MSZAKI TUDOMNYOS FZETEK 2

PLFALVI ATTILA

PORKOHSZAT

AZ ERDLYI MZEUM-EGYESLET KIADSA KOLOZSVR 1993

E EM

Az Erdlyi Mzeum-Egyeslet Mszaki Tudomnyi Szakosztlynak

kiadvnyai

Szerkeszti Jenei Dezs

Kszlt a Reformtus Egyhz Miszttfalusi Kis Mikls Sajtkzpontjnak nyomdjban

Felels vezet Tonk Istvn

E EM

Bevezets

Porkohszat a modern technikban

A porkohszat a korszer techniknak egy viszonylag j s igen fontos ga, amelyik az utbbi vtizedekben ltvnyos fejldsen ment t, fleg termkeinek mszaki s gazdasgi elnyei, valamint egsz sor j, klnleges tulajdonsgokkal rendelkez anyag ellltsnak lehetsge miatt. A fmporokat s az ezekbl kszlt anyagokat s termkeket egyre szlesebb krben hasznljk a gpgyrtiparban, a vegyiparban s a festkek gyrtsban, az elektrotechnikai s elektronikai iparban, de szmos, ltszlag igen tvol ll terleten is, mint pldul egyes mezgazdasgi magok mgneses tiszttsra, vagy az ptiparban elterjedten alkalmazott habbeton (BCA) gyrtsnl. rdemes megjegyezni, hogy az autk, varrgpek, magnetofonok, videokazettofonok, elektromos hztartsi gpek, rdik, televzis vevkszlkek, elektromos mrkszlkek, de mg az rraktk korszer gyrtsa sem kpzelhet el a fmporokbl kszlt specilis anyagok s termkek felhasznlsa nlkl.

A porkohszat egyre szlesebb alkalmazsval jelents megtakartsokat lehet elrni a fmek felhasznlsa tern, klns tekintettel a drga vagy nehezen beszerezhet fmekre; visszanyerhetv s jrafelhasznlhatv vlik egsz sor anyag s hulladk, igen elnys felttelek kztt; sok anyag s specilis termk importja cskkenthet, s ami taln a legfontosabb, jelentsen javthat szmos gp, mszer s berendezs minsge, ezek mszaki paramterei s zembiztonsga, amelyek gy sokkal keresettebbekk s versenykpesebbekk vlnak a hazai s klfldi piacokon.

A zsugortott (szinterizlt) termkek gyrtstechnolgija alapveten klnbzik a klasszikus kohszaton alapul gyrtsi eljrsoktl, ahol a megolvasztott fmek s tvzetek ntse tjn nyert flgyrtmnyokbl hengerelssel, kovcsolssal vagy klnbz szerszmgpeken vgzett, igen sok mveletet ignyl s nagyon kltsges forgcsol megmunklssal jutnak el a vgtermkig. Porkohszati ton val gyrtsuk sorn a vgtermkekig a fmek vagy tvzetek megolvasztsa nlkl jutunk el. Nincs szksg teht ntsre, hengerelsre, eszterglsra, gyalulsra, marsra, frsra, nem kpzdik ekzben fmforgcs, nincsenek anyag vesztesgek, ami vgs soron igen jelents fm-, id- s munkamegtakartshoz vezet, szabadd tve a drga szerszmgpek megmunkl kapacitsnak jelents rszt is ms gyrtmnyok ellltsra.

A porkohszati technolgia alkalmazsnl klnbz mdszerekkel elszr is a szksges fm- s tvzetporokat kell ellltani, amelyeket adagols s homogenizl kevers utn tmrt sajtolssal megfelel aclmatrickban flksz darabokk alaktanak, s ezeket zsugortsnak vetik al, ami nem ms, mint specifikus hkezels vdgz atmoszfrban. Ezen a rvid s igen egyszer ton el lehet jutni a kvnt alak s mret gpalkatrszekig, amelyek fellete is nagyon j minsg, teht kzvetlenl beszerelhetk a gyrtott gpekbe s berendezsekbe. A zsugorts hmrsklete mindig alacsonyabb kell hogy legyen az adott fm vagy az adott porkeverk f alkotjnak olvadspontjnl. A zsugorts utn egyes esetekben mg ms befejez mveleteket is szoktak alkalmazni (kalibrl sajtols, a porzus termkeknek olajjal val titatsa, megolvasztott fmekkel trtn impregnls, hkezels, termokmiai kezels stb.).

A porkohszati ton gyrtott anyagok s termkek kmiai sszettele igen pontos s egyenletes. Ennek megfelelen tulajdonsgaik is llandak s az elrsoknak megfelelek. Sok esetben lehetv vlik a nehezen hozzfrhet s drga anyagok olcsbbakkal trtn helyettestse. Ms esetekben olyan termkeket lehet ellltani, melyek a klasszikus kohszati eljrsokkal nem gyrthatk, mint pldul a volfrm, a molibdn s rz-volfrm alap ltvzetek, a villamos gpeknl hasznlt rz-grafit alap ramszedkefk stb. A porkohszat egyik klns s jellemz elnye az, hogy lehetv

3

E EM

teszi a kvnalmaknak pontosan megfelel s irnythat prushlzattal rendelkez porzus anyagok s termkek gyrtst, amelyek tulajdonsgai ezltal szles hatrok kztt vltoztathatk. gy a porzus csapgyak olajjal titatva nkenkk vlnak, s hossz vekig mkdhetnek tkletesen minden utlagos olajozs vagy kens nlkl a klnbz kszlkekben s gpekben, mint pldul az irodagpek, kis villanymotorok, ventiltorok, mezgazdasgi kisgpek, magnetofonok, lemezjtszk, videokazettofonok, mosgpek, villanyborotvk stb.

Msik fontos elnye a porkohszatnak, hogy a gyrtstechnolgiban messzemenen univerzlis gpeket s berendezseket hasznlnak (malmok, homogeniztorok, prsek, zsugortkemenck, olajjal titat berendezsek), s gy a termkek vltsnl kizrlag csak a prsel s kalibrl szerszmokat kell cserlni. A termelsben szksges mveletek egyszersge lehetv teszi a gyrts majdnem teljes gpestst, automatizlst s robotizlst minimlis munksltszm foglalkoztatsa mellett. gy a munka termelkenysge ezekben a gyrakban szokatlanul magas, s lehetv vlik olcs, nagy sorozat ipari ellltsa a pontos s j minsg gpalkatrszeknek s ms porkohszati termkeknek. Az automata prsek 2530 nyersdarabot sajtolnak a porkeverkbl percenknt, ami hrom vltsra szmolva tbb mint 40 000, sokszor elg kompliklt alkatrsz legyrtst teszi lehetv naponta, mindssze ngy vagy t munkssal.

A porkohszati anyagok s termkek felhasznlsval s beszerelsvel jelentsen javthatk a gpek, mszerek s berendezsek mszaki jellemzi, cskkenthet a slyuk, olcsbbak lesznek, s nvelhet a versenykpessgk.

A felsorolt elnyk mellett a porkohszat alkalmazsi lehetsgeit a gpgyrtsban korltozza a fmporok viszonylag magas ra s a bonyolult sajtol s kalibrl szerszmok nagy gyrtsi kltsgei, amelyek csak nagyobb sorozatban trtn termk-ellltsoknl fizetdnek ki. Az elllthat munkadarabok s termkek mreteit a rendelkezsre ll vagy beszerezhet mechanikus s hidraulikus prsek maximlis nyomereje hatrolja be. Msik, a tervezsnl figyelembe veend szempont, hogy a fmporokbl gyrtott gpalkatrszek ltalban nem olyan tmrek, mint az nttt vagy sllyesztkben kovcsolt darabok, s ha nagyobbra kell belltani a porozitsukat, ezzel arnyosan cskkennek a szilrdsgi tulajdonsgaik.

E EM

Fmporok gyrtsa

A vilg szmos orszgban egyre nagyobb jelentsggel br j gyrtsi technolgia, a porkohszat alapanyagt a fmporok kpezik. A legnagyobb mennyisgben a vasporokat hasznljk fel, vilgviszonylatban vi tbb szzezer tonns mennyisgben.

A porok anyaga lehet egy tiszta fm, egy tvzet vagy egy fmvegylet (karbid, nitrid, borid, oxid stb.). Sok esetben a porkeverkhez nemfm-porokat is adagolnak (grafit, cinkszteart kenanyagknt stb.). A keverk sszettelt a kitztt cl s a kszre zsugortott anyag megkvnt tulajdonsgai hatrozzk meg.

A fmporokat alkot szemcsk mretei tg hatrok kztt vltozhatnak, de a gyakorlatban ezekre a clokra az egy ezredmillimter (1 /xm) s a 0,4 mm-es hatrok kztti porokat alkalmazzk.

A mai ipari gyakorlatban szmos mdszer szerint gyrtanak fmporokat, s gy ezek kmiai sszettelk, tisztasguk s fizikai, illetve technolgiai tulajdonsgaik szerint igen klnbzek, ami lehetv teszi, hogy minden felhasznlsi terletre a legmegfelelbb port lehessen kivlasztani.

A porok ellltsi mdszereit kt csoportba lehet osztani: mechanikai mdszerek (forgcsols, rls klnbz tpus malmokban, megolvasztott fmek s tvzetek porlasztsa stb.) s fizikai-kmiai mdszerek (fmek reduklsa oxidjaikbl, vizes oldatok elektrolzise, solvadkok elektrolzise, fmkarbonilok hbontsa stb.).

A forgcsolst kzvetlen fmporgyrtsra nagyon ritkn hasznljk, annak ellenre, hogy a forgcsol megmunklsnl risi mennyisgben keletkez hulladk olcs nyersanyag lehetne a fm- s tvzetporok gyrtshoz rlssel vagy ms mdszerekkel. Mivel itt a gyakorlatban sok nehzsg s htrny jelentkezik, a mai szmtsok szerint a fmforgcsokbl kiindul porgyrts nem kifizetd.

A golysmalmokban val rlst (1. bra) gyakran alkalmazzk a viszonylag trkeny anyagok, fmek s eltvzetek aprtsra (klnbz ferrotvzetek, Al-Fe s Al-Si-Fe tvzetek, karbidok, valamint az elektrolzis tjn nyert porzus vagy trkeny katdlemezek). A puha s szvs fmeket s tvzeteket elzleg folykony fzisbl

1. bra. Golysmalom: 1 vdburkolat; 2 rldob; 3 zrajt; 4 golyk s az rlend tltet; 5 meghajt fogaskerk; 6 gumival titatott porfog vszontml; 7 szllttartly; 8 kocsi; 9 snpr.

5

E EM

porlasztjk, s azutn rlik a kvnt finomsgra (pldul a finom alumniumporok gyrtsnl). Finom porok gyrtsnl sokkal jobb hatsfokkal dolgoznak a vibrcis golysmalmok (2. bra), ahol a rugalmasan felfggesztett rldob rezg mozgst vgez 9003000-es frekvencival s nhny mm-es amplitdval (kilengssel). Ilyen malmokban rlik a nagyon finom alumnium-, volfrm-, karbid- s titnkarbidporokat, valamint a ferrit- s vasoxidporokat a zsugortott mgnesek, illetve magnetofonszalagok gyrtshoz, a kermia- s grafitporokat stb. jabban kezdtk alkalmazni szlesebb krben a planetris golysmalmokat s az attritorokat is.

4

2L

r. 2. bra. Vibrcis golysmalom: 1 meghajt motor; 2 rugalmas sszekapcsol tengely; 3 rldob; 4 tlt s rt ajt; 5 excentrikus sllyal elltott tengely; 6 spirlrugs feliggeszt rendszer; 7 malomtest; 8 golyscsapgy.

A folykony fzisbl trtn porlaszts elvt a 3. bra mutatja be. Itt a vkony, olvadt fmsugarat, amelyik egy kermia fvkn folyik ki, magasnyoms leveg-, gz- vagy vzsugrral tmadjk meg, s az gy keletkez igen finom fmcseppek megszilrdulva a porlasztkamra aljn lev vzben rakdnak le iszap formjban. A knnyen oxidld fmek esetben clszer argont vagy ms nemes, illetve semleges gzt alkalmazni. A korszer, nagy kapacits ipari porlasztberendezsekben igen magas nyoms (100180 daN / c m 2 ) vzzel porlasztanak a legtbb esetben. Nagy elnye ennek a ma mind szlesebb krben alkalmazott eljrsnak, hogy rnknt 310 tonna por is legyrthat egy porlaszttoronyban.

A fmoxidok reduklsa magas hmrskleten, szilrd vagy gznem redukl kzeg alkalmazsval, szintn igen elterjedt mdszer a klnbz fmporok gyrtsra. gy gyrtjk vasoxidokbl a vasporok kzel 50%-t s a legtbb Ni, Cu, Co, W, Mo stb. port is. A nagy tisztasg fmporokat hidrognnel redukljk, s ezekbl gyrtjk azutn a volfrmot, a molibdnt, a lgy s kemny mgnesanyagokat, valamint a kemnyfmeket.

A nagy tisztasg mellett a reduklt porok f elnye a porszemcsk szivacsos szerkezete ltal biztostott igen nagy prselhetsg.

