i materiali termoplastici comprendono le resine epos-

I

.sidiche, per esempio gli eteri diglicidilici del L __bisfenolo A, per esempio il 2,2-bis/~p-(2,3-epossi-..

? r

..propossi)fenil7propano, che possono essere usati L

i con appropriati catalizzatori di maturazione. Bisogna

; ? J_fare attenzione a non provocare per via .termica un L

? r

, effetto di reticolazione durante le operazioni di 1

? I

miscelamento e di stampaggio, quando vengano usati

f leganti termoindurenti.

.Esempi rappresentativi di solventi che I ? , >? __ possono essere usati per la lisciviazione della por- vV ,_zi one ..termoplastica di .un miscuglio di leganti t.ermo-_!_plasti ci. e_. termoindurenti rappresentano i chetoni ,<'>

; ?

. come acetone oppure metiletilchetone ed i solventi ^acquosi...! diluenti da usare con i sistemi leganti.L l .."diluiti"...comprendono liquidi che siano buoni sol- j .. <1 >venti per il legante non maturato ma scadenti solventi _ T<.>per _il_l_egante maturato. Il dil<.>uente non dovrebb<.>e!es-: I sere_assorbito dal. materiale di stampaggio flessibile.

Inoltre_f_il_diluente dovrebbe, avere un punto di_ebol? lizione sufficientemente elevato perch? esso non _ . venga separato per ebollizione prima della maturazicne o dell ?indurimento delilegante ed un punto di ebollizione sufficientemente basso perch? il diluente ...volatilizzi prima che il legante cominci a degradarsi <? >. - - . ? ... termicamente. I diluenti preferiti sono quelli che -..volatilizzano, a temperature comprese ..circa fra -U5.0<0>.C..e 2.1 Q?C, per .esempio i poli ossi gli col .di basso - -:.peso molecolare e gli .olii idrocarburici leggeri ?... ! - -..Un.diluent e. preferito ? .1 , 3-butandiolo (punto di ebol^? - . -Jj-izi one ..204 ?C ) ..

Il materiale di infiltrazione (vale a dire

il.. secando, metallo) nell.? arti colo formato, finale

presenta, una temperatura di fusione . inferi or e alla

temperatura di fusione del primo metallo. Inoltre,

il .materiale di infiltrazi ctne ?. un. solido nell 'artico!

finale a temperatura, ambiente?. II. materiale di. infil r ^.trazione deve, anche "bagnare" lo. scheletro. Tale .bagnamento...<*>.

I

pu?. .verificarsi perch?. il materiale.di infiltrazione _

bagna il .primo metallo .oppure. perch?, .il .componente.

metallico, principale dentro im materiale di infiltra^- _

Lzione ..(oppure .un. ingrediente, di. lega .dentro. .il..ma-..

teriale .di infiltrazi one) reagisce .per formare .una

lega con .il.. primo metallo, la. quale .lega ricopre _

il primo metallo e viene, bagnata. dal. materiale.di

infiltrazione . . Il . bagnamento dello, scheletro, dal ma~._

teriale di infiltrazione pu? essere determinato. per

via empirica (osservando per .vedere se si verifica

la infiltrazione) oppure determinando se il. materiale

.di infiltrazione bagner? il primo metallo in confori .mit? alla prova di caduta sessile. Le combinazioni bagnabili del materiale di infiltrazione e del primo .metallo avranno un angolo di bagnamento nella prova

.di caduta sessile di 90<p >o meno sotto una atmo-.sfera di idrogeno. La prova di caduta sessile ? de- <1 >iscritta per esempio in "Wetting of Ceramic Oxides

by Molten Metals under Ultra High Vacuum", P.L.-.Harding e D*R. Rossington, J? Ara. Cer. Soc. 53 , 2>i

<y r _ ^ '-V? .87-90 ( 1970) ed in "The Wetting of TaC by Liquid C?u? <" :>7';? .and Liquid A g", S .K. Rhee, J. Am? Cer. Soc. ?5, 3,

I ^ .157-159 (1972). La prova empirica rappresenta l'indi-.. . i| .cazicne pi? affidabile che il materiale di infiltra- -_zicne bagner? il materiale di scheletro, poich? il r -hagnamento del materiale di scheletro che si verifica pu? essere dovuto alla sopra descritta formazione di

1eghe_intermedie .del primo metallo con il materiale r d ii infiltrazione (oppure di un ingrediente legantepresente nel materiale di infiltrazione). La formapi . <'>

zione di .tali leghe bagnabili pu? essere difficile

I

da prevedere in anticipo. Tuttavia, la prova di ca-duta sessile generalmente ? affidabile e serve come \-! guida utile per prevedere se il materiale di infiltra-zione bagner? o non bagner? la struttura di scheletro.

Inoltre, il materiale di infiltrazione pre-senta una durezza Rockwell inferiore oppure uguale

alla durezza Rockwell del primo metallo, misurata in

analoghe condizioni di prova in conformit? alla

i r

> prova ASTM sopra specificata. Il soddisfacimento

[

i della summenzionata condizione di durezza ed il: f

! [ soddisfacimento della condizione di durezza del pri-mo metallo a cui ? stato fatto sopra riferimento - ~

richiedano che, in un articolo secondo la presente

[^invenzione, il materiale refrattario abbia la massima

[

durezza nell ?articolo composito, il primo metallo

[ abbia una durezza intermedia ed il materiale di

_inf il trazi one abbia la minima durezza. Poich? la <? >j

[ du- -I I ? _rezza e la resistenza all 'impatto sono in relazione ! _ -V i(inversa, il materiale di infiltrazione presenta una 1:

resistenza all 'impatto che ? superiore alla resi- ..

?

stenza_ all 'impatto del primo metallo, misurata in .

conformit? alla procedura ASTM E- 23-7 2 (riapprovata^

r

_nel. 1978) . _ _ _

Pref eribilmente, . il_ primo metallo ed il m?^-<! >feriale di infiltrazione non sono sostanzialmente so -giub<">il .i un o <">,<" >nell ' altr o , anche s e . ci ? non ? ri chi est o _

<1 >per la esecuzione pratica della presente, invenzione! _

II materiale di infiltrazione occupa da circa 15 a circa 40 percento in volume e preferibilmente L _

dal 25 a circa 35 percento in volume dell 'articolo _ . stampato finale non infiltrata. Il materiale di in fi l

. trazione pu? essere usato in qualsiasi ferma con ve- -_ ._..ni ente . (per esempio granuli, fogli, lamina -oppure -_ perline.) _a mano a mano che esso viene fuso durante - -_ la. infiltrazione, della- struttura di- scheletro^ Gonve- -_ nienti, materiali di,. infili razione comprendono- rame, -1I _ leghe_.di_.r_ame., .1 eghe __r ame -manganese- argento, leghe -! t _ _j<|>i _argento.,_ stagno, _leghe-di. stagno, -ferro? e ieghe-i -: ? ! _ JL-pi?^. componenti per- esempio. le-ferroleghe ? Il- ramB -_ e le leghe di. rame sonori,. prefer? ti materiali- di infil -_ _t_razi pne,, ?sp.e ci alment e .quand o -il ferro o? le -ferro! eghe -_ in polvere vengono usatele ome primo metallo in- ag ? ; -_ <g>iunta , quand P__tali_p.olveri . di -ferro-o di? f-errol ega engono usate^com.e_Drima,me.tallo.-allora- le? leghe- ra f*? v me-? " " _ ; -mangan <">ese contenenti^! a circa .4_a. circa-35 -percento- ? in'? --_ peso di man<g>anese sono un preferito materiale-di ?infil ? i _ trazi one, la presenza di manganese, nei- material e di--- -_ infiltrazione comp ort a_la_?prmazi on e_ di -uno s trat o ? ? -, ? _ intermedio di ferro austenitico_sull ^interfaccia^ fra- -_ _ il primo metallo ed il material e,, di .infiltrazione -, -! <? >? ed il mig ..li ora.me.nt o della_micr ostrutiura a. -gradi ente - j

! I _ nell *arti c ol o s t amp ato finale ._Altri_ingr edi enti? di _ \-t _ le<g>a possono essere aggiunti, al_.mat eri al e , di?infi 1 tra -_ zione per migl iorare 1 e proprie. t ?_.delibarti colo st amp ato finale. Per esempio, in _un. arti colo, secondo la- pre -sente_ invenzione contenente, ferro oppure una -ferrolega -come primo metallo e lega di rame come materiale di -

-infiltrazione, la presenza di boro, magnesio o argento

' \

j-come ingredienti di lega migliorer? la fluidit? d? ? ?

