NO770281L - Fremgangsm}te for } feste en metallstrimmel fremstilt av metallpulver til en innretning ved hjelp av hvilken en strimmelende kan underst¦ttes for } f¦res langs en forutbestemt bane. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å feste et metallbånd fremstilt av metallpulver, til en innretning ved hjelp av hvilken en båndende kan understøttes for å styres langs en forutbestemt bane.

Description

Oppfinnelsen angår fremstilling av metallbånd fra metallpulver, og spesielt men ikke utelukkende fremstilling av bånd av jern eller jernlegeringer.

Ved en fremgangsmåte for fremstilling av metallbånd fra pulver, vist i britiske patenter nr. 1 212 681 og 1 257 032,

er metallpartiklene fordelt i et hensiktsmessig flyktig bindemiddel for å danne en masse (slurry) som avsettes som en sammenhengen-de film på et nøytralt underlag. Filmen på underlaget opphetes,

innledningsvis for å gele bindemidlet og deretter for å avvanne massen .og danne et metallbånd som ideelt er fleksibelt og selvbærende. Deretter komprimeres båndet for å danne et "råbånd" som så utsettes for på hverandre-følgende komprimering- og sintrings-operasjoner på kjent måte for å frembringe et ferdig bånd med øns-kede egenskaper.

Ved en alternativ fremgangsmåte for fremstilling av metallbånd avsettes partiklene i tørr tilstand fra en roteringsinnretning inn i spalten mellom valsene i et valsepar som direkte kan frembringe den innledende komprimering til råbånd som deretter utsettes for de videre komprimerings- og sintringsprosesser i hen-hold til denne fremgangsmåte.

Selv om de mekaniske egenskaper er forskjellige for råbånd fremstilt ved våtmasseprosessen og ved den direkte tørrkom-primeringsprosess, er et felles trekk ved slike bånd svært lav bøyelighet og fasthet. Råbånd vil derfor meget lett briste når det utsettes for mekanisk belastning.

Forslag er fremsatt for å overvinne de dårlige mekaniske egenskaper til råbånd fra pulverprosesser i alminnelighet og spesielt ved den første sintringsoperasjon. Disse forslag innbefatter anvendelse av en sveveovn hvor råbåndet understøttes på en

gasspute istedenfor å understøttes mekanisk, sammen med organer

for å sikre at båndet mates gjennom ovnen uten å utsettes for spen-

ning eller belastning som kan frembringe brudd, nedbrytning eller

forringelse av egenskapene.

Problemet med å tre råbåndets forende bl.a. gjennom en sveve- eller annen sintringsovn som anvendes er imidlertid frem-deles tilstede, og konvensjonelle løsninger har vist seg uakseptab-le. Man har f.eks. forsøkt å anvende i og for seg kjente teknik-ker for å mate konvensjonelt varm- eller kaldvalset bånd gjennom en ovn såsom en kontinuerlig glødeovn, ved å feste den avviklede

forende på båndet til enden av en bånd-"leder" som tidligere er tredd gjennom ovnen ved en forutgående operasjon. Lederen er hensiktsmessig festet til produksjonsbåndet ved sveising eller nag-ling, en foranstaltning som sammen med andre mekaniske ekvivalen-ter er funnet utilfredsstillende spesielt for råbånd ettersom råbåndet ikke bør utsettes for indre spenninger. Et annet krav er at befestigelsen må utføres med tilnærmet samme driftshastighet for

båndet og lederen.

I videste forstand tilveiebringer foreliggende opp-finnelse en fremgangsmåte for å feste et av metallpulver tilvirket metallbånd til en innretning ved hjelp av hvilken en båndende kan. understøttes for å styres langs en valgt bane, hvilken fremgangs-- måte består i å innføre mellom overlappende partier av understøt-telsesinnretningen og båndenden, en vandig blanding med et vanninnhold som kan absorberes av båndet i tilstrekkelig grad til at blandingen kan frembringe den nødvendige ledevirkning for understøttel-se og/eller styring.

I de tilfeller hvor det porøse bånd skal styres gjen-non en opphetingsovn, såsom en sveveovn innrettet for sintrerings-operasjoner, er den vandige blanding ikke-flyktig, slik at bortsett fra ytterligere vanntap vil dekomponering med derav følgende adhe-sjonssvikt sannsynligvis ikke finne sted.

Ved en foretrukket utføringsform av oppfinnelsen er den ikke-flyktige vandige blanding et alkalimetall-silikat som hurtig kan påføres mellom råbåndets forende og den tilstøtende bakre ende av en hensiktsmessig leder for styring av båndet gjennom sintringsovnen. Silikatet eller en alternativ blanding påføres fortrinnsvis lederendens overside for å tilveiebringe ytterligere un-derstøttelse for råbåndets forende.