Az elektrolzis mdszernl fmsk vizes oldatn vagy ezek olvadkn keresztl egyenramot vezetnek t, s ennek hatsra megfelel krlmnyek kztt a fm nagy kmiai tisztasg porzus rteg vagy direkt fmpor alakjban vlik ki a katdon. Vizes oldatokbl leginkbb rz-, vas-, n-, ezstporok kszlnek. Fmsolvadkok elektrolzise tjn tantl-, nibium-, trium-, cirknium- s urnporokat gyrtanak. Az gy nyert fmporok minsgt s tulajdonsgait elssorban az elektrolit sszettele, koncentrcija s hmrsklete, valamint az alkalmazott elektromos ramsrsg hatrozza meg. A szemcsk alakja itt legtbbszr dendrites, a szivacsos szerkezet j prselhetsget biztost, s a porok kmiai tisztasga igen nagy. Ezen tulajdonsgokbl kvetkezik, hogy a sajtolt nyersdarabok zsugorthatsga is igen j. Az annyira jelents rzporok ipari gyrtsnl

6

E EM

porlas/tkamra

vz

fmpor- iszap

3. bra. Porlasztberendezs.

az elektrolzis a vilgviszonylatban is legelteijedtebb eljrs. Ezzel szemben a vasporok esetben ritkn alkalmazzk a por igen magas ra miatt. gy csak specilis, nagy tisztasg vasporokat gyrtanak kis mennyisgben, fknt az ignyes mgnesanyagok ellltsra.

A karbonil mdszer esetben a vas- vagy nikkelkarbonil, illetve ezek keverknek hbontsval lltjk el a nagy tisztasg s nagyon j minsg vas-, nikkel- vagy vas-nikkeltvzet porokat, amelyek nagyon elnys tulajdonsgokkal rendelkeznek s igen keresettek, klnsen egyes mgneses anyagok gyrtsnl.

Az mlesztett porkeverket klnbz formz mdszerekkel lehet tmrteni. Az alkalmazott nyoms nagysgtl fggen a fmporokbl egy tbb-kevsb szilrd testet kapunk (nyers munkadarab), melynek tmrsge fgg a formzs konkrt technolgiai krlmnyeitl. A formzssal biztostani kell egy megfelel alaktartssgot, hogy a nyers munkadarab kibija a kzbens szllt- s trakmveleteket, egszen a zsugort kemencbe vial beraksig. A tmrt mvelet utn a nyersdarab alakja s mrete, a zsugorodsi s kalibrlsi rhagysok figyelembevtelvel, meg kell hogy feleljen a ksztermk alakjnak s mreteinek.

A porbl formzott nyersdarabok tmrsge s mechanikai szilrdsga ersen fgg a keverk sszelltshoz felhasznlt porok fizikai s technolgiai tulajdonsgaitl, a tmrt nyoms nagysgtl, a prsel erk alkalmazsnak mdjtl (egyoldal,

Fmporok sajtolsa aclszerszmokban

7

E EM

ktoldal vagy minden irnybl hat sajtols), a munkadarab alakjtl s mreteitl, a tmrtshez felhasznlt kenanyag hatkonysgtl s a formzs hmrsklettl (hideg-vagy melegformzs).

A fmporok vagy keverkek tmrtse, sajtolsa s a nyers munkadarabok ellltsa legtbbszr aclmatrickban (prsszerszmokban) val sajtolssal trtnik, de alkalmaznak klnleges formzsi technolgikat is, mint a fmporkeverkek melegsajtolsa, izosztatikus sajtolsa, hengerlse, extrudlsa (rdsajtolsa), robbantsos tmrtse stb. Bizonyos esetekben a vgtermket elzetes sajtols nlkl is el lehet lltani: a porbl s megfelel folyadkbl ksztett ppet (fmpor szuszpenzit) gipszformkba ntik, a porkeverket egyszeren beszljk a megfelel alak s mret zsugortformkba, a porkeverket a formkban vibrlssal tmrtik stb.

Gpalkatrszek gyrtsnl rendszerint a fmporkeverk acl sajtolszerszmban trtn prselst alkalmazzk, mivel ez a mdszer kpes a legjobban biztostani a megkvetelt nagy mretpontossgot, a nha elg kompliklt alak darabok ltrehozst, a felletek szksges minl jobb minsgt, a flttlenl megkvetelt nagy termelkeny-sget, s ez a gyrtsi folyamat a legknnyebben gpesthet, automatizlhat s roboti-zlhat.

por-artaly

jeiso blyeg /oreset /nunkocCatn

ajLsc> belyeg

4. bra. Az nmkd formz prsek mkdsi elve.

Leng tolto berende2e$

. -fels hetyeg

g f y4> prseit atioisz

ftk ct/so oetyeg

5. bra. Az egyoldal sajtols elve.

Az egy munkadarab saj tolshoz szksges fmpormennyisg beadagolsa a prsszerszmba elvgezhet automata mrlegen trtn bemrssel, de ez a mdszer sorozatgyrtsnl nem elg operatv, vagy gynevezett trfogattltssel, ahol a nagy termelkenysg automata prsek el vannak ltva egy nmkd adagolberendezssel. A 4. brn bemutatott elv alapjn ez az adagolberendezs tlti meg mindig pontosan egyformn a szerszmreget, s ugyanakkor flretolja az elzleg kszre sajtolt s a szerszmbl mr kitolt (kidobott) nyers munkadarabot, majd visszahzdva lehetv teszi a tulajdonkppeni saj tolst.

Az egyoldal sajtolsnl az als blyeg nem mozog (5. bra), s csak a fels blyeg tmrti a beadagolt pormennyisget, de az gy prselt nyers munkadarabban a srsg nem elgg egyenletes. Mind a srsg, mind a kemnysg fokozatosan cskken az aktv (mozg) blyegtl val tvolodssal. Ennek a tmrsgben mutatkoz egyenltlensgnek az oka a porszemcsk s a sajtolszerszm bels fala kztt fellp srlder, amelyik fkezi prsels kzben a por lefele trtn mozgst, illetve tmrdst. Mivel ez a htrnyos srsgklnbsg n a sajtolt munkadarab nvekv magassgval, az ipari gyakorlatban az egyoldal saj tolst csak az egszen kis darabmagassgoknl alkalmazzk.

8

E EM

^ -fels hetyeg

Jfejoeny

.feselt ctUcairsz

ctlso

ru9

6. bra. A ktoldal sajtols elve. 7. bra. Kemnyfm blssel elltott ktoldal sajtolszerszm: 1 fels blyeg; 2 mozg kpeny; 3 als blyeg; 4 rug; 5 hastott kitolgyr.

A ktoldal sajtolsnl (6. s 7. bra) a szerszmba beadagolt pormennyisghez viszonytva mindkt blyeg egyenl sebessggel kzeledik, biztostva a srsg s a kemnysg sokkal egyenletesebb eloszlst a prselt munkadarab magassgnak klnbz pontjain mrve. Itt a maximlis srsg a darab als s fels rszn jelenik meg, majd a magassg kzepe fel fokozatosan cskken, s a minimlis rtket a nyersdarab kzps znjban ri el. Ezzel a sajtolsi mdszerrel azonban gyakorlatilag elfogadhatan homogn srsget lehet biztostani akkor is, ha a nyersdarab h magassga nagy a D tmrhz viszonytva. Itt a h/D viszony rtke maximlisan elrheti a 24-es megengedhet arnyt is.

A szksges sajtolsi nyomsok ltalban igen nagyok, 3 s 8 tonna per ngyzetcentimter kztt mozognak, ami tulajdonkppen 38 ezer atmoszfra nyomst jelent! Ezrt a sajtolszerszmok igen nagy ignybevteleket kell hogy elviseljenek, s a kopsuk elg nagy, mg akkor is, ha igen kemny, tvztt s gondosan hkezelt szerszmaclbl kszlnek s a saj tolsra elksztett porkeverkbe ktelezen srldscskkent adalkot visznek be.

A 8. brn kt klnbz fmpor prselhetsgt megad sajtolsi grbe lthat. A sajtolsi nyoms nvelsvel az elrt srsg egyre nagyobb, s a grbk aszimptotikusan kzelednek egy vzszintes szaggatott vonallal megrajzolt egyeneshez, amelyik a tmr fm vagy tvzet elmleti (100%-os) srsgt adja meg, s ahol a sajtolsi tmrsg (CP) 100%-os lenne, illetve ahol a sajtolsi porozits (Pp) rtke nulla szzalkig cskkenne. Ezt az eredmnyt a valsgban mg risi nyomsok alkalmazsval sem lehet elrni, de tulajdonkppen nincs is r szksg. Az elbbi brn a II-vel jellt por prselhetsge sokkal rosszabb, mint az l-es por, teht ugyanolyan sajtolsi nyomssal csak kisebb srsg rhet el, illetve ugyanazt a prselsi srsget csak jval nagyobb nyoms alkalmazsval lehet megvalstani.

9

E EM

1E

~ 100- 0

75- 25

50-50

25-75

0J100 0 3 5 8 | 10 i 15 20

Sojfolofujom^ MN/m2(t/cm2)

8. bra. Sajtolsi diagram kt klnbz prselhetsg fmpor sajtolsi grbjvel.

A szksges F sajtolsi er brmely esetben knnyen kiszmthat, ha az ismert sajtolsi srsg alapjn a porkeverk ksrletileg meghatrozott sajtolsi grbjrl leolvassuk a szksges sajtolsi nyomst (Pp,t/cm2, vagy MN/dm2), s felhasznljuk az ismert sszefggst:

ahol az ert tonnkban kapjuk, ha a sajtolt darab prselsi irnya merleges S keresztmetszett critf-ben s a nyomst t/cm2-ben helyettestjk be a kpletbe.

A sajtolt nyersdarabot a prsszerszmbl az als blyeg emelsvel toljk ki. Ennek mretei a szerszmbl val kitols utn a bels rugalmassgi erk hatsra nvekednek (visszarugzs). A magassgi mretek jobban nnek (~0,5%), mint az tmr (0,150,30%). Ez a nvekeds nagyobb mrtk a kemny fmporokbl prselt daraboknl, mint a lgy, kplkeny porokbl sajtolt munkadarabok esetben. A sajtolszerszmok tervezsnl termszetesen ezeket a mretnvekedseket pontosan szmtsba kell venni.

Az egyoldal saj tolsnl a prselt munkadarab tmrsgben mutatkoz egyenltlensgek igen nagyok. A ktoldal, legltalnosabban hasznlt sajtolsnl a tmrsg jval egyenletesebben oszlik el a darab klnbz pontjain. Mg sokkal egyenletesebb tmrsg munkadarabokat s termkeket lehet gyrtani az izosztatikus (hidrosztatikus) sajtols alkalmazsval, ahol a nyoms minden oldalrl egyformn hat. Itt a szksges fmpormennyisget egy vkony fal, rugalmas formba adagoljk be, s ezt lgmentesen lezijk, majd az egszet egy nagyon vastag fal nyomkamrba helyezik (9. bra). A kamra tkletes lezrsa utn egy igen nagy nyoms pumpval a szabad teret folyadkkal tltik fel, s a vgnyomst 36 MN/dm2-ig nvelik (36 ezer atmoszfra!).

F = Pp.S,

Fmporok izosztatikus sajtolsa

10

E EM

mdszerrel.

gy a hatalmas sajtolsi erk egyenletesen hatnak minden irnybl a Pascal-trvny alapjn, ami az igen egyenletes sajtolsi srsgek ltrehozst biztostja.

Mivel ennl a tmrtsi technolginl a porszemcsk kztti leveg sajtols kzben nem tvozhat el, a porral tlttt rugalmas formbl a levegt elzleg ki kell szivattyzni, s ezt kveten a formt tkletesen le kell zrni.

Az izosztatikus sajtolshoz szksges berendezs egszben vve elg kompliklt, knyes s igen drga. Mgis egyre teijed ez a sajtolsi technolgia, mert egy egsz sor elny szrmazik az alkalmazsbl: nagy s igen egyenletesen eloszl sajtolsi srsg; a knnyen hozzfrhet anyagokbl (gumi, kplkeny manyagok stb.) kszlt formk ra igen alacsony, s ezek tbbszr is felhasznlhatk; az izosztatikus berendezs univerzlis, benne, egy megadott maximlis mret alatt, brmilyen termk nyersdarabja elllthat; a darabok mrtani alakja igen kompliklt is lehet, s mreteik is a porkohszatban szoksos maximlis mreteket messze meghaladhatjk (a magassg egy mter fltti is lehet, ami a rendes, matrickban val sajtolssal elrhetetlen); a vgtermkek mechanikai-fizikai-technolgiai tulajdonsgai rendkvl jk, s a darab minden pontjban majdnem teljesen homognek. Ennek a sajtolsi technolginak is termszetesen vannak htrnyai: a termkek forma- s mretpontossga nem a legjobb; a termk felletnek finomsga is elg gyenge; az eljrs termelkenysge, sszehasonltva az automata prsek igen magas termelkenysgvel, kicsi.