? materiale di infiltrazi one fuso. La presenza di ni- ? -

j_chelio e stagno come ingredienti di lega in un tale - -

articolo migliorer? la tenacit? dell 'articolo attra-

verso la promozione -delia decomposizione spinodale *

i r

j.quando il materiale di infiltrazione si raffredda.--! _

pie*:

| La presenza di .ferro come ingrediente di lega in un _ \r r\ n xz ? Jy ?? tale articolo diminuir? l 'azione corrosiva del mate-^ . .

riale di infiltrazione sulla . struttura di . scheletro -

I i

_ Led in questo. modo nu^-i orer? la stabilit? dimen- - __ ? _

j I

_ I sionale dell 'articolo stampato. .11 silicio, quando pre-

_ _ ! sente come ingrediente di lega in un tale sistema, ..i _

i

agir? come deossidante per . gli., altri .ingredienti di '_

[

- rlega del material e _di. -infiltrazione . _ i_

Gli arti coli.. della presente invenzione

possono contenere altri materiali (per esempio .gas_dV

I

! sciolti) se tali materiali, seno .desiderati allo _scopo__

j di modificare_le propriet?.. fisiche dell '.arti cplo_?fil _

_ n?Le . Tuttavia, la jpresenza di tali, materiali, non .? .

^ richiesta nella presente invenzione e gli. articoli . 1

dell 'invenzione possano consistere essenzialmente, di

refrattario, primo metallo e materiale di inf iltra^- .

zione

_ _ Quando una struttura preformata o prefor- -_ ma di. scheletro contenente i sopra descritti granuli -_ .di. ..materiale, refrattario e primo metallo polverizza^ -! _ _t.o viene collocata in adiacenza al- sopra- descritto ^ -.materiale di.-inf iltrazi one e ri scaldato -al disopra ? -_jiel _ punt o .di .fusi ane -del mat eri ale - di -inf iltrazi ane^ ' il mat eri al.e_.di_ infiltrasi ane bagner?- e si? ?impre-gner?^ ne_ll .'interno .della preforma.- Ulteriore ri-scaldamento, .(.alla, temperatura a- cui- il -primo metallo- \?? ^subisce. una diffusi ane di?volume)? comporta una so-- i ^ b?v:- <? >stanzi^Le_ridisposizi-Qne_dei? componenti nella -strut^- ? tura corno osi ta mediani e_r e azi ani -a-s-t at o- s oli-do ohe implicano.il refrattario,? il? primo me tali o ed il mate-riale di . infiltr azione.. f us o ._I_ granuli del primo metal-lo subi se gnp_una_di f fusi ane -di- v olume, - fondendosi - : uno con l 'altro ed_i?Lviluppando-i? singoli? granuli- di niatjn^ale_ref rat tari 0..?I1? primo metallo- assume -la formad ? i uno scheletro continuo, all-Mnterao-del? quale sono ? inviluppati i_ granuli _di -materiale .refrattario-.? H-mat eri al e di inf il trazi one riempi e_la-p or osi t ??ini er comuni cante della struttura-di- scheletro -e- si -trova in contatto con il primo m.etallo._ma non- pi?-in- contatto - -con i granuli^ ref ratt ari ?_( che. s.cn.o__stati- inviluppati - ' -nel primo met all o) . A seguii o del. raffreddamento ,?la - ?-struttura composita ridisposta viene preservata, - bl oc- _. _ cando . .. cos? ? trattenendo la posizione distanziata _ dei granuli refrattari accerchiati . Facoltativamente,

1 _ ?* interfacci a. fra i granuli, refrattari- ed il prima ? I

_ metallo, le ..composizioni, cristalline -del primo metal-.lo e? del. .re frati ario. possano -formarsi- in - un o-o pi? ~

\ 1 ^gus ci__o_involu cri _c.on centri cj _ intermedi o -zone che I

__ci re and imo., un -Singolo granirlo refrattario?- In aggiun <1 >ta, ! i .se il materiale. di infiltrazione- contiene un compo- -t , - <; >jnente <he_reagisce ._con_.il _primo_metallo (per esempio -i

_quand o il manganes e.. e._pr e s ent e nel mai eri ale- di . I

infiltrazione. ed_.il_ primo, metallo contiene- ferro)? allora, sull * interfacci a_f r a i] _ primo. me tallo -ed

il materiale di infiltrazione, ult eriori? aomp osi zi ani : i cfi stalline del primo metallo e del compnnpntft di <1 >infiltrazione reatt ivo pqss.cai_o_f.ac oli at i vament e-f or mart ?si in uno o pi? involucri intermedi o zone ad? ac enti j al primo metallo ed alla massa cLel_c.ompanent e? di? infi 1-trazione ?

L* esame di una sezione_metallurgic a. levi gata di un artic olo c omp.osi tp_f init o. se c and o_l a ..pr e s ente i I invenz^fine sotto ingrandimento_otiico__dimostra che_ i gr anuli refratt ari _ mani engon o_ 1. a JL.or o._ ori ginar i a _f orma e la distanza delle, particelle . Le. particelle, del primo metallo perdono la loro originaria forma di par-ticelle e diventano una struttura di scheletro continua L?articolo composito finito presenta una varia-zione dimensionale relativamente piccola in con- -- -franto con la matrice da cui la preforma ?- stata ? stampata. La variazione dimensionale -di un -articolo formando la presente . invenzione preparato da carburo

r di tungsteno, acciaio per. utensili A,. e rame in - !? _c <.>anf ormi t? <. >alla presente invenzione <6>? generalmente t !-? inferiore a

da/circa _ 1 percento in una qualsiasi dimensione

tln<* >.i .eare e preferibilmente inferiore a circa 0,5 per-1 gerito? Questo basso grado di modificazione dimensiona-\ <1 >? le ? sorprendente in jvi sta della notevole variazione dimensionale che si verifica sottoponila di ritiro

in misura fino a circa 7. percento,, che si verifica * i <r / quando una struttura composita viene preparata dal ? -ferro granulato in cui viene f att o._inf iltrare rame.