Alkalimetall-silikatet kan hensiktsmessig være natriumsilikat. Ulik vanlige organiske klebemidler oppviser ikke vandig natriumsilikat sann innledende klebeevne i tilstrekkelig grad til å frembringe den nødvendige klebeforbindelse mellom råbandet

og en leder. Det antas imidlertid at den gradvis økende klebe-effekt som silikatet oppviser etter kontakt med råbåndet skyldes at vann absorberes av båndet som følge av en forbausende porøsi-tet. Det antas at dette er den dominerende mekanisme, ettersom tilstrekkelig forbindelse kan oppnås ved bruk av silikatet på råbåndet fremstilt ved tørr-metoden. Imidlertid antas det å forelig-ge minst én ytterligere sekundær mekanisme i forbindelse med råbånd fremstilt ved hjelp av våt- eller massemetoden.

I utføringsformene basert på våt- eller massemetoden som vist i britisk patentsøknad nr. 43852/75 har metylcellulose som anvendes som flyktig bindemateriale en pH-verdi som er justert til å øke hastigheten méd hvilken massens viskositet stabiliseres. pH-verdien til det således fremstilte råbånd er omtrent 8,2 og antas å bevirke utfelling fra silikatet hydratisert silikagel som bidrar til absorpsjonseffekten til det porøse råbånd. En økning' i hastigheten med hvilken silikatet utvikler klebeegenskaper kan føl-gelig frembringes ved å justere råbåndets pH-verdi slik at utfelling finner sted. Klebevirkningens inntreden kan ytterligere for-bedres ved å tilstrebe en gelvirkning i silikatet, f.eks. ved inn-føring av et tilsetningsstoff såsom polyhydrisk alkohol.

Den ikke-flyktige blanding kan hensiktsmessig innehol-de et fyllmiddel eller annet vandig klebemiddel som kan bevirke en viss bøyelighet i forbindelsen mellom råbåndet og lederen ved oppheting under bevegelsen gjennom sintringsovnen. Enten tørrmetoden eller massemetoden benyttes sintres råbåndet ved en temperatur på omkring 1150°C. Natriumsilikat f.eks. gjennomgår en overgang til glass ved denne temperatur og blir så sprøtt at der foreligger fare for at brudd i forbindelsen kan oppstå. Et egnet fyllmiddel såsom et inorganisk leiresilikat anvendt i konsentrasjoner opptil 50 vektprosent, kan minske sprøheten tilstrekkelig til å minske faren for slikt brudd.

Ved en alternativ utføringsform kan klebemidlets virkning suppleres ved å innføre en passende slagloddelegering

mellom de potensielt tilgrensende partier av råbåndet og lederen.

Slagloddelegeringen kan hensiktsmessig tilsettes i partikkelform, fortrinnsvis for-blandet med et loddemiddel, og kan bestå av en kopper/nikkel- eller kopper/jern-legering eller en hensiktsmessig legering med sølv som kan smelte og danne en effektiv skjøt ved de anvendte sintringstemperaturer.

En utføringsform av oppfinnelsen skal nå beskrives

nærmere under henvisning til tegningen som skjematisk viser et an-tall stasjoner i et apparat for fremstilling av jernbånd fra pulver .

Apparatet på tegningen omfatter en stasjon generelt angitt ved 2, ved hvilken en masse (slurry) 4 bestående av jern-pulver og metylcellulose-bindemiddel holdes i en egnet beholder for avsetning på et nøytralt underlag. Massen kan være av den art som er angitt i førnevnte britiske patentsøknad nr. 43852/75 og hensiktsmessig utgjøre multipler av 300 g metylcellulose behandlet med glyoksyl som en oppløselighetsinhibitor sammen med 12 liter vann som inneholder spesielle masse- og fuktemidler.

Ved stasjonen 2 overføres massen 4 ved hjelp av et par valser 6 og 8 til en påføringsvalse 10 som er innrettet for jevn påføring av masse i valgt tykkelse og bredde på partiet 12 til et endeløst belte 14 av inert eller nøytralt metall f.eks. syrefast stål, som er ført i løkker rundt tromler 16 og 18. En drivinnretning koplet til minst én av tromlene driver beltet gjennom en tørkeovn 20 innrettet til først å gele og deretter drive ut vann fra massen, idet denne kommer ut av ovnen som et bøyelig og

selvbærende bånd som kontinuerlig kan "skrelles" av den for-be-handlende og polerte overflate på beltet 14.

Ved stasjon 22 føres metallbåndet til klemspalten mellom et par valser 24, 26 innrettet til å frembringe det første komprimeringstrinn i et råbånd som kommer ut nedstrøms av klemspalten med driftshastighet (on-line velocity). For å føre råbåndet gjennom sintringsovnen 30, som er antydet som en sveveovn, innføres først en leder av konvensjonelt kaldvalset bånd slik at det strek-ker seg til et punkt nær valsene 24, 26. En roteringsinnretning 36 som er hensiktsmessig opplagret for nedlegning av enkeltvise langs-gående striper av klebemiddel er innrettet til å avgi en avmålt

mengde vandig natriumsilikat på det parti av den øvre overflate på lederen som vil ligge under for-enden til råbåndet som kommer ut fra valsene 24 og 26. Silikatet er valgt slik at det passer til råbåndets porøsitet og slik at man oppnår tilstrekkelig klebevirkning så hurtig som mulig.