A hideg izosztatikus sajtolsnl (CIP) a nyomst tad kzeg lehet vz, olaj vagy glicerin; a meleg izosztatikus saj tolsnl (HIP) erre a clra magas hmrsklet nemesgzokat vagy fmolvadkokat hasznlnak. Ezen utbbi mdszernl a sajtols s a zsugorts egyidejleg megy vgbe, s ezltal ms technolgikkal megvalsthatatlanul nagy tmrsget tud biztostani, ami ersen megkzelti a 100%-ot. Termszetesen itt a lgmentesen zr rugalmas formkat nem lehet gumibl kszteni, hanem vkony inox acllemezbl alaktjk ki azokat.

11

E EM

Az izosztatikus porsajtolsnak egy sokkal olcsbb s egyszerbb vltozata a robbantsos mdszer (9. bra, b), ahol a sajtol nyoms igen gyorsan n a kvnt maximlis rtkre.

A hideg izosztatikus sajtols utn a munkadarabokat rendes zsugortsnak kell alvetni, ami a melegsajtols utn nem szksges.

Izosztatikus sajtolssal gyrtjk napjainkban a legnagyobb mret, de rendszerint egyszer alak porkohszati termkeket, fltermkeket s munkadarabokat (blokkok, rudak, csvek, vastag lemezek stb.). gy gyrtjk a nagy, molibdnbl kszl termkeket is a raktahajtmvek s ms specilis berendezsek szmra.

Fmporok hengerlse

A fmporok feldolgozsnak, vagyis a porkeverk formzsnak s a nyersdarabok ellltsnak rdekes vltozata a hengerls. Itt a port kt, egymssal szembe forg henger kz adagoljk, amelyek a srldsi erk hatsra maguk kz hzzk s egy

10. bra. A fmporok hengerlsnek elve: a kt vzszintes skban elhelyezett henger kztt; b a iggleges skban elhelyezett hengerek, grbe tlcsres adagolssal; c oldalirny adagols csigval; d bimetall szalag hengerlse kettvlasztott tlcsrrel; e hromrteg szalag hengerlse fmporokbl; 1 hengerek; 2 adagol tlcsrek s kszlkek; 3 elvlaszt lemezek a tlcsrekben; 4 a hengerelt flgyrtmny; 5 bimetall (kettsfm) szalag; 6 hromrteg, plattrozott szalag.

12

E EM

folyamatosan kilp, kis vastagsg fltermkk sajtoljk (10. bra, a, b, c). A hengerelt szalag tmrsge kicsi, s nyers llapotban mg igen trkeny. Mivel zsugorts utn is elg nagy a termk porozitsa, ha nagy tmrsg vgtermkre van szksg, tbb lpsben jra kell hengerelni. Meleg jrahengerlsekkel teljesen prusmentes szalag vagy lemez is gyrthat. A zsugortott, de jra nem hengerelt, nagy porozits szalag elnysen hasznlhat fel szrelemek gyrtsra.

A porhengerlsnek igen jelents vltozata az ikerfm (bimetall) szalagok s tbbrteg, plattrozott szalagok gyrtsa. Az adagol tlcsrt itt kt vagy tbb rszre vlaszt lemezek kz klnbz fmporokat tltve (10. bra, d, e) a sajtolt szalag kt-vagy tbbrteg zsugortott termk ellltst biztostja.

A hengerelt nyers szalag tulajdonsgai a hengerek tmrjtl s ezek felleti rdessgtl, a belltott szalagvastagsgtl, a felhasznlt porkeverk tulajdonsgaitl s klnsen ennek folykonysgtl fggenek. A porhengerlsi sebessg ltalban nem nagyobb 1020 m/perc-nl. \

Az eljrs mszaki s gazdasgi elnyei: kis vastagsg, megfelel szlessg s nagy hosszsg termkek gyrtsnak lehetsge; nagy tisztasg s pontosan garantlt kmiai sszettel zsugortott termk gyrtsa; az egyenletes s kvnt finomsg porozitst szles hatrok kztt lehet vltoztatni; a fm felhasznlsi foka kzel 100%-os; a szksges beruhzsi kltsgek nem tl magasak; a technolgia folyamatos s knnyen automatizlhat.

Nhny plda illusztrlhatja a sokirny felhasznlsi lehetsgeit ezen termkeknek: specilis szalagok s lemezek a gpgyrt, elektrotechnikai s elektronikai ipar szmra (bimetall szalagok hmr s hszablyoz berendezsekbe, kemence-ftelemek, elektrongy-elemek a TV-kpcsvek gyrtshoz s ms elektroiisugr-nyalbbal mkd berendezsekbe, porzus akkumultor- s galvnelem-elektrdk), ktoldalrl vkony fmrteggel vdett, hengerelt lemezek s szalagok (nikkel vagy rz borts vas-s acllemezek), zsugortott nken fmrteggel hengerelt aclszalagok srldcsapgyak nagy sorozat gyrtshoz, porzus fmlemezek klnbz szrk, szrtk, prologtatk s lebeggyas berendezsek gyrtshoz stb.

Porkohszati sajtolgpek s szerszmok

A fmporokbl s porkeverkekbl ellltott zsugortott anyagok s termkek gyrtsnak egyik legfontosabb fzisa a porok saj tolsa a vgtermkkel kzel azonos formj s mret nyersdarabokk. Az alkalmazott nagy teljestmny mechanikus s hidraulikus prsek univerzlisak, vagyis nagyon sok nyersdarab- s termkflesg gyrtst teszik lehetv a sajtol- vagy kalibrlszerszmok arnylag egyszer cserje tjn. Ezen szerszmok viszont csak egyetlen tpus termk sorozatgyrtst biztostjk. Mivel a sajtolszerszmok ra a nagy pontossg s a drga tvztt s gondosan hkezelt aclok felhasznlsa miatt igen magas, knnyen rthet, hogy a porkohszat technolgija csak a nagyobb sorozatok gyrtsnl vlik kifizetdv (legkevesebb 520 ezer darab venknt).

A mechanikus, nmkd porkohszati prseket kisebb mret darabok nagy vagy igen nagy sorozat gyrtsnl alkalmazzk kiterjedten, mivel ezeknek a prseknek van a legnagyobb termelkenysge [1030 darabot prselnek percenknt, ami 24 rra szmolva 14 50043 000 nyers munkadarabot jelent naponta, vagy egy hnapra mintegy 1 300 000, illetve egy vre (300 napra) majdnem tizenngy millit jelent ngy sajtol segdmunks alkalmazsval]. Ezen mechanikus sajtk meghajtsa lehet btyks (11. bra), krhagys, knykstengelyes, csuklrudas vagy ezek bizonyos kombincijn alapul. Maximlis erejk rendszerint nem haladja meg a 2,5 MN-os (250 tonns) hatrt.

13

E EM

pres&eret

emel goryo

hajt tengely

btyks 'trcsa,

preselo grg

medre

-fe/so elyeq kopem,

aJLso hetyeg

kidob btyis tartsa

11. bra. Mechanikus prs btyks meghajt mechanizmusokkal.

A hidraulikus prseket viszont ltalban az igen nagy erk jellemzik, hossz aktv lkettel rendelkeznek, de termelkenysgk jval kisebb. Ezek a nagy erej, porkohszati clokra gyrtott prsek legkevesebb kt klnll hidraulikus meghajt rendszerrel vannak elltva (12. bra), kln a porkeverk saj tolshoz s kln a nyersdarabnak a szerszmbl val kitolshoz.

V dcc^cCtty a. preselesAez

fieager

rnoz-g medve

-fels elyeg --por

fepe/itf f i

a sajtolt munkadarabnak a kpenybl val kitolsa utn.

A sajtolszerszm regnek porral val nmkd tltst s az elbb prselt s a szerszmbl mr kitolt munkadarab flremozdtst automatizl berendezsek elvt a 4. bra mutatta be.

A sajtolszerszmok mretezsnl a kvetkez elveket kell betartani: az adott nyersdarab prselshez szksges egsz pormennyisg pontosan befijen a szerszmregbe az adagolsnl; az reg keresztmetszeti mreteinek kiszmtsnl tekintetbe kell venni a sajtlt munkadarab prsszerszmbl val kitolsnl jelentkez, visszarugzsbl add mretnvekedseket, a zsugorts kzben kialakul kontrakcit s a kalibrlsi rhagyst; az aktv, mozg szerszmelemek kztt (matrica, blyegek, magok) optimlis rtk jtkot kell biztostani, amely lehetv tegye a szerszm j mkdst, a betlttt porszemcsk kzti leveg eltvozst a nagy termelkenysg prseknl adott, igen rvid sajtolsi id alatt s ugyanakkor akadlyozza meg a finom por behatolst a matrica, a blyegek s a magok kzti rsekbe; az aktv szerszmalkatrszek kemnysge nagy legyen a kopsok minimlisra cskkentse rdekben; ugyanakkor ezen szerszmalkatrszek anyaga elg szvs is legyen, hogy elkerlhetv vljon ezeknek a knyes s ersen ignybe vett alkatrszeknek a trse; az aktv felletek minsge a lehet legjobb legyen, hogy a srldsok a minimumra cskkenjenek s a prselt nyersdarab felletnek minsge is minl jobb legyen. Az aktv szerszmalkatrszeket minsgi szerszmaclokbl (OSC 8, C 120) vagy zsugortott kemnyfmekbl ksztik, hogy a j kopsllsgot s a nagy mechanikai ignybevtel elviselst biztostsk.

A bels nylssal, reggel rendelkez munkadarabok saj tolshoz ksztett prsszerszmok elvi mkdst a 13. bra mutatja be, fggetlenl attl, hogy egy szimpla csapgyperselyt, egy btyks trcst vagy egy khoronnyal is elltott fogaskereket kell gyrtani. Ennl az egyszer megoldsnl ktoldal prselst csak kifele valstunk meg, mert befele a sokkal elnytelenebb egyoldal sajtols marad. Ahhoz, hogy tkletes ktoldal sajtols jjjn ltre, a mag egytt kell hogy mozogjon lefele a szerszm

15

E EM

kpenyvel, ami meg is van oldva a korszer ipari sajtkra szerelt ilyen tpus sajtolszerszmok mindegyiknl.

Bonyoldik a helyzet, ha a munkadarab klnbz zniban jelents magassgi mretklnbsgeket kell megvalstani. Itt az osztatlan blyeg szerszm nem tudja az egyenletes srsget biztostani a darab egsz trfogatban (14. bra, A), s a vastagabb rsz nem kap kell tmrtst, zsugorts utn ersen porzus, morzsalkos lesz. Ugyanazon bra jobb oldaln (14. bra, B) vzolt, osztott blyeg szerszm biztostja mindkt znban az U tmrtsi arnynak megfelel hj.U, illetve h2.U tltmagassgot azzal, hogy tlts alatt az 1 als blyeget egy gyenge rug a kvnt magassgban tartja. Prsels alatt ez a blyeg lefele halad, majd megtkzik, s a fels blyeg tovbbhaladva ltrehozza mindkt znban a vgleges nyomst s az azonos srsget. A 15. bra hrom pldn szemllteti a fenti elv gyakorlati megvalstst.

L U. I U.

3

14. bra. Jelents magassgi mretklnbsgekkel rendelkez munkadarabok sajtolsnak elve: A osztatlan als blyeggel; B osztott als blyeggel; 1 rugval elltott, mozg als blyeg; 2 mozdulatlan als blyeg; a a porkeverk betltse utn; b a sajtols befejezse utn.

A porkohszat szmra gyrtott korszer saj tolgpek a kvetkezket kell hogy biztostsk: a por sszeprselst a fels blyeg lenyomsval; a nyersdarab kitolst a sajtolszerszmbl az als blyeg emelsvel vagy a matrict tart prsasztal sllyesztsvel; az osztott blyeg szerszm valamennyi blyegnek egymstl fggetlen

16

E EM

15. bra. Hrom plda a jelents magassgi mretklnbsgekkel rendelkez munkadarabok sajtolsra osztott als blyegekkel elltott sajtolszerszmokban.

mozgatst; a sajtolszerszmok porral val pontos tltst s a kszre prselt munkadarabok eltvoltst.

Porkohszati zsugortkemenck

Ahhoz, hogy a fmporokbl prselt nyersdarabok a megkvnt fizikai s mechanikai tulajdonsgokat megkapjk, egy vdgz-atmoszfra alatt vgzett hkezelsen, gynevezett zsugortson (szinterizlson) kell hogy tmenjenek. A korszer zsugortkemenck tbb kvetelmnynek kell hogy megfeleljenek: az optimlis hmrsklet a kemence minden egyes znjban szablyozhat, idben lland s szigoran ellenrizhet legyen; a melegtsi s htsi sebessgek pontosan szablyozhatk legyenek; biztostani kell a kemence munkaternek vdgzzal val folyamatos elltst (akkor is, ha pldul a szalagkemenck alagtcsvnek kt vge llandan nyitva van); nagy mkdsi biztonsg szksges; nagy legyen a kemence termelkenysge (kg/ra); minl kisebb lgyen a fajlagos energiafogyaszts (kWh/kg); egyszer legyen a kemence

17

E EM

mkdtetse; a szksges beruhzs ne legyen nagy. A melegts elve szerint a zsugortkemenck lehetnek: lngkemenck vagy indukcis kemenck. Mkds szempontjbl vannak folyamatos zem vagy szakaszos zem kemenck.