? |

[ II ritiro dell ? arti colo, della presente- inven-zione viene ridotto al minimo nonostante, la.notevole -misura della diffusione .di .volume che. si -verifica durante la infiltrazione . La diffusione di volume ? uno dei meccanismi ccn cui la sinterizzazione vi ene-.es eguida nella tecnica della, metallurgia delle polveri. T-Altri noti meccanismi di sinterizzazione comprendono -flusso plastico o viscoso, evaporazione e condensazione nonch? diffusione superficiale. Tutti questi meccanismi di sinterizzazione generalmente promuovanoil ritiro nell 'articolo sinterizzato. La sinterizza^

_zicne negli articoli della presente invenzione sembra -^aver_. luogo attraverso un meccanismo univocamente - - -, d? YSr.s.o.,_da .quell o-_che generalmente si -verifica - : -. come ? . noi .o_ negli oggetti compatti- di polveri -o par-..ii _ "verdi '<1 >? ? La _f ormazi ane-di? una- mi-crostruttura- -a- gra-^~

^i_Kite_s i_<j>veri.fi c a_c ome - un . in vi lupp am en t o d e 11 e -p ar-..ti celle, per trasporta. diffusionale, - che ha luogo durantela infiltrazione, in condizioni di- stato solido,-vale- a ?

dire _n^l<j>to_a;L-dls^t.t-o_del_.punto_di_fusione- del--primG

metallo. La presenza _delle_part i.c el le- di-ma t eri al- e

refrattario che_h.ann.o_.una_ grand ezza_ superi ore -ad -1-mi cr ometro e la scelta del, primo me.tall.Q-a ono-di? import anza- vi h f ondamentali__<p>er_il .manteniment o -della- stabilit?- dimen- & sionale nell Articolo finale._ Gon_-il _pr o c ed ere d eli o

in vi luppament o o _ ac c er chi ament.o? dei - granuli di - mate _ '

riale refrattario del primo_me.tall.o , _si? veri f i ca- un _

ritiro di lieve entit?_ dovut o_alla f ormazi one della-mi ere

! i

s truttura a gradi ente . Comun que_il_.ri.ti r o~n on -di vent a _

eccessivo poich? una banda del -primo meta.11fl__forma sni-percorso continuo fra le parti c eli e_di material e-refrattario. La struttura di _s_cheletro_Q _di_ossatura formata

dai primo metallo fe insens i bi le al l.a_azlon e er osi va e-<c >orrosiva del mat eri al e_ di inf i 1 trazi one e_la di stanza

<f>.rs .i <s>i<n>g?li granuli di.materiale. refrattario rimane-

costante poich? una parte della stretta banda o arti-.colaziane del primo metallo fra i granuli di mate- -I

.riale refrattario non si trova in contatto con -Lil materiale di infiltrazione e non subisce alcuna- ; ? r

.ulteriore diffusione.

r L?articolo composito finito presenta eccel ? olente fedelt? di copiatura in confronto con la matrice : ! ..da cui__?_ stata ricavata per stampaggio la summenziona-? ! _ta preforma. Le composizioni preparate in conformit? -<? >S .[alla presente invenzione trovano parti colare -utilit? - ? nella fabbricazione di cavit? di. forme stampate. -i

Tali cavit? di . forme . stampai. e possano, essere usate ji elio stampaggio ad. iniezione di materiali plastici-^ fa?'' ^oppure nello stampaggio. di.. metalli duttili che sano-? . 'f: formati .in .oggetti aventi . forme, .complesse corrispcn? [denti __alla_f orma della. .cavit? di stampo _ _

Il procedimento_di formazione di un articolo secondo, la .presente invenzione implica il jme scolamento dei granuli di materiale refrattario -e del primo _met all o_ polveri zzato con un legante organico t termolabile,_lq stampaggio .del miscuglio del -materiale I J

in polvere e del legante, l?indurimento o la matura-, ? ? i zicne del_ contenutp_dellp_ stampo, . la rimozione della .

! massa del legante, per formare cos? una preforma di . . scheletro o di ossatura, e la infiltrazi cne della preforma con il materiale di infiltrazione fuso. _ _

_ Con riferimento.- ..alla, figura _2, -la quale ..-<: >!

_ -illustra .un procedimento- per. .formare. un articolo se- _

: i

I I

_ t-CondO-la.. presente ..invenzione,, una matrice di. ricopiatura .

_ <1 >o repli c.a _ 1.01 viene . us at a_ per _s t amp ar e..? _ 10.2 una forma _

i fi essi bile nella., s agonia. .d e si d er at a__cir c ond and? 1 a_ma-. _

I

_ trice_can._un._c.ompost.o_di_ stampaggio. gommoso , elasti-4. _

_ co_ed_ estraendo. 103- 1 a matri ce., dallo .stampo gommoso; _

i i

J I

_ usolido maturato.. 1.04. ,_Un.. miscuglio dei-granuli _ 105_ J _

i

_ udi-material.e_r_efratt.ari.O-e_del_primo. metallo, polve-.. _

?; ]? ? :

rizzato 106 viene mescolato 107 per formare un mi ????- _

ii ,'-4 glio di polveri 108 che viene successivamente combi- _

nato con un legante termoplastico termolabile oppure _

j !

-un 1 egante termopl asti co e termoindurent e 109 ed '_

! <" ' " . . " " ' " >!

un qualsiasi facoltativo diluente 110 _mes_c_oland o _

111 (senza provocare la prematura_matur azione del ?

legante se viene usato un .legante termoindurente)

in un dispositivo di rimescolamento per esempio un mes c ol atore a paletta a sigma, comportand o_JL a _fopmaz i on e

di un miscuglio di polvere-legante 112. I granuli di

materiale refrattario ed il primo metallo polveri zz a?

t o vengono uniformemente dispersi nella matrice del ^

1 egante per condurre alla formazione di un a_pre forma

con densit? omogenea (vale a dire uniforme) che sar? essenzialmente uniformemente porosa _quando_i!Llegan?

t e viene termicamente degradato.

_ Lo stampo- flessibile 104 viene riscalda^ -_ ..to. in J 14_ ed il miscuglio, di polvere -e? legante- 1 1-2 ? _viene_ alimentato direttamente allo-stampo riscalda^? _.Jto__V15_._-I'acoltativamente, -invece, di- stampare imme-- _d_? at ament e._il_mi.s. cugli o_di _p olver e-legant e, un mi s cugl i o i | <p>rodotto con un .1 egan t.e. termopl as t i c o. pu??e s s ere raf _ freddato in 116 P_er_dar. luogo __ad_ una massa solidifica _ i ta 117 e quindi viene macinai o_ 1.18, preferibilmente-? sotto vuoto per f ormar e_una massa, granulare o di con-.sistema JLi/beramente_acQrr.evole__(l'-POlv?re per pillole"V^ 119) per facili t?_d.i_mani poi azione? e?di . immagazzin amento e successivamenta-viene _ri s c al dataria? 120 per f ormare una massa riscaldata 121? al momento-delia operazi qne di_st ampaggi o .?Lo_s<j>tamp.o._riacaldat o-ed? il? suo <con >tenuto (il mi s cugl i o_d i^ polvere-1 egante? 1-11 op pur e

i 1 a massa rise aidata 121 veng ono trattati.

sotto vuoto 125 allo scono cLi degassale i l mj a cugli o Il c ant enuto dello starno o viene fatto. riprend er e? o-m?turare 126 e quindi indurire . La forma stampata, dai granuli-?! egant e viene quindi estrat_ta in 1?7 -Aglio, stampo mediante applicazione di una depressi one_all e

i pareti esterne dello stampo flessibile. ???? i q p^tra^ <d 0 >ampo x .la risultante- preforma _st ampata-"verde^ 128 rappresenta _una_ copia-fedele, dell e- dimensioni delle dimensioni della matrice . Questa forma?;.

stampata presenta una buona resistenza meccanica a ? verde ed uniforme densit? per effetto della matrice7 ? ?

indurita del .legante che trattiene i granuli di mate- -I <? >! ri al e ?refratt ario insieme con il primo metallo polveriz-1 1 zat o . _ _ _ _ _ _ ? _ _ _ Se. un miscuglio di leganti termoplastici e 1 ; emmoindur enti _ viene usato per produrre, la preforma stampata .verde, _ allora il legante termoplastico, pu? _ r [ j ?ssere parzialmente, rimosso .dalla preforma stampata . !.. verde medi ante_ facoltativa lisciviazione 129 della

j I p Ireforma_in un. solvente,, per_jesempio metiletil che <' >- i - r- ? 1 i t one oppure .acqua, __ p_er__un_ peri.od.o_ c ompr e_s o . fra __cir ca , t e Pire a 12 ore o meno ?. _ _ ?