Ved overlapningspunktet er lederen blitt aksellerert ved hjelp av drivvalseparene 32 og 34 som er anordnet henholdsvis ved motsatte ender av ovnen 30, for å oppnå tilpasset hastighet og unngå spenninger i råbåndet når dette klebes til lederen ved hjelp

av silikatet.

Etter den innledende kontakt bringer valsene 32 enden på lederen til fast anlegg mot råbåndets for-énde og øker både det areal over hvilket forbindelsen frembringes og det areal over hvilket vann absorberes fra natriumsilikatet som avgis av dose-ringsinnretningen 36.

Selv om det.er vanskelig å angi porøsiteten i en spesiell råbånd-prøve fra en spesiell masseblanding, og således vanninnholdet i silikatet, har en funnet at natriumsilikat som inneholder 62 vektprosent vann kan oppvise tilstrekkelig klebevirkning i løpet av det tidsrom som foreligger når råbåndet beveger seg med en driftshastighet på 30 meter pr. minutt.

I sintringsovnen 30 mister silikatet hurtig ytterligere vann og danner et glass som virker til å opprettholde forbin-deisen mellom båndet og lederen. Det forholdsvis tynne silikat-glasslaget som fremkommer som følge av kompresjon ved valsene 32 er i de fleste tilfeller tilstrekkelig til å hindre brudd når forbindelsen passerer gjennom klemspalten mellom drivvalsene 34. Ethvert tilløp til brudd kan imidlertid reduseres ved ytterligere bruk av et fyllmiddel eller ved bruk av de førnevnte loddeteknik-ker.

Det skal forståes at selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med natriumsilikat kan ethvert alkalimetall,

silikat eller faktisk enhver vandig ikke-flyktig blanding som er istand til å frembringe klebeegenskaper ved tap av vann anvendes. Det skal videre forståes at selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med en sveveovn kan sintrering også frembringes med en ovn av konvensjonell type, uten å avvike fra oppfinnelsesomfan-get .

Ved bruk av oppfinnelsen unngår man behovet for mekanisk befestigelse av råbåndet til en leder som beveger seg med samme hastighet og følgelig minskes de spenninger som de tidligere foreslåtte mekaniske fremgangsmåter medfører. Selv om en leder av kaldvalset bånd er beskrevet kan ethvert hensiktsmessig stivt ele-ment anvendes for å understøtte og styre metallbåndet.

Det skal også forståes at selv om forbindelsen er generelt beskrevet i forbindelse med bruken av en doseringsinnret-ning for påføring av tilmålte mengder silikat i klebeøyemed, kan forskjellige organer for påføring av klebemiddel anvendes. F.eks. har man funnet en luftfri sprøyteteknikk spesielt anvendbar for å4overvinne vanskelighetene som oppstår ved påføring av klebemiddel,

og denne teknikk er spesielt fordelaktig ved forholdsvis store anlegg.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for å feste metallbånd fremstilt av metallpulver til en innretning ved hjelp av hvilken en båndende kan understøttes for å styres langs en forutbestemt bane, karakterisert ved at det mellom overlappende partier av innretningen og båndenden innfø res en vandig blanding med et vanninnhold som kan absorberes av båndet i tilstrekkelig grad til at blandingen kan frembringe den nødvendige klebevirkning for un-derstøttelse og/eller styring.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at metallbåndet understøttes for styring gjennom en opphetingsovn og at den vandige blanding er ikke-flyktig ved . de i ovnen frembragte temperaturer.

3. Fremgangsmåte som anbitt i krav 2, karakterisert ved at den vandige blanding innbefatter et materiale som kan gi øket bø yelighet til forbindelsen mellom båndet og under-støttelses innretningen .

4. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den vandige- blanding er et alkalimetall-silikat.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at silikatet innbefatter et tilsetningsstoff som kan frembringe geling.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at alkalimetallsilikatet er natriumsilikat.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at silikatet innbefatter polyhydrisk alkohol.

8. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 4-7, karakterisert ved at silikatet innbefatter et inorga nisk leiresilikat.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at det inorganiske leiresilikat er opptatt i konsentrasjoner opptil 50 vektprosent av den vandige blanding.

10. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 4-9, karakterisert ved at silikatets pH-verdi er justert til å befordre geling.

11. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den vandige blanding er utspredd på den oppadvendte overflate til understøttelsesinnretningen.

12. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert , ved at en slagloddingslegering er inn-ført mellom tilgrensende overflater på metallbåndet og understøt-telsesinnretningen, slik at det dannes en ytterligere forbindelse under oppheting.

13. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at båndet og understøttelsesinnret-ningen beveges med tilnærmet tilpassede hastigheter under sammen- klebingen ved hjelp av den vandige blanding.

14. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at metallbåndet er av jern eller en jernlegering.