16. bra. Szlltszalagos ttolkemence kt futznval s egy htznval: 1 gstermkek elszv rendszere; 2 lngfiiggny; 3 berak platform; 4 a szlltszalag meghajt mechanizmusa; 5 az elmelegt zna elektromos ftelemei; 6 elmelegt s desztearizl tr; 7 elektromos ftelemek; 8 a kemence fmunkatere; 9 htzna; 10 szlltszalag-fesztdob; 11 hll szlltszalag; 12 llthat ajt a kiszedvgen; 13 a vdgzkeverk bevezetse; 14 az llthat kzbens ajtt mozgat mechanizmus; 15 helemek a hmrskletmr s -szablyoz automatikhoz.

A 16. brn egy korszer, nagy teljestmny szlltszalagos ttolkemence lthat, amelyik termelkenysge igen nagy s a termkek j minsgt, illetve ennek llandsgt garantltan tudja biztostani. Ezen elnyei miatt ezt a kemencetpust a nagy sorozat tmeggyrtsban szles krben alkalmazzk. A hll fmszvetbl kszlt szlltszalag lland s finoman szablyozhat sebessggel mozog. A vdgzfelesleg a kemence kt vgn llthatan rgztett, nyitott ajtk alatt tvozik, s ott llandan elgve, biztostja azt a kt lngfggnyt, amelyek megakadlyozzk mind a leveg beramlst s ezzel egy robban gzkeverk kialakulst, mind a gyakran szn-monoxidot is tartalmaz, mrgez vdgzok kiramlst. Minden kemence az sszes fontos zemi paramtert pontosan mr, kijelz s szablyoz kszlkekkel van elltva, amelyek rendellenes mkds vagy robbansveszly esetn a riaszt fny- s hangjelzseket is bekapcsoljk.

A nagymret zsugortand munkadarabok esetben alagtkemencket alkalmaznak, amelyekben a rakomny folyamatos s lland kzpsebessg eltolst szllt hengersor vagy lpeget mozgst vgz emelgerenda (kmencefenk) biztostja. Mkds szempontjbl ezek a kemenck nagyon hasonltanak az elbbi brn bemutatott szalagkemenckhez. Ezen tbbzns, folyamatos zem zsugortkemenck hosszban a hmrsklet-vltozsokat a 17. bra szemllteti.

A nem folyamatos zem kemenck kzl leggyakrabban a harangkemencket alkalmazzk (18. bra), klnsen a nagymret munkadarabok s a nagy tmrj, zsugortott srldanyag-rteggel bevont fk-, illetve tengelykapcsoltrcsk gyrtsnl. Itt a trcsaktegre egy megfelelen nagy slyt is rakva, knnyen megvalsthat az gynevezett nyoms alatti zsugorts" is. Egy teljes berendezs 34 tzll munkapadozatbl, ugyanannyi vkony, tzll acllemezbl ksztett bels zrharangbl s egyetlen kls ftharangbl ll. A tzll munkapadozatra helyezett rakomnyt egy zrharanggal fedik le, amely alatt azutn llandan kering a vdgzkeverk. Az gy elksztett egysgre helyezik utlag a tulajdonkppeni harangkehienct, amelynek hmrsklete a szksges maximlis rtkre van beszablyozva, s egy msik munkapadozatrl helyeztk t, ahol befejezdtt a zsugortsi peridus s kezddhet a htsi szakasz, amely elg rvid ideig fog tartani, mert eltvoltottk a nagy htehetetlensggel rendelkez ftharangot. Mivel a hrom munkapadozaton a teljes

18

E EM

0 VJ ^ 2 0 0 O

^ 600

1 400

/ / r

/ r / -

ttH*0

1 ZBZ>

2 w / m m

5 , 6 4 1 ZBZ>

2 3 u 5 , 6 4

17. bra. A hmrsklet vltozsa egy folyamatos zem cs- vagy alagt-kemence hosszban: 1 berak zna; 2 elmelegt s desztearizl zna; 3 melegt zna; 4 zsugort zna; 5 elht zna; 6 htzna vzkpennyel.

zsugortsi technolgia klnbz fzisai egy idben valsulnak meg (1 rts-beraks-lezrs-vdgz-bevezets; 2 melegts s hn tarts; 3 hts vdgz-atmoszfrban) s egyms utn krpermutciban ismtldnek, a komplex berendezs termelkenysge elg nagy, annak ellenre, hogy szakaszos zem kemencetpus alkalmazsrl van sz.

Az indukcis zsugortkemenck gyors felmelegtst s igen magas hmrsklet elr-st teszik lehetv (19. bra). Itt a hmrsklet vltozsait s lland rtken tartst a megadott optimlis program szerint nagy pontossggal lehet irnytani s betartani. Az oxidcit megakadlyoz vdkzeg lehet lgres tr vagy brmely ms vdgz, illetve gzkeverk. A kemny fmek zsugortsnl gyakran hasznljk ezt az igen jl bevlt kemencetpust.

A grafitcsves (Tammann-tpus) kemenck elvt a 20. bra mutatja be. A csvn tvezetett nagy intenzits elektromos ram direkt ftssel igen magas zsugortsi hmrskleteket is (3000 C-ig) knnyen tud biztostani. A vdkzeg itt is vagy lgres tr, vagy vdgz. A vzszintes elrendezs ftcsvel mkd ilyen tpus kemenck a

tzll a c l h a r a n g ^ ^ ^

rakomny

zrv ly olajjal

ftelemek

kls8 fut-harang

I vdqz kilps

vedgz belps / zrvly homokkal kemence talapzat

18. bra. Zsugort harangkemence (indirekt ftssel).

19

E EM

1 z ,

uzo

h2O

19. bra. Indukcis zsugort vkuumkemence: 1 ellenrz s mrablak; 2 lgmentesen lezrhat fedl; 3 elektromos kapocsszort s htvz-csatlakoz; 4 csatlakozs a vkuumpumpkhoz; 5 hszigetel rteg; 6 magasfrekvencis induktor rzcsbl tekercselve; 7 hll tgely.

nagy termelkenysg, folyamatos mkdsi elvet is meg tudjk valstani, a 16. brn bemutatott ltalnos technolgiai elgondolshoz hasonlan.

A legtbb zsugortkemenct vdgzzal kell folyamatosan tpllni, hogy megakadlyozzuk a porzus flksztermkek felleti s mlysgbe is behatol oxidcijt. A vdkzegre szksg van a zsugortst kvet lehts alatt is, mert az oxidci veszlye tovbbra is fennll egsz addig, amg a hmrsklet le nem cskken ltalban 100130 C al.

A vdkzegek lehetnek semlegesek (lgres tr, argon, nitrogn stb.) vagy redukl hatsak (hidrogn, disszocilt ammnia, rszlegesen elgetett metn stb.). Az utbbiak az oxidci megakadlyozsa mellett biztostjk azt is, hogy a porgyrtsi folyamat hinyossgai vagy a helytelen trols miatt rszlegesen oxidlt fmporokbl prselt munkadarabok s flksztermkek minsgt ront fmoxid tartalma nullra cskkenjen zsugorts kzben, az oxidok teljes redukcija tjn.

A hidrogn a legaktvabb redukl kzeg, s a legtisztbb alakban llthat el, pldul a tiszta vz elektrolzissel trtn felbontsa tjn. Sajnos itt a legnagyobb a robbansveszly is, s emiatt ezt a nagyon j vdkzeget az egszen nagy zsugortkemenckben nem tancsos alkalmazni. Mivel a nagy tisztasg hidrogn ra is elg magas, csak a knyesebb, ignyesebb s drgbb termkek ellltsnl hasznljk. A legtbb porkohszati termk gyrtshoz olcsbb s kevsb robbansveszlyes vdgzkeverket lltanak el. A tiszta hidrognt a gyakorlatban a W, Mo, a kemnyfmek, mgneses anyagok, villamos rintkezanyagok stb. gyrtsnl alkalmazzk legtbbszr. '

A kiteijedten hasznlt disszocilt ammnit nikkelkataliztoron trtn hbontssal lltjk el. Ersen redukl hats, mert a vdgzkeverk sszettele 75 % H2 s 25 % N2. Ugyanakkor nnek a nitrognnel hgtott hidrognnek a robbansveszlye jval kisebb a tiszta hidrognhez viszonytva. Msik nagy elnye ennek a vdgznak, hogy egy normlis, 40 liter rtartalm aclpalackban trolt folykony ammniamennyisgbl 56

20

E EM

20. bra. Grafitcsves zsugortkemence: 1 hszigetel sugrz lemezek; 2 lgmentesen lezrhat fedl; 3 tmt gumigyrk; 4 hszigetel rteg; 5 vzzel httt kpeny; 6 grafitcs; 7 hll alapzat; 8 sszekt csvek a htvz tvezetshez; 9 hszigetel sugrz lemezek; 10 vzzel httt rambevezet lemez; 11 elektromos csatlakozk; 12 grafitdarval tlttt tmszelence.

kbliter vdgzt nyernk, teht krlbll tzszer annyit, mint egy ilyen palackban 150 atmoszfra nyomson trolhat hidrogn esetben. gy tzszer kevesebb palackra van szksg, s a szlltsi kltsgek is egytizedre cskkennek.

A rszlegesen elgetett metn 1012-szer olcsbb, mint a tiszta hidrogn, s cskken a robbansveszly is. Ezt a gyakran hasznlt vdgzt nikkel kataliztorral tlttt, magas hmrskleten tartott reaktorokban lltjk el rszleges oxidci tjn gy, hogy az eredeti gzkeverknl minden kbmter metngzhoz csak 2,5 m3 levegt adagolnak, a teljes elgetshez szksges 10 m3 helyett (21. bra). A vas- s rzalap porkohszati termkek tmeggyrtsnl ezt a vdgzkeverket hasznljk a legelteijedtebben, de itt is a levegvel val keveredsbl szrmaz robbankeverk veszlyessge s a szn-monoxid-tartalombl add mrgez hats miatt, ennl a mg endogznak is nevezett vdkzegnl a szksges munkavdelmi elrsokat gondosan be kell tartani.

A lgres tr (vkuum) mint vdkzeg sok szempontbl elnys: az oxidci ellen tkletes vdelmet nyjt; knnyen kezelhet s nincs robbansveszly; nem mrgez, teht nem kros az egszsgre; viszonylag knnyen elllthat". Azonban a kemence s az egsz berendezs tkletesen lgmentesen kell hogy zrdjon, ami nem kis technikai problmt jelent. Mg egy htrnyt kell megemlteni, azt, hogy az esetleges oxid-szennyezdsek nem tvolthatk el a zsugorts kzben redukci tjn, teht eleve ki kell zrni ezen minsgront szennyezdsek megjelensnek a lehetsgeit.

21

E EM

3

21. bra. Vdgzfejleszt berendezs a metn rszleges elgetsvel: 1 leveghozam-mr rotamter; 2 metngzhozam-mr rotamter; 3 csap; 4 nyomszivatty; 5 ft gzg; 6 metnbont reaktor; 7 gstermkek a kemencbl a kmny fel; 8 vdgz csvezetk; 9 nedvessgkondenzl ht; 10 kondenzvz a lefoly fel; 11 vdgzelosz cshlzat a zsugortkemenck fel.

nken csapgyak fmporokbl

A porkohszat egyik f elnye, hogy lehetv tette a porzus (nem tmr) fmek s fmtvzetek gyrtst. A gyrtstechnolgia megfelel szablyozsval a termket az elrt mrtkben (trfogatnak akr 5060 szzalkig) prusosra kszthetjk, s a teljesen egyenletesen elosztott, igen finom prusok mrete, kvnsg szerint, szles hatrok kztt vltoztathat. Ezek az ersen porzus fmalkatrszek folyadkok s gzok ltal tjrhatk (szgyrts), illetve prusaik olajjal vagy kenzsrral telthetk (csapgyperselyek gyrtsa).

Az nken csapgyakat fmporokbl gyrtjk sajtols, zsugorts s kalibrls tjn, egyenesen a kvnt alakra s mretre, s gy minden forgcsolsi vagy egyb megmunkls nlkl a csapgyhzba kzvetlenl bepthetk. A csapgyperselyek trfogatnak 1830%-t prusok alkotjk, s mivel ezek tbb mint 90 szzalka a fellet fel nyitott, olajjal vagy ms kenanyaggal telthetk.

A csapgy mkdse kzben a prusokban felhalmozott kenanyag egy rsze a siklfelletek kz jut, s ott a szksges kenst biztostja. gy az nken csapgy minden utlagos oljozs, kens nlkl tbb ezer zemrra (ltalban tbb vre) elegend sajt olajozst biztost.

Az nken csapgyak ms elnys tulajdonsgokkal is rendelkeznek: igen kicsi a srldsi tnyezjk, kopsllk, bergdsra nem hajlamosak, minimlis az olajfogyasztsuk, nincs olajcsepegs, zemk zajtalan, olcsk s knnyen gyrthatk igen nagy sorozatban is. Nagy terhelseknl s kerleti sebessgeknl azonban ezeknl a csapgyaknl is lland kensrl kell gondoskodni.