_ La_pr ef orma . stampata verd e 7128 viene, intro-. d otta sotto costipazione _in_una_ polvere, .di . mat eri ale ^refrattario, reattiva, per_ es_empio_allumina_o silice, 7 per impedire un abbassamento_per_ costipazione _o _per-<.>

dita. di_ dimensioni _e...successivamente piene .riscaldata., in 130 in un forno fino ad__una^ temperatura di ..circa

I <' . >. <? " " r " ' ? ">

780?C per la degradazione termica del legante. Se vengono usati rais cugli di leganti t erm opl asti ci e .termoindurenti oppure se vengono usati leganti diluiti l ' operazione!. r

di jri se ald amento viene eseguita in una. serie di stadi allo scopo di rimuovere prima i materiali che bollono o si degradano a basse temperature, seguita dalla rimozione del resto del legante . Durante l ?operazione

? di riscaldamento, la massa del legante viene rimossa - dall-? arti colo- per vaporizzazione e sotto forma di ? -? ..prodotti gassosi di degradazione,- lasciando una -piccola -quantit? di- residuo carbonaceo amorfo- che - r

i .pu? agevolare 1 ? incollamento-insieme dei -granuli di -j | mat eri al e. -re f r at t ari o-e del primo met allo -polveri z~~ zat o. ?- -granili i -d i mat eri al e - r ef r at t ari o ,- il? pri m o ..metallo polveri zzato-ed -il- residUG-carbonaceo f ormano

I ;

una .pref orma . di?os satura^ maneggevol eri gida-1-3 1 ? ? ? -granuli _di materiale -refrattario? ?-le? parti e elle-dei-.primo_me.tallo_polverizzato? si? trovano in relazione _c.Pnt.i gua. ? Essi ? s uno ? int er.coll e gat i e -fatti? ad eri-re-?? _.insieme__e_mantengano_ essenzialmente la- 1 or o -originaria?^-? f orma_d i_parti c eli e_.e le 1 oro po si zi-ani- r el ati-ve-_quando._o ss.ervat e s otto, ingrandiment a? ottico?

_Una_pr ef orma- di? os s atura prod ot t a -con- -i-1-; i _summenzi cmat o_proc ediment o? di? utili z zazi on e d el? legante J j ernol abi 1 e. .avr? .una minima? p or os i t ? chiusa?? La-maggior-

1 ! _p.art e_ dello? spazi o_vuot.o_in-una-tale-pr-ef orma rappre-. *senter?._.por_odit? c.onn e s s a _o._in t ere omuni can t e-.- S ol t an I ? o_ 1 a _p. oro si1?_ c.onn e s s a _pu?_e s s er e -ri empi ta -c an? il- ma^ jterial e di _inf iltr.azi one_fus Q

_ La . pref orma _vi ene -sue c essi vament e s ott op osta ad infiltrazipne^con. il_materiale_di_infiltraziane? Le superfici della, preforma. di .scheletro o di ossa -tura che saranno, coincidenti ..can_l.e_.superfici di _ -layoro_d.ell 1 arti colo, inf.iltrat_o_f inai e,..s on o pref e- ;

ribilmente_ rivestii e_in_ 132 ??? ..una dispersione _di

osaido_di_. zirconi o_i.n acet_cne_all.o..s_copo _di_ eliminare. Ileo cesso di Jbagnament o , _val.e a_di r e_l a .. " f orm azi COIR

; di perline? del materiale di infiltt?zione su tali su-! !

1 perfici dell a preforma di ossatura. L1 operazione di _ infiltrazione 115 preferibilmente viene eseguita . supi -portando la preforma di ossatura 131 ed il .materiale, di infiltrazione (secondo metallo) 1 ? dentro oppure 1 :

sul 1 etto di allumina in un crogiuolo _per__e_sempi o. 5? '>? un crogiuolo fatto di grafite f allumina o mullite . _ _ r V

? Il materiale di infiltrazione (in forma _s oli di ficai a)

: !

: vi ene messo in contatto con la base della preforma

di ossatura e quindi viene riscaldato al disopra _

del punto di fusione del materiale di infiltrazione

; fino ad una temperatura coixmidente o superiore alla

I

t emper atura alla quale il primo metallo subi sce una

diffusione di volume , ma fino ad una temperatura

inferiore al punto di fusione del primo metallo. j

La infiltrazione (e la relativa diffusione di voltane

del primo metallo e la incorporazione dei granuli di

materiale refrattario con il primo metallo) vengono preferibilmente eseguite alla temperatura pi? b assa

.. ..alla quale si verifica che si osserva la diffusione _._di_.YPlume.._ La quantit?, di materiale di infiltra -_ zi pne . viene usualmente .scelta in modo da. essere _ .leggermente, superi ore al la. quantit? necessaria per ri empi re. .la. porosi t?.inter comuni cant e. .della forma pre -11 minare. o_ pr ef orma.di _s chel e tr o_ . ( come . det erminat o _ dal cale olo o per. via empirica).. Quando., si r aggi unge.. il punt o di f us_i one d el _mat eri al e._ di _inf i 1 trazi cne, . il materiale di infiltrazi cne fonder? e verr? ass orbito. per impregnazione nell ?interno (nella porosit? interco-.. mun? cant e) della preforma di scheletro per azi one di _

- capillarit?. Il risaaldamento viene continuato finn al momento in cui la temperatura alla.quale. si_veri? fica la diffusione di vplume.del primo. .metallo va ene \ r aggi unta_( questa te mpenatura, pu?. essere adenti caiai _puntq_di.fusi_cue_, del materiale di.. infiltrazi one

. oppure una. temperatura. pi? elevata) ._La preforma

: d opo la infiltrazione vi ene ..quindi, raffredd at a. in 137 , 1 * arti polo 138 dopo la infi 11 r az i an e _ vi. en e ._ e s t r at t o. ed un qualsiasi eccesso di rivestimento di .ossido di zirconio viene rimosso f ad esempio per mar teli atura 139 con un apparecchio di pallinatura a p.erlin e d i vetro (Empire Abrasive _Equipm ent Corp. Model No.

S-20) ad una pressi one compresa fra.. J , 4 e .2,8 kg

per centimetro quadrato impiegando un .orifizi_p_d.el diametr.o di 8 mm. .Se viene impiegato un materiale di -infiltrazione suscettibile di -indurimento.. per .irivecchi amento, _per_.es empi o_.rame_legat.o_. con ni cheli o_.(..153&)-e _st agn ?_(_77?J__oppure_s e_l_o . schei et ro__met alile o_.? ! _suscettibile_di indurimento,..! 'articolo. infiltrato

|

jruq__e s s er e_ _s o 11 op osta., ad un cicloidi. -invecchi armeni o

a temperatura, usando procedure ben note.. nella.. t e c~ -_ _ ni ca__della_!avorazi cn.e._dei_rae.t alli., . in. modo _da...modi- _

f i car e_ .. l__a_strut tura. d.e!la_granat_delllint.emo . 0..della.

superf ici e..della composi zi on e... ed .. all 0 sjcop o_ di. aumentare la durezza e/o la resistenza all * usura dell 'arti- _

c olo di infiltrazione . Inf in a, _ le sbavature di .eccesi ?? so vengono rifinite in 140 ed un qualsiasi superfluo

materiale di base viene asportato per lavorazione a !

macchina o tagl io dalla suo er f ici e di lavoro s ag ornata

per produrre il summenzionato articolo stampato inf iltrato finito. 1

li te mpo e la temperatura necessari per la infiltrazione della forma preliminare e per assicurare

che si verifichi la diffusione di volume del primo

metallo varieranno in dipendenza dalla scelta del

primo metallo, _ della velocit? di riscaldamento, delle

dimensi ani di massima della preforma che viene sotto

posta alla infiltrazione , delle caratteristiche di bggnamento del materiale di infiltrazione e_del disu

metro dei. . passaggi simili .a pori all 'interno dellastruttura di ossatura.. Questi., vai ori di tempo _e-di _

, t emp__eratura_viengono_det e r min a ti. per via empiri ca impiegando una analisi _mi crossopi ca_del_campi.cn e_ inf i 1 1r a- . to. Un articolo infiltrato che non ? stato snffj -' cientement e rise al d at_Q_non._p.oi r?_ e a sere. _s.o.t t op.o sto. njf I

;la diffusione di volume . L'analisi al mi ryroanppj n

; un tale articolo riveler? che le _ p ar.t i.c.e 11 e_d el_pr im c

i metallo polverizzato non hanno perduto le loro form** originarie e non hanno inviluppato il refrattari o.