A fontosabb felhasznlsi terleteik kzl megemltendk a gpkocsik, replgpek, szerszmgpek s mezgazdasgi gpek kis terhels csapgyai, a textilgpek, lelmiszeripari gpek, kismotorok, hztartsi s irodagpek, finommechanikai kszlkek s gpek csapgyai, valamint a magnetofonok, kazettofonok, lemezjtszk, mosgpek, hajszrtk, villanyborotvk s ms, mindenki ltal hasznlt eszkzk csapgyai.

Porkohszati technolgivl kszl porzus csapgyperselyekre az els utals 1908-bl, Lwendahltl szrmazik. Szlesebb krben val felhasznlsuk azonban csak 1920

22

E EM

utn kezddtt. Elszr a porzus bronz nken csapgyperselyek gyrtst kezdtk el az Egyeslt llamokban, majd a harmincas vek elejn nhny eurpai orszgban is. 1937-ben a vilgon naponta mr mintegy egymilli darab porzus bronz nken csapgyperselyt gyrtottak. A msodik vilghbor alatt Nmetorszgban fejlesztettk ki a vasalap nken csapgyakat, amelyek gyrtsa ksbb elterjedt az eurpai ipari orszgokban, majd Amerikban is megindult.

Napjainkban a zsugortott nken csapgyak gyrtsa igen jelentsen kibvlt vilgviszonylatban, s vrl vre tovbb nvekszik. Romniban a kolozsvr-napocai Sinterom gyrban kszlnek nagy sorozatban a porzus bronz- s vasalap nken csapgyperselyek, klnbz mretben s formban, az ipar legklnbzbb gai ignyeinek kielgtsre.

Porzus fmszrk s elektrdk

A porkohszati technolgia egyik f elnye, hogy lehetv teszi a finom s egyenletes eloszts porozitssal rendelkez fmes anyagok gyrtst. A prusok kzepes mretei s a porozits szzalkos rtke knyelmesen befolysolhat s szles hatrok kztt, a kvnalmak szerint pontosan bellthat a kiindul porok finomsgval, a porszemcsk alakjnak optimalizlsval s a prselsi, illetve zsugortsi technolgia megfelel vltoz-tatsval. A nagy porozits zsugortott fmeket (2550%-os porozitssal) a korszer technika klnbz fontos problmk megoldsra hasznlja fel: porzus fmszrk folyadkok s gzok szrsre, nagy porozits lemezek a lebeggy-technolgik ipari megvalstshoz s a srtett levegvel mkd pneumatikus szlltvlyk gyrtshoz, lngvd s robbansgtl porzus lemezek a lnghegeszt s lngvg berendezsek szmra, gzok klnbz folyadkokban trtn egyenletes elosztst finom buborkok formjban biztost porzus lemezek s membrnok gyrtsa stb.

A porzus fmszrk nagyon vltozatos tpusai igen szles krben terjedtek el a gpgyrtsban, a vegyiparban, az rcelksztsnl a kohszat szmra, a vztisztt berendezsekben stb. A szrgyrtsban rgebben hasznlt papr-, textil- vagy kermiaalap anyagokhoz viszonytva a porzus fmek szmos elnnyel rendelkeznek: nem trkenyek, s jk a mechanikai tulajdonsgaik; magasabb hmrskleten is jl mkdnek; ha megfelel fmekbl s tvzetekbl kszlnek, j korrzillsgot is lehet biztostani; knnyen s sokszor tisztthatk a folyadkok vagy gzok ellenkez irny tramol tatsval; az elrt szrsi finomsg knnyen garantlhat a porozits finomsgnak belltsval; a szksges, arnylag kis falvastagsg lehetv teszi a kis nyomsvesztesggel dolgoz szrk gyrtst; a szrelemek aktv fellete knnyen nvelhet, ami kismret szrkhz vezet adott szrsi hozamoknl; a fmszrk ellltsi ra arnylag alacsony. A porzus fmszrelemeket gyakran ksztik lehetleg gmb alak szemcskbl ll bronzporokbl, illetve rozsdamentes (inox) aclporokbl. Klnleges clokra gyrtanak szrket monel, nikkel, volfrm, molibdn s ms fmporokbl is. jabban gyrtanak fmszrket szablytalan alak szemcskbl ll porokbl is, ahol n a mechanikai szilrdsg s cskken a szrelem ra, de a tulajdonkppeni szrsi tulajdonsgok kedveztlen irnyban vltoznak meg. Fmporok helyett nagyon finom fmszlakbl ll alapanyagokbl tmrtve s zsugortva a szrelemeket, a porozits 70% fl is nvelhet, de itt a mechanikai tulajdonsgok termszetesen igen alacsony rtkek, s a porozits egyenletessg foka is romlik.

A fmszrk ellltsnl nem alkalmazzk az acl szerszmokban trtn sajtolst, mert a porozits gy igen kicsi lenne s a szr nem engedn t elg jl a szrend gzt vagy folyadkot. Szrelemek gyrthatk nagy sorozatban s elnysen ms tmrtsi technolgikat alkalmazva: a fmpor betltse vagy berzsa fm- vagy kermiaformkba s ezekkel egytt trtn beraksa a zsugortkemenckbe; nagy porozits lemezek

23

E EM

hengerlse s zsugortsa fmporokbl; a porok beszrsa s egyenletesen vastag rtegben val eltertse tapadsgtl festkrteggel bevont sima fmlemezekre, ezek egymsra raksa s zsugortsa, majd az gy ellltott nagy porozits lemezek levlasztsa az jrafelhasznlhat alaplemezekrl. Az els technolgia tjn ksz szrlemezeket nyernk a kvnt vgs alakkal s mretekkel. A msik kt technolgiai varins tjn gyrtott lemezekbl kivgssal (stancolssal), dombortssal, hajltssal s nha az ezeket kvet hegesztssel lltjk el a megfelel alak s mret szrelemeket.

A porzus elektrdkat rendszerint a szrlemezek gyrtsnl hasznlt eljrsokkal lltjk el. A lemezek vastagsga egy millimter krl mozog, s a felhasznlt fmporok anyaga az elektrolit kmiai sszettelvel kell hogy sszhangban legyen. A leggyakrabban erre a clra az lom-, nikkel-, kadmium- s ezstporokat hasznljk, s a porszemcsk mretei 210 mikron kztt vltoznak. Az igen nagy aktv felletet biztost magas porozits pontosan a kvnt rtkre llthat be, s gyakran meghaladja mg a 7085 szzalkos rtket is.

A porzus fmelektrdkat egyre szlesebb krben hasznljk fel a korszer elektromos akkumultorok s elemek gyrtsnl s a klnbz specilis laboratriumi berendezsek sszelltsnl.

Porkohszati ton ellltott gpalkatrszek

A korszer gpgyrtipar egyre tbb s vltozatosabb porkohszati ton, nagy sorozatban gyrtott gpalkatrszt hasznl fel a klnbz gpek, berendezsek, mrmszerek s tarts fogyasztsi cikkek ellltshoz. Mivel itt a mechanikai szilrdsg s a kopsllsg igen fontos kvetelmny, a fmporok feldolgozsnl a gyrtsi paramtereket gy kell megvlasztani, hogy a porozits minimlis rtkre cskkenjen, mire eljutnak a vgtermkhez. Az alkalmazott gyrtsi technolgiknak felttlenl biztostaniuk kell a zsugortott termkek alak- s mretpontossgt, a felletek j minsgt s az optimlis mechanikai tulajdonsgokat. Ezen clok elrsre tbb lehetsget lehet kihasznlni: csak nagyon j minsg fmporok felhasznlsa; a prsels s zsugorts paramtereinek optimalizlsa; a ketts prsels technolgijnak az alkalmazsa (prsels, elzsugorts, jraprsels, vgleges zsugorts); kalibrls; a porozits olvadt fmmel trtn kitltse (titats); tvzssel trtn minsgjavts; hkezelsek alkalmazsa; jabban a zsugort kovcsols elterjesztse stb. Klnsen szles krben alkalmazzk a vasalap zsugortott anyagokbl gyrtott gpalkatrszeket a modern gpgyrts minden terletn.

A porkohszati ton ellltott alkatrszeket legnagyobb mrtkben az autiparban (tbb mint 50 szzalkos rszesedssel az ssztermelsbl), az elektromos hztartsi gpek gyrtsnl (20% fltti rszesedssel) s az irodagpgyrtsban (10% krli arnnyal) hasznljk fel. Az ezen clokra kszlt alkatrszek gyrtsa klnsen elnys s kifizetd, ha azok mretei nem tl nagyok (a tmegk rendszerint jval egy kilogramm alatt van s csak kivteles esetekben haladja meg a kt kilogrammot) s az vente szksges darabszm minl nagyobb (szzezres s millis sorozatok gyrtsa). A tipikus, leggyakrabban alkalmazott alkatrszek kzl megemltendk a klnbz perselyek, csapgyak, krhagyk, btykk, emelk^ karok, fogazottves karok, hengeres s kpos fogaskerekek, lnckerekek, turbinalaptok, dugattyk, dugattgyrk motorokba s kompresszorokba, plussaruk elektromos gpekbe, mrmszerekbe stb.

Nagy elnye a zsugortott (kicsit humorosan mondva frissen slt") gpalkat-rszeknek, hogy zsugorts vagy kalibrls utn kzvetlenl beszerelhetk a gyrtott termkbe, gpbe, teht nincsen szksg semmilyen drga forgcsol megmunklsra. Esetleg a prselsi irnyra keresztirny furatokat kell utlag elkszteni frssal, kszrlssel. A porkohszati gpalkatrszek tervezsnl viszont figyelembe kell venni,

24

E EM

hogy a mechanikai tulajdonsgok nhny szzalkkal gyengbbek a teljesen tmr anyagbl, klasszikus technolgik tjn gyrtott gpalkatrszek tulajdonsgainl, mivel itt a vgs porozitst csak nagyon nehezen lehet teljesen nullra cskkenteni s rendszerint marad 15% porozits. Termszetesen az nken csapgyak gyrtst gy kell irnytani, hogy a vgtermk porozitsa 2030% krl maradjon, s ezltal kell mennyisg olajat tudjon magba szvni a befejez titatsnl, ami hossz idre tudja majd biztostani a csszcsapgy minden kls olajozstl fggetlen automatikus kenst.

Mg meg kell jegyezni, hogy a fmporokbl gyrtott gpalkatrszeknl a formatervezs kzben figyelembe kell venni nhny gyrtstechnolgiai kvetelmnyt a geometriai formk vgs kialaktsnl, mire nhny jellemz pldt a 22. bra szemlltet.

Zsugortott kemnyfmek

Ezek az igen kemny anyagok volfrm- s titnkarbidporbl s a keverkhez ktanyagknt adagolt 315% kobaltporbl kszlnek kevers, prsels, elzsugorts, esetleges forgcsol megmunkls s vgs zsugorts tjn. Az emltett rendkvl nagy kemnysgen kvl, amely vetekszik a vilgon legkemnyebb anyagknt ismert gymnt kemnysgvel, nagyon nagy a kopsllsguk, s ezt a kt, igen hasznos tulajdonsgukat megtartjk, ha kell, hossz idn keresztl is, nagyon magas hmrskleteken, egszen 1000 C-ig. Mivel a porkohszati kemnyfmek ra jval a gymnt ra alatt van, kiterjedten hasznljk ezeket az anyagokat: a forgcsolszerszmok aktv rszeinek elksztsre (kemnyfmlapkk fel forrasztsval), az olaj- s bnyaipari frfejek gyrtsra, a prsszerszmoknak s a sllyesztkben kovcsols szerszmainak blelsre, a nagy termelkenysg kivg szerszmok aktv darabjainak elksztsre, a drt- s rdhzkvek, valamint a homokfv fvkk (dznik) gyrtsra, a mrlegeknl s mrszerszmoknl, mreszkzknl az ers kopsi ignybevtelnek kitett alkatrszek elksztsre s mg sok ms alkatrsz s szerszm gyrtsra. Mivel igen magas hmrskleteken is megrzik kemnysgket s kivl forgcsolkpessgket (23. bra),

25

E EM

nyben.

a kemnyfmlapkkkal erstett forgcsolszerszmok messze fellmljk a sznaclokbl, rapidaclokbl s sztellitekbl ksztett szerszmokat, s rendkvl nagy forgcsolsi sebessgeket brnak ki, ami a forgcsol megmunklsnl a termelkenysg nagyon jelents nvelst tette lehetv, valsggal forradalmastva a gpgyrtsban a forgcsol megmunklst. Ugyanakkor megmunklhatv vlt sok igen kemny anyag is, amelyeket azeltt nem tudtak eszterglni, marni, frni, csak kszrlni (kemny edzett aclok, keramikus anyagok, porceln, veg stb.).

A kobalttartalom nvelsvel cskken a kemnysg s a kopsllsg, de n a hajltszilrdsg s a szvssg (24. bra.), amely tulajdonsgok nagyon fontosak a sajtolszerszmok s az tszerszmok blelsre s erstsre hasznlt darabok elksztsnl.