Un articolo infiltrato che ? stato eccessivamente riscaldato pu? subire delle reazioni in fase liqui

issul primo metallo per effetto della fusione del primo

!

metallo. L 'analisi al microscopio di un -hai a ar- _

ticolo eccessivamente riscaldato riveler? cha

i granuli di materiale refrattario hanno avuto una notevole riduzione di grandezza per effetto della reazione con il primo metallo In aggiunt a , un arti col o eccessivamente riscaldato pu? essere caratterizzato

da grave distorsione o variazione dimensionale rispetto alla forma di matrice desiderata

Il risultante articolo stampato ir filtra-' to, per esempio un articolo infiltrato con rame, ? sostanzialmente privo di vuoti jin altre parole presenta una densit? di almeno 97 percento ed usualmente

. 99 percento o pi? della densit? teorica sulla base del?

_ _ _le densit? dei costituenti della forma preliminare e

! i

_ _ Hdella_fase di infiltrazione) .- Essenzialmente l 'unico - -

_ spazio, noi .infiltrato in un tale articolo infiltra^ -| i

_ Lt_o_?_c.ogtituitO- dalla porosit? chiusa della forma ? r ? -

i

_ ^preliminare ^originari a. La porosit? connessa della ^ ? ~ -

_ 'pref ormatori binari a ^?occupata in maniera essenzi al -

_ I finente _cpmple_ta _dal . materiale di- inf iltrazi one ? - :' -

_ _ _La. struttura metallurgica di un articolo -| - ? -

stampato^ infiltrato secondo.-la -presente invenzione ? -I ? ;

_ pu? essere, ulteriormente -compresa facendo riferii - .-

_ ? mentp_alla_figura 3 .-la figura 3 rappresenta un disegno-a- -

_ _ _ ? penna _ed_ inchi ostro., di .una microfotografia -ottica ? : -i :

_ (presa, con un. ingrandimento di-750X) di un campi one-! evi- ?r -

_ gato_secondo_ la_.presente invenzione,? preparato -come -, ^ _ pello esempiQ?1 .--I_ granuli -^31 di -carburo di tungste-? - ?

? I !

_ np_sono_ circondati .da un sottile involucro ? pellicola -! ' i

33 che_oontiene__una lega -di-ferro, tungsteno e? carbonio^ ? -

_ L ra_p ' .ellicpla_33 -?-Ult eri ormante circondata da-una ma^ i -! t

- ?;ri -ce di f erro_di scheletro-interconnessa -35^? La matri?^ -

ce di f erro jr 35__.a_sua._v ol t a vi en e - in t r e c ci at a- c au l a i - . - ? r i

_ matri ce di _ rame . 37 .... Quand o 1 * arti c ol o -illustrata -nella -; i

_ figura 3_entra_in .impegno_.di .. abrasi one- cantro-una altra -

_ superficie, i granuli. _31 di carburo di tungsteno -forni-- - - ?

sc)ono buona resistenza, alla abrasione ed -- elevata - du- - ? rezza. I granuli 31. di carburo di tungsteno tendano _ _ _a ^sporger e...al , .disopra, della .superi i eie di -lavoro dell o _ jirti colo illustrato. nella, figure r? mano_a mano-che ? _

I

tale superficie viene logorata. _Jlteriore_usura _ j _ sulla suoerficie comport.er? .una_e.sp.osizione_di_nuovi--granuli 31 di carburo di tungsteno._Quand.o__lJnr-_

: ti colo illustrato nella figura ^ riceve un -i mpa-h-h o ,L ?l ,urto di tale impatto verr? trasmesso nell Mn? emo. L dell*articolo. Questi urti si muovono sotto forma

i

di onde di urto che passano attraverso i granuli.

? 31 di carburo di tungsteno ed i materiali metallici rp * w -?\

no dai granuli 31 di carburo di tungsteno al l a, i pga

? 33 vengono disperse per effetto della inferiore costante elastica (un fattore relativo alla durezza) ideila lega 33? A loro volta, quando queste onde di ' urto passano attraverso il ferro 35 e quindi il rame '37, esse vengonoulteriormente disperse per effetto ! della minore costante elastica del ferro e del rame.

La sostanza di mag giore durezza in un tale materiale composito ? il carburo di tungsteno e la sostanza pi? molle (e pi? resistente allimpatto) in un

tale materiale composito ? il rame. Vi ? essenzialmente una uniforme variazione graduata nelle caratteristiche di durezza, resistenza allimpatto e capacit? di assorbimento della energia attraverso tutto il .

materiale dai granuli di .carburo di -tungsteno alla

.Lmatri ce di rame ?. Per effetto della sua microstruttu-.

J_r.a e?.del .gradi ente .in -durezza ed in resistenza all oL

.impatto,. .da. puntcu a.. punto nell 'ambito -della. struttura.

..composita. 1J arti colo .stampato, finale presenta. una _L.

elevata_r esistenza, all ' impatto, .(fra . quella del mateT-._.

Lrial.e^refrattariQ-.e. quella del materiale di infil-, : _

trazione, . mantenaido nello stesso, tempo una.elevata _

_durez.za_(fra_ quella, del material ?-refrattario. e quella _ V:* ! del materiale di infiltrazione) Il_. m steri al e__c omp Or-_j_s i t o r ap pr e s en t at o, nel 1 a f ? gora _3_ trova .parti col are _

i

j utilit? come cavit? di forma stampata ._

Una cavit? di. forma. stampata preparata

i?L_CQnf ormit? alla presente _invenzione_pu?_essere- _ 1

! P

ulteri orment e. compresa .con .rif eriment o . alla figura 4 .

i_.La figura 4 rappresenta, una. vi st a .in pr.osp etti va. di

j una cavit? di forma stampata _A1_ avente una base 43

e_d una superf i ci e_di lavoro 44 . La _cayi_t? . femmina .45.

1 giace nell a e stremi t ? _d eli a_c.avi t ?_4J_opp ost a _all a.

jjbase e pres enta_ una__superf i ci e. _d t e 1.1 at.a 47.. _e_. del l.e_

!

i ntaccature 49? La forma de Ila cavit? 45 X corri sp onde ad una forma maschio, sott o_ forma di_ una ruota. se. sguaiata. _ _ _ _ _ _ _

Scopi e vantaggi della presente _inven zi on e

_ _sono illustrati nei seguenti esempi ma le quantit? -_ ed i materiali descritti, negli esempi _e le varie -_ _ _ _ aggiunte. _ed .i_.vari dettagli in essi, .indicati- non do -_ yr.e Ubero, essere interpretati per. limitare llambito del -_ JLa presente, invenzione,. _ : _

Esempio 1,.

.Una barra da..impatto?priva?di tacca^Cbarpy-_vi ene__la_vnrata a macchina nell.e dimen si oni_ sp e ci fi ca-_t e _ n e 11 a_pro_cedura_di__proya ASTIAI E-.23-72 . (riappr ova-.