A kemnyfmek gyrtstechnolgija a szksges porok ellltsval kezddik. A finom szemcsj volfrm-trioxidport hidrognatmoszfrban redukljk, majd az gy kapott finom W-port grafitporral megfelel arnyban sszekeverve, elektromos ttolkemenckben volfrmkarbidd szintetizljk; a titn-oxidport grafitporral redukljk, majd a volfrmhoz hasonlan titn-karbidport gyrtanak; a kobaltport a kobalt-oxidpor hidrognnel trtn redukcija tjn nyerik. Mindezeknl, termszetesen, kzbees rl, osztlyoz (szitl) s kever (homogenizl) megmunklsokra is szksg van. A 10 jiim-nl finomabb szemcsemret porokat a termk felhasznlsi terletnek fggvnyben, meghatrozott recept alapjn adagoljk, s intenzv nedves homogenizlsnak vetik al golysmalmokban, sokszor tbb szz rn keresztl. A vgn a nagyon finom szemcsj keverket granulljk (mikropeletizljk) plasztifikl anyagok hozzadsval (gumioldat, paraffin, kmfor stb.), hogy ezltal megnveljk a por folykonysgt s megknnytsk a sajtolszerszmokba val betltst az automata prseken.

26

E EM

24. bra. A kobalttartalom hatsa a zsugo-rtott volfrm-karbid alap kemnyfmek legfontosabb tulajdonsgaira.

A szksges sajtolsi nyoms arnylag kicsi, 122 kN/cm^ (0,12,2 tonna/cm2). A prselt munkadarabokat elzsugortjk hidrogn- vagy disszocilt ammnia-vdgzban 7501100C-on, s ha szksges, forgcsol megmunklssal mg helyesbtik a geometriai alakjt s mreteit a leend ksztermknek (furszelssel daraboljk, marjk, esztergljk, kszrlik stb. az eredeti sajtolt darabokat), termszetesen tekintetbe vve a vgzsugortsnl mg jelentkez mretvltozsokat. Ennl a rendszerint vkuumke-mnckben 13501550 C-on vgzett zsugortsnl szokatlanul nagy, 2028 szzalkos mretcskkensek lpnek fel.

Nha grafitprsszerszmokban 13501600 C-on vgzett melegprselst is alkalmaznak 130 perces idtartammal, ami utn igen nagy kemnysget s nagyon j kopsllsgot lehet elrni. Ezt a komplikltabb s drgbb prselsi-zsugortsi technolgit elg ritkn hasznljk, legtbbszr csak a drthzkvek, malomgolyk, automata esztergapad-vezetperselyek s a nagyon koptat hats anyagok extrudlsnl hasznlt szerszmok gyrtsra.

Fmktses gymntszerszmok

Kztudott, hogy minden ismert anyag kzl a gymntnak van a legnagyobb kemnysge, de ugyanakkor a legdrgbb is, fggetlenl attl, hogy termszetes vagy

27

E EM

b 25. bra. Fmktses gymntszerszmok: a frfej zsugortott szegmensekkel; b kszrk-lehz szerszm.

mestersges gymntrl van sz. A knnyebb megmunklsi felttelek kztt dolgoz gymntszerszmok gyrtsnl a megfelel finomsg gymntszemcsket szerves ktanyagokba, mgyantkba, kemnygumiba vagy ms hasonl anyagba gyazzk. Ha ktanyagknt fmeket, tvzeteket vagy zsugortott kemnyfmeket alkalmazunk, a gymntszerszmok a legnehezebb krlmnyek kztt is rendkvl jl meglljk a helyket, pldul a nagyon kemny kzetekben vgzett mlyfrsoknl, a mrvny s ms kanyagok vgsnl, a keramikus anyagok s termkek megmunklsnl, az igen kemny anyagok kszrlsnl s csiszolsnl, valamint a nagyon kemny aclok, fmtvzetek s a zsugortott kemny fmek megmunklsnl.

A fmktses gymntszerszmok gyrtsnl a minl jobb tulajdonsgok elrshez olyan ktanyagokat kell hasznlni az les gymntszemcsk begyazshoz, amelyek kielgtik a kvetkez, nagyon ignyes kvetelmnyeket: elg nagy legyen a kopsllsguk; ne engedjk meg a gymntszemcsk kitpst, kisodrst, mieltt ezek teljesen el nem vesztettk kops tjn a forgcsolkpessgket; ne szennyezzk a megmunklsi felleteket; a hkiterjedsi egytthatjuk egyenl vagy minl kzelebbi rtk legyen a gymnthoz viszonytva. Erre a clra a gyakorlatban felhasznlhatk a rz-, vas-, volfrm- vagy molibdnalap zsugortott fmtvzetek, de a legjobb

26. bra. Klnbz specilis kszrkvek zsugortott fmktses gymntrteggel.

28

E EM

eredmnyeket akkor rhetjk el, ha ktanyagknt zsugortott volfrmkarbid s titnkarbid alap, kobalt- vagy nikkelkts kemnyfmeket alkalmazunk. Pldaknt emlthet a kszr- s csiszolkvek egy csaldja, ahol a 75% volfrm-karbid- s 25 % nikkelpor sszettel zsugortott kemny fmbe elzleg mg 520 szzalk 1060 mikromter finomsg gymntport adagolnak. A gondosan elkevert poradag prselse utn, ahol nem tl nagy nyomsokat alkalmaznak, hogy az arnylag trkeny gymntszemcsk ne aprzdjanak el, 14001550 C-on vgzett zsugorts kvetkezik, vagy a kemnyfmek gyrtsnl emltett melegprselst alkalmazzk grafit sajtolszerszmokban 1200 C krli hmrskleten, igen rvid, egy perc alatti hn tartsi idvel, 0,01 tonna/cm2-es nyoms alatt.

Az olajipari mlyfrsoknl egyre kiterjedtebben alkalmazott nagyobb tmrj fr-fejeknl tbb millimteres nagysg gymntdarabkkat ltetnek be a szerszm munka-felletbe, egy nagyon rdekes technolgit alkalmazva. A hatalmas" gymnt-szemcsket kzzel rakjk be egy grafit-prsszerszm kis felleti bemlyedseibe, majd erre adagoljk s prselik r a volfrm-karbid alap kemnyfm porkeverket. Egy 11001200 C-on hidrogn-vdgzban vgrehajtott zsugorts utn a majdnem ksz frfejet mg egy megolvasztott rzzel vagy rztvzettel vgzett titatsnak vetik al, hogy a porozitst teljesen kitltsk s gy a mechanikai szilrdsgot a maximumra nvel-jk. Nlunk ilyen, egszen korszer frfejeket gyrtanak a fvrosi DIAROM gyrban. Nhny porkohszati ton gyrtott gymntszerszmot a 25. s 26. bra mutat be.

Srld anyagok fmporokbl

A korszer, nagy kapacits, de minimlis trfogat (mret) fkekbe s tengelykapcsolkba szerelt, zsugortott srld anyaggal bevont trcsk s lemezek alkalmazsa tbb jelents elnyt biztost: nagy az effektv srldsi koefficiens, s ennek rtke majdnem vltozatlanul megmarad a maximlis terhels pillanataiban fellp igen magas hmrskleteknl is; j a hvezet (itt nagyon szksges helvezet) kpessg; nagy a kopsllsg; kicsi a hoki terjedsi egytthat, s minden krosods nlkl rendkvl magas hmrskleteket brnak ki (600800 C krl is). Mindezek hozzjrulnak ahhoz, hogy a korszer, zsugortott srld anyagokkal messze tlhaladhatok a ms tpus anyagokkal elrhet legjobb eredmnyek.

Ezek a vasalap, rz- vagy bronzalap komplex anyagok 2035% nemfmes adalkanyagokat tartalmaznak (grafit, szilcium-dioxid, alumnium-oxid, szilcium-karbid, azbeszt stb.). A rz nveli a hvezet kpessget, s megknnyti a srld rteg hozzhegedst zsugorts kzben az acl alaplemezhez; a mindenkori lompor- s grafitadalk nveli a srld felletek bejrats alatti s azutni alkalmazkodkpessgt s a kopsllsgt, cskkenti a bergdsi hajlamot, s egyidejleg lehetv teszi a sima, lksmentes fkezseket, illetve bekapcsolsokat, indtsokat; a szilcium-dioxid, alumnium-oxid, a szilcium-karbid s/vagy az azbeszt mint tltanyagok nvelik az annyira fontos srldsi egytthat rtkt s a kopsllsgot. A zsugorts utni porozits rtke 12 s 20% kztt mozog, s a szraz (olajmentes) srldsnl a srldsi egytthat 0,150,50 kztt van (teht szokatlanul nagy!).

A zsugortott srld rteget vagy rtegeket (egy vagy kt oldalrl felszinterizlva) az elzleg vrsrzzel elektrolitikusan bevont, stancolssal kivgott acl alaplemezre hrom mdszerrel szoks felvinni: 1. a porkeverkbl prselt vkony lemezeket, gyrket vagy krszegmenseket ragasztszalaggal rgztik ideiglenesen az acl alaplemezre mindkt oldalrl, majd az sszeszinterizldst megakadlyoz festkrteggel egy oldalrl bevont trcskat vagy szegmenseket egymsra rakva, a kapott mglyt (rakst) harangkemen-ckben, nyoms alatt (100140 N/cm-) zsugortjk; 2. a porkeverket a megfelel rteg-vastagsgban rszrjk az elksztett alaplemezre, majd tviszik, a zsugortkemence

29

E EM

szalagjra helyezve, a kemencn, s vgl prselssel vagy dinamikus kalibrlssal (tssel) tmrtik az eredetileg mg porzus srld rteget; 3. a sajtolszerszmba helyezett alaplemezre rszljk a megfelel mennyisg porkeverket, ezt elegyengetik s rprselik, majd zsugortssal s kalibrl prselssel kszre munkljk a srld trcst. A zsugortott srld rteg vastagsga 0,25 s 2 mm kztt van az elektromgneses tengelykapcsolkba s a replgpfkekbe kszlt trcskon, s 28 mm kztt vltozik az autkba, traktorokba sznt trcsknl, szegmenseknl, fkpofknl.

Villamos rintkezanyagok s ramszed kefk fmporokbl

A modern elektrotechnikban szles krben hasznlt villamos rintkezk legnagyobb rszt porkohszati technolgival gyrtjk millis nagysgrend sorozatokban. A klasszikus olvasztsi s ntsi technolgival a legtbb ilyen anyagot lehetetlen ellltani, mert a szksges komponensek nem tvzdnek egymssal. A megfelel fm-s nemfmporokat viszont az adott recept szerint bemrve, jl sszekeverve, majd prselve s zsugortva, viszonylag knnyen lehet ltvzeteket s komplex anyagokat gyrtani, mint pldul a rz-grafit keverkanyag, a bronz-grafit, a volfrm-rz, a volfrm-ezst, a volfrm-rnium, a molibdn-ezst, az ezst-nikkel, az ezst-kdmium-oxid stb. kombincik. Ezek a komplex anyagok egy idben teljesteni tudjk mind a nagy elektromos s hvezet kpessgre vonatkoz kvetelmnyeket, mind a korrzi s elektromos erzi rombol hatsval szembeni igen j ellenllst.

A villamos rintkezanyagokat s termkeket napjainkban kt ton lltjk el: 1. a megfelel porokat az optimlis arnyban sszekeverik, majd sajtolssal tmrtik, s az gy nyert nyers darabokat vkuumban vagy vdatmoszfrban zsugortjk; 2. a magasabb olvadspont fmporbl zsugortott, porzus flksz darabot lltanak el, majd ennek prusait az alacsonyabb olvadspont komponens olvadkval tltik meg (impregnljk).

a) A villamos megszakt rintkezk, amelyek az elektromos ramkrket periodikusan nyitjk s zrjk, a volfrm jellemz s elnys tulajdonsgait (minimlis erzi, nagy kemnysg s kopsllsg, csekly anyagtvitel egyik rintkezrl a msikra, kicsi hegedsi hajlam, igen magas olvadspont stb.) kell hogy sszekombinljk az ezst vagy a rz j tulajdonsgaival (nagy elektromos s hvezet kpessg, lass s csekly mrtk oxidci stb.). A W-Ag s W-Cu alap rintkezanyagokat rendszerint a porkeverk saj tolsa s zsugortsa tjn gyrtjk.

Az ezst-nikkel rintkezanyagokat, amelyek szintn az ltvzetek csoportjba tartoznak, gy lltjk el, hogy a porkeverkbl rudakat prselnek, ezeket zsugortjk, majd krkovcsol gpeken tbb fokozatban nyjtjk s tmrtik, hogy vgl drthzkveken thzva, a megadott tmrj huzall alaktsk, rendszerint 15 mm-s hatrokskztt. Az utols fokozatban mechanikus vgssal, szeletelssel jutnak el a korongocskkhoz, pasztillkhoz, amelyeket azutn forrasztssal rgztenek a kapcsolk, relk vagy ms villamos termkek megfelel, rendszerint srgarzbl kszlt alkatrszeire. Ms esetekben kplkeny alaktssal a huzalbl szegecseket gyrtanak, s ezeket az elksztett alkatrszek megfelel furataiba beszegecselik.

Az ezst-kdmium-oxid rintkezket nagyon szles krben alkalmazzk, s haznkban a kolozsvri SINTEROM vllalat millis sorozatokban gyrtja. Ezen rintkezanyagok rendkvl j viselkedse azzal magyarzhat, hogy a nagyon finom eloszts kdmium-oxid nveli az elektromos erzival szembeni ellenllst, ersen cskkenti az rintkezpr sszehegedsi hajlamt, s elsegti az ramkr nyitsnl fellp villamos v nagyon gyors kioltst. Mg egy fontos elnye ennek az rintkezcsaldnak, hogy jl brja az esetleges tlterhelseket, amire mindig szmtani kell.

b) A villamos csszrintkezk, amelyeknl a kt rintkezrsz egymson folyamatosan csszik mkds kzben, a kvetkez tulajdonsgokkal kell hogy

30

E EM

rendelkezzenek: j ellenlls a korrzi s az elektromos erzi kivdsre, elg nagy kopsllsg, minl jobb ellenlls a villamos v rombol hatsval szemben, lehetleg magas elektromos s hvezet kpessg, kis hajlam a szikrzsra s minl kisebb srldsi egytthat. A zsugortott fm-grafit anyagok 570% grafitot, 010% nt, 012% cinket, valamint 010% lmot tartalmaznak gy, hogy a 100 szzalkig hinyz rszt nagy tisztasg elektrolitikus rz alkotja. A grafit- s lomtartalom nvelse javtja a csszsi tulajdonsgokat. Ezekbl az arnylag olcs porkohszati anyagokbl kszlnek a korszer villamos gpek ramszed kefi s a villany mozdony ok, villamosok s trolibuszok ramszedibe knnyen cserlheten beszerelt bettek, amelyeket kops utn jakkal helyettestenek. A cl az, hogy a nehezen cserlhet s igen drga rz felsvezetk minl lassabban kopjon el s inkbb az ramszedk zsugortott bettei kopjanak, mert ezek cserje problmamentes s sokkal kifizetdbb.

A trolibuszok fels vezetkein cssz ramszedkarok kefetuskit j eredmnnyel ksztik 95% vaspor s 5% grafitpor keverkbl gy, hogy a sajtols s zsugorts utn 2530% porozits maradjon, amit utlag titatssal megolvasztott knnel tltenek meg, ami sokat javt a csszsi tulajdonsgokon. Ez az anyag viszonylag olcs, s minimlis kopst biztost a fels vezetkeken. Itt is maguknak a nagy sorozatban gyrtott porkohszati kefetuskknak a gyakori cserje nem okoz gondot s nem kerl sokba, teht globlisan.szmolva ez egy nagyon sszer megolds.

Mgneses anyagok s mgnesek fmporokbl

A porkohszat tjn minden tpus mgneses anyagot el lehet lltani, s ez a technolgia egsz sor elnyt tud biztostani ms ellltsi mdokhoz viszonytva: igen nagy kmiai tisztasg s nagyon pontosan betartott optimlis sszettel a nagy tisztasg fmporok felhasznlsnak kvetkeztben; az anyagok nagyon finom s homogn szemcseszerkezette rendelkeznek, ha a fmporokat mr eredetileg nagyon finom szemcsjeknek gyrtottk s a keverket gondosan homogenizltk; nagyon j mechanikai s technolgiai tulajdonsgokkal rendelkeznek ezek az anyagok s termkek. Kvetkezskppen a porkohszati mgnesanyagok elektromos s mgneses tulajdonsgai sokkal jobbak azoknl, amelyeket meg lehet valstani a klasszikus, ntssel s kplkeny alaktssal ellltott anyagoknl.

a) A lgy mgneses anyagokat nagy tisztasg s igen finom szemcsj vasporokbl gyrtjk. Mg jobb mgneses tulajdonsgok elrsre gyakran klnbz sszettel tvzeteket is hasznlnak, Fe-Ni, Fe-Si, Al-Si-Fe s ms porkeverkekbl kiindulva. Hogy milyen risi mrtkben fggenek bizonyos mgneses tulajdonsgok az tvzet kmiai sszetteltl, a 27. brn pldaknt meg van adva az Al-Si-Fe hromalkots tvzetrendszer esetben a relatv mgneses permeabilits vltozsa. Szembeszk az a maximlis, az tlagrtk tbb mint harmincszorosra rug permeabilits, amelyik a 910% szilcium- s 56% alumniumtartalm vastvzetek znjban knnyen megvalsthat.

A tmr vasmagok mellett a nagyfrekvencis ramokkal dolgoz rdi, televzis s ms elektronikai berendezsekben kiterjedten hasznljk a ferrocart" tpus vasmagodat a tekercsek manyag testbe becsavarva (az llthatsg s a rezgkr hangolhatsgnak biztostsra). Itt a finom mgneses fm- vagy tvzetport hre kemnyed manyagporral keverik ssze megfelel arnyban, majd a porkeverket elektromosan fttt prsszerszmokban az elrt hmrskleten kszre sajtoljk, Itt utlagos zsugortsra termszetesen nincsen szksg.

31

E EM

%Si-

27. bra. A mgneses tulajdonsgok vltozsa az Al-Si-Fe hromalkots tvzetrendszerben.

b) A kemny mgneses anyagok heterogn szerkezetben kt fzist lehet ltalban megklnbztetni: egy nagyon finom eloszts mgneses fzist s egy, az elbbit magba foglal nemmgneses fzist, amelyet mtrixnak is neveznek. A nagyon finomra rlt mgneses anyagot, amelynek szemcsemretei meg kell hogy kzeltsk a mgneses monodomnekt", egy ktanyagknt dolgoz porral keverik ssze, majd acl prsszerszmokban a megfelel alakra s mretre sajtoljk. Ezt kveti a nagyon hosszan tart zsugorts hidrognben vagy vkuumban (nha 20 rig is), majd egy lgyt hkezels bizonyos fzisok kivlsra, kicsapdsra minl finomabb elosztsban. Sokszor mg egy termomgneses hkezelst is alkalmaznak a vgn ers mgneses trben, krlbell 600 C-on.

A legeiteljedtebben hasznlt, nagy koercitivits kemny mgneses anyagok, amelyekbl a permanens mgnesek kszlnek, nagy nikkel- s kobalttartalmak, s a Fe-Al-Ni (Alni-nek nevezett), illetve Fe-Al-Ni-Co (Alnico-nak nevezett) rendszerekbe, csaldokba tartoznak. Az utbbi vekben mind nagyobb jelentsgre tesznek szert a rendkvl j mgneses tulajdonsgokkal rendelkez kobaltot s ritka fldfmeket tartalmaz j mgneses anyagok. Pldaknt meg kell emlteni a szamriumot (SmCo5) s neodniumot tartalmaz anyagokat, amelyeknek az egysgnyi tmegre s az egysgnyi rra es mgneses energija sokkal nagyobb, mint a ms mgneses anyagok esetben.

A korszer porkohszati mgneses anyagok tettk lehetv az utbbi vtizedekben a mikromotorok, elektromos mrkszlkek s mszerek, az elektronikus szmtgpek s sok ms elektrotechnikai s elektronikai termkek nagyfok miniatrizlst (mretcskkentst).

Ugyancsak a porkohszat technolgijt alkalmazva gyrtjk egyre nagyobb mennyisgben s vltozatossgban a klnbz fmek oxidjainak porbl a ferriteknek nevezett, nagyon j s nagyon olcs permanens mgnesek tmeggyrtsra hasznlt anyagokat. Ezek kzl a legelteijedtebben a Baferrit-nek nevezett brium-ferrit por

32

E EM

(Ba0.6Fe203) alap kemny mgnesanyagot hasznljk pldul a btorokba szerelt mgneszrak, mgneses szappantartk, sakkfigurk s sok ms kzismert hasznlati cikk gyrtshoz, hogy ne is beszljnk ezeknek a permanens mgneses tulajdonsg alkatrszeknek az ipari felhasznlsrl. Nlunk Urziceni-ben dolgozik egy modern, ferrit-termkeket gyrt ipari zem.

Volfrmgyrts s ms magas olvadspont fmek, tvzetek s anyagok gyrtsa

Az igen magas hmrskleteket is tartsan kibr, hll fmes anyagokat a korszer technika szmos ga hasznlja fel egyre szlesebb krben huzalok, lemezek, szalagok, rudak, kivgott s mlyhzott alkatrszek, valamint ms hengerelt, kovcsolt, extrudlt, hajltott s hegesztett flksz-, illetve vgtermkek ellltsra. A felhasznlt, fmporokbl s ms termszet porokbl gyrtott anyagok szmos, igen nehz kvetelmnynek kell hogy egyidejleg megfeleljenek: minl magasabb legyen az olvadspontjuk; j vagy legalbbis mg elfogadhat mechanikai tulajdonsgokat rizzenek meg minl magasabb hmrskleteken is; j stabilitssal rendelkezzenek a magasabb hmrskleteken fellp tkristlyosodssal s szemcseszerkezet^durvulssal szemben, s ez az jrakristlyosodsi hmrsklethatr minl magasabban legyen; j oxidldssal (elgssel) szembeni ellenllssal brjanak a rendszerint igen iagas (1000 C fltti) zemi hmrskleteken is; nagy legyen a tarts folyshatruk mg a magas hmrskleteken is; jl brjk a hlkseket (gyors hmrsklet-vltozsokat); a lehetsgek hatrain bell minl kisebb' legyen a srsgk, klnsen akkor, amikor ezeket a specilis anyagokat a replgpgyrtsban vagy a rakta-, rhaj- s mestersgeshold-technikban kvnjuk felhasznlni.

Azok a korszer anyagok, amelyek megfelelnek ezeknek a nagyon szigor kvetelmnyeknek, hrojn csoportba oszthatk: a. mags ovadspont fmek, mint a W, Mo, Ta, Nb stb., valamint ezek tvzetei; b. karbid-, borid-, nitrid-, szilicid- s ms hasonl magas olvadspont vegylet alap hll anyagok, amelyekbe ktanyagknt klnbz fmeket visznek be; c. magas olvadspont fmoxidokbl s fmes ktanyagokbl ll anyagok, amelyeket kertneteknek is neveznek (a ^ramikus es mefallikus szavak sszevonsa alapjn). Ezen specilis anyagok legnagyobb rszt nem lehet ellltani csak kizrlag a porkohszat technolgija tjn, mert ms gyrtsi mdszereknl nagy technikai s technolgiai nehzsgek, illetve gazdasgi htrnyok lpnek fel, vagy a termk minsge sokkal gyengbb, teht gyakorlatilag nem megfelel.

A klnleges hll anyagok, amelyek igen magas hmrskleteken is kielgten viselkednek, szolglnak kiindulanygknt egy egsz sor alkatrsz s termk gyrtsnl, amelyek kulcspozcikat foglalnak el a korszer technika s technolgia szmos gban. Ezek kzl rdemes megemlteni a villanykrtk, higanygzlmpk, fnycsvek, ntriumgzlmpk, elektroncsvek, rntgencsvek, televzis kpcsvek stb, gyrtshoz abszolt nlklzhetetlen izzszlak,, huzalrcsok, izzkatdok, andlemezek s korongok, klnbz tartelemek s ms magas higny bevteleknek kitett alkatrszek nagy csaldjt; a rendkvl magas hmrskleteken dolgoz elektromos ellenlls-kemenck ftelemeit; a lkhajtsos motorok s ms rakta- s rhajmeghajt berendezsek gkamrit, forr gzokat terel s ezekkel kzvetlenl rintkez alkatrszeit; a nagyon nagy hmrsklet s nyams gzokkal mkd turbink laptjait; tbb klnleges hegesztsi mdszemi alkalmazott nemfogy, rendszerint tiszta volfrmbl ksztett elektrdkat (az argon-vdgzas hegesztsnl, az arcatom hidrogngzas hegesz|snl stb.).

33

E EM

9 8 7 6 28. bra,. Szublimls tjn dolgoz molibdn-trio^id tiszttberendezs elvi mkdse: 1 zskszr-porlevlaszt; 2 gzeiszfv gyjtharang; 3 M 0 O 3 gzk; 4 kvarctgely; 5 srtettleveg-betapllo cs; 6 ftelemek; 7 megolvasztott molibdnkoncentrtum flird; 8 ferde tengely forgkemence; 9 a kemence tarttengelye: 10 tiszttott molibdn-trioxid leeresztcs tolzrral; 11 koncentrtum-sszegyjt tartly; 12ventiltor.

a) A magas olvadspont fmek porkohszati ellltsa nagy elnyket biztost: a gyrtott fm igen nagy tisztasg s a szksges zemi hmrskletek jval alacsonyabbak az adott fm olvadspontjnl, s gy jval knnyebben s knyelmesebben fenntarthatk. Rendszerint a nagy tisztasg fmporokbl az ismert mdon flksz darabokat sajtolnak s zsugortanak, majd ezeket tovbbi megmunklsnak vetik al kplkeny alaktsi mdszerekkl (kovcsols, hengerels, drthzs, kivgs, mlyhzs, hajlts stb.).