Ja nel _1_978.) . Uno .stampo, corrispondente a questa forma viene prodott o_cir.cpndand o._la_barra..can g omTna>V al silicone .maturabile_,_'RTV-J_!!....Lo stampo viene., fatto.. maturare e la barra viene rimossa dallo_stampo .?.No vanta. ..grammi ..di. granuli di . carburo di tungsteno, aventi un _ diametro medio tra 1 e 15 mi cr ometri _ (JiTy.p o 111", . di sp onibile...in._ c ommer ci o dalla Wah .Chang. Div . -della^ _Teledynel_e__2_10_ grammi di .acciaio per.utensili JL? polveri zzato avente, un., diametro., medi ,o__inf eri ore . a__44. micrometri (di sp cnibil e. in . c ommer ci? .dalla. St ellit_e_ Div. della Cabot Corp. ) vengono mescolati., a secco. _ !_ . in un mi scelat ore a V e k s cald ati alla _t emp er atur A di 66 ?C, Tredici grammi di un legante polimerico _ (" Eme res t .264 2 " , _ disp oni bi le in comm er ci o _ d all a . Emery _ Industries) vengano separatamente .preriscaldati a _ _66?C. Le polveri ed il legante, polimeri co., vengono_.combinati in un miscelatore con paletta a sigma che ? stato riscaldato a.-66?C* Il miscuglio- viene quindi rimpastato per circa 15- minuti? e -comporta -un miscuglio--I

: - I .^polvere-legante. caldo? tissotropi co_contenente-approssi.

I

I

_ illativamente, il.. 27 ,7$ ..in .volume., di-legante* - ? -II. mi s cugli 0L? caldo _d Lpolver e~ e_. legant e -e ...lo. st.amp o._di gomma_fl essiti ile_vengono. quindi -rise al?

j . dati alla temperatura__di_6.6_0CLmantenendoli . in un _ i forno a 66 ?C per circa 15 minuti . Il mi scugli o. _.cald o di polvere e legante viene quindi_f.att.o_jfluire..nello. s t ampo fless i bi 1 e . c al d.Q_ooiL_un me z zo?vibrat orlo.

^l_miscuglio viene sottoposto a deaerazione per 15 minuti .con vibra zi qn e continuata in un a_.c amera a_vu.QiO? da_ elaborai ori o_ fatta funzi onare__acL_una..pressi cne? di_ .1_ t orr_. . Lo stampo ed_ il__cont enut-P_veng.onPr.quindi_ raffreddati alla temperatura di 0?C in un frigorifero e la preforma st ampata "verde? indurita viene succ e s siyament.e.

: estratta dalla cavit? della forma di gomma impiegando una depressione . _

La preforma stampata verde viene collocata in un letto di supporto di allumina polverizzata e riscaldata in un fanno a cassetto riscaldato a resistenza can_una atmosfera di argon dinamica. Una tempera^

I

tura appr ossimati vament e di 400?C ? sufficiente per ' far volatili zzare e_ degradare Jt errai cameni e _ la maggiorsp parte del legante . Il riscaldamento viene interrotto quando ila temperatura raggiunge .780 ?C, .nel _ qual e punto il legante si ? completamente. degradato. _ e le p art i celle di .. ossatura nella .ma tri c e si. ...sono incollate insieme . _ _

-i'S-.EJief orma, di os s atur a_s t amp ata viene ri -m ossa dal forno dopo che s? ? raffreddata a t emp eratura _ambi ente . Una di sp ersicne in acetone di ossid p jli zirconio _50 percento in volume) _yiene_appli carr.

ta a tutte esclusa una superficie _(la base della pre^^v j> l ,tA A f orma allo scopo di impedire:: .-al met.a.llo d . .i. infiltra- _ -zi one di bagnare e ccessivamente le sup erf i c i d i _ 1 av oro.jL La base della forma preliminare viene quindi colloca^, ta in adiacenza a 50 grammi di rame solido su un _JLet-_ ; t o di allumina in un crogiuol o di graf i.t e_.apert o in _ un forno a resi stenza elettrica con awolgiment p

in molibdeno. Il forno viene _ e vacuatp_f in.o_ ad.. una_ pressione di 0t 1 torr, contr ori empito con azoto, spur-^ . ? j gato e quindi nuovamente riempito con idrogeno fino ! a_ pressione atmosferi ca e mant enu to con una por t at a di flusso di 0,5 litri al secondo. Il forno viene riscaldato fino a 1083?C e mantenuto appena al disopra i

di tale temperatura per 45 minuti allo scopo di esegui re la inf iltrazione della pref orma di oss atura

per mezzo del materiale di infiltrazi ctne_a base di rame e sottoposto ad una diffusi one di volume dal

^primo metallo. Il forno viene quindi- spento e fatto -raf freddar e normalmente. 1 banali si-ai microscopio- di -UtfL-campi on e. met al lungi c amente- -preparato-di- quest a? s.truttura. composita-dimostra-che l 'acciaio -per-utensili _Ag_. inviluppa il WC . ^.Inoltre, ima lega intermedia - de-?-?f ini t a_. e._ di stinta. di_.WC_ insieme - c ?? P e pu? -essere ? j-_ _los servata.. fra._il_materiale-.. refrattario e 1J acciai o

~6 m

ri.tiro._?._ stato_ misurato? confrontando - la _jf orma domatrice con_Harticolo . stampato -finale-? L ?ar ? ti col o vi ene . s ottopost o ad. una_prova_ di? resistenza alla abras i one facendolo scorrere at traverso. jjn a-c ar-t a-' abrasiva rivestita di c arbur.o .di_silici o_c cn_ grani gli a 220 ?__pn a_pr e_s.si.cn e e se rei t at a^c an. 1 a-man o , l 'articolo scorre attraversLOLla^superficie-abrasiva-'molto pi? liberamente di quant-0_ran_?acci?-un_?l-acco! di analoga dimensione di acciaio p er_.jit.ens i li_ aven t e una durezza Rockwell di 50. Sdii ' arti c ol o d ella pres en t e invenzione non si osserva la formazione fli al npa

i { incisione, ma 1 'incisicne_appare?visualmente.. evidente sul blocco di acci ai p__ per . utens i 1 i ... JLtlar t le ol o_vi ene. sottoposto ad una prqva di _determinazicne. della-durez-

/ ^ !

za Rockwell C e dell 'impatto senza t ac ca^Charpy in _ L _c onf ormi t?^ alle procedure ASTM E- 103-61 _ (riapprovata _ nel 1979) e ASTM E- 23-7 2 (riapprovata nel 1978) L'articolo variazione dimensionale _ _0,4J?

durezza Rockwell (R ) _

c - 49

_impatto_senza tacca^Charpy (CIU)-J-5 ,-1--;j oules - (-11 f-1 l-ibbre^piede) . _ _ _ '

Esempi 2. e 3

Usando 1 a_ pr oc edura d eli o? esempio ? 1 , ? articoli compositi stampati sano -Stati -preparati- so jstituendo_vari materiali.. al .posto della polvere di-

p? A? usata nello esempio 1 ..ITel_s eguito_ nella- tabella 2 sono esposjfci il primo..metalloi.usato, -il ritiro

1 a durezza Rockwell __ed . i vai ori. di imp at t o. sen za

tacca Charpy per la. risultante struttura .composita .

__ Tabella. 2_

Esem. Primp__me- _ Vari azi ane _ _R _ CIU, 3 oules

tallo dimenai ona- c

le, jo

Pe --^, 35fp - da 4 -a 8 - 78,0 (57, 5 piedi .libi acciaio _-LOJ_Q95^ ? ? da_ 25 - a 31 31 , 3- (23,-1-piede ,-1-ibb 1018

Esempi da 4 a 6.

i Usando_la jjrpcedura_.dello_es empi o -4 articoli _ compositi stamp ati sono stati . prepar ati_impi egand o

_ un refrattario a base di _ carburo di .tungsten o ,- un _

primo metallo a base di. .acciai o__per? ut ensili- A^ e due

^ O

^1^1 lt?\a.aone_. eh e formano .il. secondo me _ Vallo, di lega, rame?manganese . Nel seguito nella- ta? -3 seno esposti la. composizione, il ritiro, la du? rezza Rockwell ed i valori di impatto senza tacca

. Chpary per i risultanti articoli compositi. -- - l 'analisi al microscopio di campioni metallurgicamente preparati di queste strutture composite -dimostrano che l 'acciaio per utensili Ag- inviluppa -_il carburo, di. tungsteno. Inoltre, --- una definita e -.?\i-stitt3. lega intermedia di manganese? acciaio -pu? ? : -essere vista fra l 'acciaio per utensili A ed-- il- _ : -6

. di. infiltrazione _a_.base di- rame? manganese -Questa lega intermedia ,?..f erro_.aus.teni tino,? un- mate- - v

ri al e che n ot ori ament e.. pres ent a una estrema tenacit?-.

_ _ _ _ : _ Tabella .3 _ . _

8L ^

Esem . J WYOG . A Ac, . J5?O ?L heegs3a.. C CJtullMton. ? V .Vaarr-ii aamzi monoe- ? d3i-i-.. - _ R ?? _- - GIU, ? j oules " o mensi - onal - e, - c

j40 _ 60 _ Gu35I&i -0,?1 -33-44 56 , 4 (4 T y5~~ pi ed libbre)

30 _70 _ Cu35Mn. -0r28 -17? 37? 80,-2? f59- pi ed?T libbre )

30 7.0 _ _ Ou.1 ???? _ -0, 30 20-44? 26 f 4? ( 19,4 pie libbre) .

n. percentuale in peso_basata sulla preforma -di? ossatura

non infiltrata. Gli arti,coli_ infiltrati finali- ccnten _

gono circa da 32 a 34 percento, in volume di materiale- di -infiltrazione .

b . Il Cu35I'/in ? tale da comprendere il 65 percento in peso

_ di ?Cu ed ?l._35 percento in peso di Mn. -__c_._Il_Cu.10!Pin. ? rtala da -comprendere -il -90 -percento ? ; -.. :.in_p e so _d i ? _Cu ed. il -10 -percento in peso - di? Min-. - 1 -_ Esempi da 7 a_-15- - ! -_ _ Usando _la procedure-delio esempio 1?-ar- ? | -? ticoli ? compositi ?Stampati? sono- stati -preparati ? sosti? -_tuendp_ diversi mat eri ali _ al- posto - del -ref rattari o-e-! -del. _primo_met all o usati . nello - esempi o -1 Gli -arti

i /V' -J-? _ compps it i_yengon o . s e zi anati - ed -anali zzati - per d et er^'V -;? ? \ - -! KV ' ? ? -minare se le. particelle _di_ materiale- refrattari o-sotf?^

!

state o non sono stat e._com^etament e? inviluppate -dal - : primo metallo. Nel segui tCLnell a_t ab eli a-4- scno-espo et 1 -: . . i i valori di refrat tari o f.._primQ__metallo,? tempo-e- -te mpe _ r atura di infi 1 trazi cma_a_ s.e_i_ granuli-di? mat eri ale -re _ ! . . I frattario risultano o non risul t an o?comp? et am ente? in vi- -! I luppati dal primo metall-0-.-SjLjn oti_che neg-li-es e?p-i? ! -: . I

10 e 12 il suddetto invilupp ament o_c.ompl et o nen-si? veri-f-tea, ! . . ! ma un incremento della temp er atur a_di_inf iltrazione -e -del tempo di infiltrazione . CQmp02ten.o_un-^.i-erit?invilup _ i

pamento del materiale ref ratta-ri o _ -_ (_s egu.e_.t abella -4) _

\

Infiltrazione

Esem. Refrattario Primo _me-_ Tempo Tenrperatura Refrattario completallo tamente inviluppato?

w?2: 12 ore 1100?C si

i8 WC+SiC 12 ore 1100?C i si

wc? Mo+Fe 12 ore 1100?C si

10 wc 45 minuti 1100?C no

11 wc M S 45 minuti 1250?C si

i - 12 WC 12 minuti 1100?E no

I

Il3_ wc 45 minuti 1100?C ! si

i

: 14 Fe' 12 ore 1100?C

15 w* Fe' 45 minuti 1100?C Si? P/f

ja - 9 percento in volume (v/o)

!b -__62_v/o

c -10 y/o WC+ 2 v/o SiC_ j

j

.d - 59 v/9_ _

le - 29 v/o Mo 33_v/o Fe_

f - 13 y/o_ __

j

?g - 58 v/o AISI tipo M , contenente 0,82 v/o C, 0,3 v/o

^ ?

Mn, 0,2 v/o Si, 4,25 v/o Cr, 5 v/o Mo, 6,25 v/o Wt 1,80

v/o V parte restante Fe

1 '

- 58 v/o_ _

l

i -__10_v/o_ |

J_- ^ _ i_

k - 11 v/o

Esempio 16 _

. U s and p_ i 1_ p r o c edi m en t o dello.esempi o? 1-,? ?ls t a-_t o_ prep ar at. o_ _un ..arti colo_c omposit o-Stampato- avente-_il _ 13. percento. in_.volume _di_, refrattario? a ? bas e? dicarburo di tungsteno, __5S_ percento in _ volume- di primo met allo_ ac ci ai.c L p er_ ut ens i li. A _ ed_il 29 -per c ent ? b i in volume di materiale di infiltrazione a base-di lega di rame . Il materi ale di__inf iltr azi on e _c ont iene-il .

45_ JP ere ent o in_v olurn e_d i_r ame ,. _.i 1_ 25 _ pere en t o_in -volum a di argento, il 10 -per c ent o jLn_v_olume_di . nichelio., il 5 percento in volume di ferro , .il 12 percent o_in_ volume

I di stagno, 1 ? percento in v piume di boro , 1 o 0 , 05 percento in volume d i magnesio e da 0T 1 a 0, 2 p ere ento* in volume di silicio.

m. Il risultante articolo comnosito presenta ima va?

\

riazione dimensionale di -0, 32 percento, un vai n-re _ di Re di 52 ed una resistenza all 'imp atto s.enz attacca. ; Charpy di 15 .joules ( 11 libbre/pi ede_)_. _

Varie modificazioni ed alterazioni dell a presente invenzione saranno evidenti a coloro che snrn esperti nel ramo senza con ci? allontanarsi dal l o ambito e dallo spirito della pres ente invenzione

la quale ult ima non doyrebbe ess ere limitata a quella finora esposta per scopi illustrativi .

Claims (1)

RIVENDICAZIONI

1. Articolo composito metallico comprendente una prima ed una seconda matrice interimpegnate,

!detta prima matrice comprendendo granuli di un mate--?riale refrattario e detta seconda matrice compren? dendo una fase metallica continua, detto articolo essendo sostanzialmente privo di vuoti, caratterizzato dal fatto che:

(a) detti granuli di materiale refrattario presentano un diametro medio fra 1 e 100 micrometri e detto refrattario ?:

(i) carburo metallico, boruro, ossido, siliciuro, nitruro;

! (ii) un metallo scelto dal gruppo compren-

I dente tungsteno, molibdeno, tantalio, niobio, va- ; nadio e titanio, oppure

(iii) loro combinazioni,

(b) detta prima matrice comprende inoltre una struttura di scheletro o di ossatura monolitica ;che comprende un primo metallo solido o lega che presenta un aspetto cristallino omogeneo ad una tempera^ tura inferiore al suo punto di fusione quando osservato sotto un microscopio ottico e presenta una durezza Rockwell inferiore a quella di detto materiale refrattario, detto primo metallo o lega inviluppando .completamente detti granuli di.materiale..refrattari-I riOj questi_ultimi essendojuniformemente.._dispersi_ L in detta struttura di ossatura;_e

(c) detta fas e roetallic a c on t inu a _d l_d.e_t=J ta seco_nda matrice occupa la porosit? intercomunic.ant.e. o connessa in detta struttura di scheletro, detta I fase continua comprendendo inoltre un secondo metallo solido o lega che bagna detta struttura di scheletro o di ossatura, presenta una durezza Rockwell inferiore oppure uguale alla durezza Rockwell di detto i

primo metallo o lega e presenta un punto di fusione ! ! inferiore al punto di fusione di detto primo metallo o lega

2. Articolo secondo la Vivandicazione 1, ulteriormente caratterizzato dal fatto che detto [refrattario comprende carburo metallico detto prii

|mo metallo lega comprende ferro oppure una ferrolega e detto secondo metallo o lega comprende rame oppure una lega di rame.