Az igen tiszta volfrm- s molibdnporokat legtbbszr ezen fmek oxidjainak cskemenckbn, nagyon tiszta s igen szraz hidrognnel trtn redukcija tjn lltjk el, arnylag alacsony hmrskleteken (900 C alatt). Pldaknt rdemes megemlteni, hogy a nyers molibdn-trioxidot, amelyet a molibdntartalm rcekbl a klasszikus kohszati mdszerekkel lltanak el, 1000 C krl vgrehajtott szublimls (szilrd fzisbl trtn kzvetlen elprologtats) tjn tiszttjk forg elektromos kemenckkel dolgoz klnleges berendezsekben (28. bra), s az gy nyert szuperkoncentrtum Mo03-tartalma 99,98%-os!

34

E EM

A redukci tjn gyrtott, igen finom, 28 /im-es szemcsemret molibdn- s volfrmporokat 1,53 tonna/cm2 nyomssal plckk, rudakk sajtoljk nagy hidraulikus prsekre szerelt sztszedhet s billen acl sajtolszerszmokban. Itt a sajtols utni porozits szokatlanul nagy, krlbell 40 szzalkos. A zsugortst kt szakaszban vgzik el. Az eredeti, 6x6x200 mm s 30x60x750 mm hatrok kztt lev prselt rudakat 1200 C krl elzsugortjk hidrognatmoszfrban, hogy egy megfelel, minimlis mechanikai szilrdsgot lehessen biztostani. A msodik zsugortst viszont igen magas, az olvadspontokat megkzelt hmrskleteken vgzik, klnleges, erre a clra szerkesztett, hidrogn vdgzzal dolgoz zsugort harangkemenckben (29. bra). A szksges hmrsklet a volfrm esetben 3000 C krl, a mlibdnnl viszont 22002400 C kztt kell hogy legyen. Ezt gy rik el, hogy az elzsugortott, mg ersen porzus fmrudak vgeit kt, vzzel httt volfrm befogszerkezetbe szortjk be, majd rajtuk kzvetlenl nagyon nagy ramerssg, de kisfeszltsg vltramot vezetnek t. gy a ftelemknt kapcsolt rudak felizzanak a belltott s gondosan ellenrztt zsugortsi hmrskletre, amelyet azutn lland rtken tartanak az egsz zsugortsi folyamat alatt. rdekes, hogy itt igen nagy, 18 szzalkot is elr zsugorods (mretcskkens) megy vgbe, de gy is a porozits nem szll 1012% al. A tmrsg s srsg tovbbi nvelsre rendszerint krkovcsolgpeken trtn kplkeny alaktst alkalmaznak, a volfrmnl 11001350 C-on, s ezltal a porozits gyakorlatilag nullra cskkenthet. A gyorsan forg krkovcsolgpek reges tengelyein lassan s folyamatosan ttolt W vagy Mo rudakat percenknt krlbell 10 000 tspr ri sok irnybl, s gy azok mechanikai s technolgiai tulajdonsgai igen kedvez rtkeket vesznek fel.

A volfrmhuzalok gyrtsnl a kovcsols utn kvetkez drthzst sok egymst kvet lpsben melegen vgzik. Eleinte a mg vastagabb huzalt 800 C-ra melegtik a hzkvek eltt elhelyezett gzlngokon, majd a hzsi hmrskleteket fokozatosan 400 C-ig lehet cskkenteni. Krlbll 0,3 mm tmrig zsugortott kemnyfmbl kszlt hzkveket hasznlnak, majd ezen mret alatt gymntbl kszlt hzkvek kvetkeznek. A rendkvl vkony volfrmhuzalokkal kapcsolatban rdemes megemlteni azt az igen rdekes utols vkonytsi technolgit, amelynl a hzkveken toybb mr nem vkonythat, pldul 0,014 mm tmrj huzalt egyetlen lpsben 0,007 mm-es tmrjre lehet levkonytani egy 45 msodpercig tart, 340 C-os NaOH s NaN03 sszeolvasztsbl keletkez frdn val folyamatos thzssal. Vzzel vgrehajtott moss s szrts utn gy lehet eljutni az emberi hajszlnl is sokkal vkonyabb volfrmhuzalhoz, amelybl azutn a duplaspirl (ktszeresen spirlozott) izzszlakat ksztik. Az elbbi mveletnl felolddott tetemes W-mennyisget termszetesen utlag kmiai ton visszanyerik s jrafelhasznljk.

A volfrmlemezek s -szalagok gyrtsnl krkovcsols helyett 1700-tl 1400 C-ig terjed intervallumban kznsges kovcsolst s azutn tbb lpsben vgrehajtott meleg hengerlst alkalmaznak. A vkony lemezek fokozatos hengerlst mg melegen vgzik 1 mm-ig, majd ezen vastagsg alatt hidegen hengerelnek.

A volfrmhuzalokat s -rudakat az elbbiekben felsorolt alkalmazsi terleteken kvl mg az autk s motorkerkprok benzinmotorjaiban a szikragyjtst biztost rammegszakt platink" gyrtsra, valamint a mr emltett villamos rintkezpasztillk s ms klnleges trmkek ellltsra hasznljk fel.

A molibdnhuzalokat, -rudakat s -lemezeket flhasznljk: a volfrm izzszlak gyrtsnl a szimpla- s duplaspirlok molibdndrt-magra val fel tekercselsnl, ahol a Mo-magot utlag savakban kioldjk az elksztett spirlbl, hogy a ngyon finom s minden mechanikai hatsra rendkvl rzkeny volfrmspirlt gy fl szabadtsk s az ellltst befejezzk; az izzlmpa s elektroncs gyrtsnl a W izzszlakat, rcsokat s andokat tart lbak, kengyelek ksztsre; az 180 C-ig dolgoz vdatmoszfrs villamos kemenck ftelemeinek gyrtsra; az elektroncsvek, TV-kpcsvek s a

35

E EM

29. bra. Az elzsugortott volfrm- s molibdnrudak vgs zsugortsra szolgl harangkemence: 1 hidrogn-vdgz-bevezets; 2 htvz-kilps; 3 vzzel httt duplafal harang; 4 vzzel httt, volfrmbl kszlt befogszerkezet; 5 zsugortand W vagy Mo rud (palca); 6 vzzel httt rz tartllvny; 7 szabadon mozg als befogszerkezet; 8 vzzel huiou higanyfrd-kontaktus; 9 alaplemez; 10 finoman szablyozhat transzformtor; 11 hidrogn-kivezets.

Modern elektronsugaras kemenck, hegeszt- s vgberendezsek elektrongyiba beptett klnbz alkatrszek gyrtsra, valamint a mai cscstechnika ms gaiban alkalmazott klnleges mszerek s berendezsek egyes knyes s ignyes alkatrszeinek ellltsra.

A tantlhuzalokat s -lemezeket felhasznljk: a nagyon magas hmrskleteket mr s szablyoz helemek (termoelemek) gyrtsra; a komplex orvosi berendezsek s mszerek, vaamint egyes vegyipari kszlkek, berendezsek s reaktorok specilis alkatrszeinek ellltsra; a radioaktv izotpok szlltst, raktrozst lehetv tev kapszulk, burkolatok ksztsre; a rdi- s TV-adllomsokon alkalmazott nagy mret s nagy teljestmny elektroncsvek andjainak ellltsra s ms klnleges termkek gyrtsra!

Az urniumtrium s cirkniumporokbl zsugortott termkeknek s ezen fmek vegyleteinek egyre nagyobb jelentsge van az atomermvek s ms klnleges tudomnyos s ipari berendezsek ptsnl, ^melyek kulcspozcikat foglalnak el a mai s holnapi cscstechnikban s technolgiban.

b) A karbidokbl, boridokbl, nitridekbl, szilicidekbl s ms magas olvadspont vegyletekbl zsugortott hll anyagok gyrtsihoz ezen vegyletek porait hasznljk fel, a keverkekhez ktanyagknt ms fmporokat is adagolva (Cr, Ni, Mo, Co, Nb stb.). A zsugorts kzben itt klnbz tvzetek s komplex ltvzetek kpzdnek, s nagyon rdekes s rtkes mechanikai, termikus, elektromos s kmiai tulajdonsgok alakulnak ki. Pldaknt rdemes megemlteni a gzturbink laptjainak gyrtsra felhasznlt anyagokat, amelyeket krm- s titnkarbidporok keverkbl s az ehhez ktanyagknt adagolt 1060% Cr-Ni, Co-Cr, vagy Ni-Co-Cr elootvzetporokbl lltanak el, rendszerint izosztatikus sajtolssal s az ezt kvet zsugortssal 12501650 C kztti hmrskleteken, vdatmoszfrs vagy vakuumkemenckben. Tovbbi, a gyakorlatban jl kihasznlt elnyt jelent ezeknl az anyagoknal az igen nagy

36

E EM

kemnysg s a rendkvl j kopsllsg, de ezek ugyanakkor bizonyos technolgiai nehzsgeket is okoznak, mivel a termkek megmunklst a nagy kemnysg miatt csak fmktses gymntszerszmokkal, illetve elektroerzis vagy elektronsugaras berendezsekkel lehet megvalstani.

c) Kermet alap hll anyagokat lltanak el keramikus porok (hll fmoxidok, karbidok, boridok, szilicidek stb.) s fmporok megfelel arny keverkeibl sajtolssal s zsugortssal. A fmes kts kialaktsra Fe, Ni, Cr, W, Mo s klnbz eltvzetporokat hasznlnak. A kermetek tulajdonsgai az sszetteltl, a keramikus s fmes sszetevk tulajdonsgaitl, az ezek kztt zsugortskor kialakul kapcsolatoktl, ktsektl s a vgtermk szerkezetnek finomsgtl fggenek.

A legelterjedtebben hasznlt kermetek alumnium-oxid alapak, s az Al203-Fe, Al203-Ni, Al203-Cr, Al203 + Cr203-Fe, Al203-Mo, A1203-W, A1203-A1 (ez utbbi az gynevezett SAP csald) s ms rendszerekbe tartoznak. A alumnium-oxidkrm alap kermeteket, magas hvezetkpessgk s 1200 C-ig rvnyes kivl oxidcival szembeni ellenllsuk miatt, szles krben hasznljk magas zemi hmrskleteken dolgoz s ersen ignybe vett alkatrszek gyrtsra. A W s Mo kts kermetek, ezen fmek rendkvl magas hllsga miatt, nagyon jl megrzik elnys mechanikai tulajdonsgaikat a magas s nagyon magas hmrskletek tartomnyban is.

A SAP (Sinter Aluminium Pulver) tpus kermetek tulajdonkppen alumnium-oxiddal optimlis mrtkben szennyezett" s zsugortott alumniumbl llnak, s a j hllsguk miatt, megrizve j mechanikai tulajdonsgaikat 400500 C-ig is, valamint kis faj slyuknak ksznheten igen elterjedtek a replgpgyrtsban, az autiparban s az atomermvek ptsnl.

Kermetekbl gyrtanak j hllsguk miatt sok rdekes s fontos termket: magas hmrskleteket mr piromterek vdcsveit; kemenck munkatert az gtrtl elvlaszt kamrkat, dobozokat; olvadt fmsugarakat szablyoz vagy elzr gyrket s dugkat, rudakat; rakta- s raktahaj tm-alkatrszeket; fmforgcsol szerszmokra rgztend vglapkkat (melyeknek nagy a kemnysge, kopsllsga, kicsi a forgcsolt fmhez val hozzhegedsi hajlama, nagy hmrskleteket s vgsebessgeket brnak ki, s az ruk is viszonylag alacsony, azonban jval trkenyebbek s ezltal knyesebbek, mint a vofrm-karbid alap zsugortott kemny fmekbl gyrtott vglapkk); nagyon j tulajdonsgokkal rendelkez srld anyagokat s termkeket; ms, olcsbb fmek vdelmt szolgl felleti bevonatokat (pldul a raktamotorok gkamrinl, a forr gzsugarakat irnyt alkatrszeknl, a klnsen nehz krlmnyek kztt dolgoz turbinalaptoknl stb.); ersen ignybe vett alkatrszeket az atomreaktorokba, villamos kemenck specilis ftelemeit stb.

E EM

E EM

Tartalom

Bevezets. Porkohszat a modern technikban 3 Fmporok gyrtsa 5 Fmporok saj tolsa acl szerszmokban 7 Fmporok izosztatikus saj tolsa 10 Fmporok hengerlse : 12 Porkohszati saj tolgpek s szerszmok 13 Porkohszati zsugortkemenck 17 nken csapgyak fmporokbl 22 Porzus fmszrk s elektrdk 23 Porkohszati ton ellltott gpalkatrszek 24 Zsugortott kemnyfmek 25 Fmktses gymntszerszmok 27 Srld anyagok fmporokbl 29 Villamos rintkezanyagok s ramszed kefk fmporokbl 30 Mgneses anyagok s mgnesek fmporokbl 31 Volfrmgyrts s ms magas olvadspont fmek, tvzetek s anyagok gyrtsa 33

E EM

E EM