3. Articolo secondo una qualsiasi prece-

?d-ente ?riv-end-icazione, ulteriormente caratterizzato 1-i j dal fatto che detto materiale refrattario ? carburo di tungsteno

4. Articolo secondo una qualsiasi gbrecedente rivendicazi one, ulteriormente caratterizzato . dal fatto che detto materiale refrattario rappresenta

. j

_dal 2 al 15 percento del .volume di. detto .articolo, |

I !

detto. primo. .me.tallo_o__lega rappresenta dal35 al .70

percento _del._v_olume ..di .detto_articolo_e_detto se-! condo metallo. _o_ lega rappresenta dal_15- al _50_ percento del__volume_ di .d ett o_ arti c ol o ,

5 Art i c.ol.o. . s e c.ond o_ ?na qualsi asi_precedenta_rivendicaziane, _ulteri.Qrmente_ caratteri zzato

_ _dal f att o_che_d ett o_ mat.eri al e_r ef ratt ari o_.rappre-_ i_s enta _ d all 18 al 11 pere ent o_d el .vplume_di_ d ett o ar- i

_ ! ti colo, detto primo metallo o lega rappresenta dal

57 al 62 per c.en to d e 1 _.v olum e _di _dett o_arti colo

T % J: V??! e detto secando metallo o lega rapp_res enta dal__25_al

\ ' _3Q_ percento, del. volume di sdetto, .arti colo.

Z+T* _ 6_jL_Arti .colq_s_a.aando_ una_qualsiasi_.gr ec e-.dente rivendicazione? _ul.teri ormente. caratterizzat o ...!_

*dal _fatt o_.che ..d.eito. primo, metallo. .0 ..lega , comprende

!

j f erro._oppure_.una _f err olega , . d ett o_sec end o_met all o

o ..lega c ompr end e _ r am e_e_ mangan e s e_e d ett o_ .manganese.

rappresenta dal 4_ al 35 percento del peso di detto

! secando metallo o lega.

7 . Articolo secondo una qualsiasi prec ed ent e_ ri v end ic a zi qneL_ult e riprmente_car at t eri z z at 0

dal fatto che detto articolo presenta una . durezza

Rockwell superiore a 50 ed una resi stenz?. all 'impatto

senza tacca Charpy superiore a 15 joules .

i _ 8?-. Arti colo_secondo una. qualsiasi precejlente rivendicazione ulteriormente caratterizzato -i

dal fatto che detto articolo presenta -una densit?di. almeno 97 pere ento .della ..densi t?_t e ori ca-sull a? -.base delle densit?. di_d ett.o_.mat. eri al e refrattari o , _

,di detto primo metallo_o_.lega_ e_di- d etto-s ec ond o me-

V '_?? it tallo o lega, ? > -* ??>:* "? v .

9. Articolo secondo. una. qualsiasi prece- i;? 4^ 1 ^? dente rivendi cazi ane., _u!teri ora ente? caratteri zzato _ -dal fatto che detti granuli di. materiale -refrattario _ hanno un diametro medi o. fra_1_e crometri- e- detto articolo ? una cavit? di stampo .

10 Procedimento per -formare un- arti col ocomposito metallico secondo una qualsiaa-? ?????.???=>??{;? l

rivendicazione, caratterizzato dal fatto -che:

(a) granuli di mat eri ale refrattario . aventi un diametro medio fra 1 e 100 mi crometri _ vengano-me _ scolati con granuli di un primo metallo ,o_lega aventiun diametro medio fra 1 e 100_micr om e t ri.,? d e 11 o_ mat e-? j riale refrattario essendo un carburo, boruro ,_.ossid o , siliciuro, nitruro di un metallo oppure un metallo- scelte dal_ gruppo comprendente tungsteno, molibdeno, ?tantalio, niobio, vanadi o e titanio e detto primo metallo-O. .lega --presenta un aspetto cristallino omogeneo ad una teiera tura inferiore, al suo punto di fusione- quando osser -__vato. . sotto un.mi oroscopi o_ ottico- ed-una- durezza Ro- - ?

_ckwell j.nferi.ore -a- quella- di? d etto? mai eri ale ref rat ?

_tari.o,-_per_f ormare - cos? -unmi scugli-O-ani forme ; -( b )_ ,d et t .0 _mi s cugl i o . uni f orme- viene - mescola _t o con fino al? 5_Q_per cent o in .volume -di -un-legant e-?r?

ganico termolabile

_(.c )__il risultante- miscuglio ..viene .stampai CL

_in _unp_st ampp_fl essi pii e_. ri scaldai o.,._detto .stamp.o_ed

il suo con tenui a jv.eng.on o__.r_af_freddati _a?t emperatur aambiente e detto contenuto viene estratto d alio.. si amp.o - P'f-i * A1. med i ante applicazione d i__un a_d_e prea.siqn e? sul 1.o_._e s.t emo.

U' di detto stampo, per formar e___ c_osi_un a?pr e f orma O? forma preliminare stampata verde . essenzialmente priva..divuoti aventi la grand e z z a?e_l-a_f_o.rma_di-d e 11 o_ S-tampa ;

(d)p detta preforma stampata verde vi p.n e_nis c al-.. data per rimuovere termi cameni e detto 1 egant e_e_f ormar e.

i

!

ima preforma di ossatura rigida maneggevole; _

(e) detta preforma di ossatura viene messa

in contatto con un secondo metallo o lega che bagner?

detta struttura di ossatura e che presenta ima dure z-1

1

za Rockwell inferiore oppure uguale alla dure zza I

i

_fiockwell di detto primo metallo o lega; _

_ _ (f) detta preforma di ossatura vi _ene_s qtt. o^_

posta ad infiltrazione con detto secondo metallo o

lega mediante riscaldamento . di detta preforma di

_.oss atura e. di d etto, geo end o .met allo _o_l ega_al?.. di s opra ,d el .?uni o di _f us i on e_ di _d e11 o _.se c ondo me t all o, _ ma _al _ di.sptt_o_del .punto. diffusione., di detto primo metal l o o _ .lega, per cui detto secondo metallo, fendere, jvdene-aaaor-? fcit o. p er__impr egnazi cne_ nella p or os.ii?? o.cnnes s a o_int eri comunicante di detta preforma per azi one di eapj n a- ! _ ri t? e d etto primo metallo invi luppa_compl et aaent e ...

d etti granuli di mat e riale refrattario , c qn_ _l.a_o cn.?^ dizi one che detti granuli di materiale refrattari o_

' n ?? si diaci ol gano c ompl et amen te in det.t o_ primo me tallo o lega; e i . ^ - ? _j_ (g) la risultante parte infiltrai a_ vi ene ? , " ? v ~ ?

raffreddata a temperatura ambi ent e?p er_f ormare un,_ar- _ ti colo stampato di precis icn e._sos t anzi alment e privo di vuoti

R?ma, 1 1 MftR

p . : MINNESOTA MININO-AND MANUFACTURING-..COMPANY...

i

p . : lire. BAR 2 AMO ? & Z AITARDO S .n .A. _ _

! IMV TA/gv

*ot,anle'

&