(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 R Z E C Z P O S P O L IT A PO L SK A (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 U rząd Patentow y Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntC l6: C04B 35/10 C22C 32/00 C22C 1/10 B32C 15/20 B32C 18/00 E04B 2/00 (54) Warstwowy materiał o osnowie metalowej i sposób wytwarzania warstwowego materiału o osnowie metalowej (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 23/92 (73)U praw niony z patentu: Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice, PL (45) O udzieleniu p atentu ogłoszono: WUP 08/95 (72)Twórcy wynalazku: Juliusz Senderski, Kraków, PL Roman Różycki, Skawina, PL Józef Rudziński, Warszawa, PL Tomasz Stuczyński, Kraków, PL Leszek Gablankowski, Kraków, PL PL B1 (57)1. Warstwowy materiał o osnowie metalowej, zawie rający składnik ceramiczny, znamienny tym, że jedna warstwa uformowanego materiału zawiera kryształy elektrokorundu, przy czym warstwa z elektrokorundem stanowi do 40-60% wagowych materiału i równa się połowie wysokości materiału, podczas gdy cała masa kryształów stanowi od 20 do 30% wagowych w stosunku do masy osnowy ze stopów aluminium w gotowym materiale z tym, że ziarnistość elektrokorundu mierzona wzdłuż jednej z osi kryształów wynosi od mm. 4. Sposób wytwarzania warstwowego materiału o osnowie metalowej, w którym składnik ceramiczny zalewa się ciekłym metalem, znamienny tym, że na dno wnęki formy albo na rusztowanie we wnęce formy wprowadza się ziarna elektorkorundu o ziarnistości zmierzonej wzdłuż jednej z osi kryształów od mm w warstwie stanowiącej połowę wysokości wnęki w formie, po czym uprzednio przygotowany płynny odlewniczy stop aluminium o temperaturze korzystnie do 100 C powyżej temperatury jego topnienia kieruje się do centralnie usytuowanego układu wlewowego względem zalewanej wnęki formy zainstalowanej poziomo, spełniającego jednocześnie funkcje nadlewu, przy czym proces zasilania ciekłym stopem prowadzi się aż do ukazania się płynnego metalu w przelewach usytuowanych na narożach zalewanej przestrzeni wnęki, z tym, że warstwa z elektrokorundem stanowi 40-60% wagowych materiału i gdy elektrokorund stanowi dogodnie od 20-30% wagowych w stosunku do masy osnowy metalowej gotowego materiału, a po skrzepnięciu i wystygnięciu uzyskany odlew poddaje się obróbce mechanicznej. Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3

2 Warstwowy materiał o osnowie metalowej i sposób wytwarzania warstwowego materiału o osnowie metalowej Zastrzeżenia patentowe 1. Warstwowy materiał o osnowie metalowej, zawierający składnik ceramiczny, znamienny tym, że jedna warstwa uformowanego materiału zawiera kryształy elektrokorundu, przy czym warstwa z elektrokorundem stanowi do 40-60% wagowych materiału i równa się połowie wysokości materiału, podczas gdy cała masa kryształów stanowi od 20 do 30% wagowych w stosunku do masy osnowy ze stopów aluminium w gotowym materiale z tym, że ziarnistość elektrokorundu mierzona wzdłuż jednej z osi kryształów wynosi od mm. 2. Warstwowy materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa z elektrokorundem jest w dolnej lub górnej albo centralnie usytuowanej części uformowanego materiału. 3. Warstwowy materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że warstwa usytuowana w dolnej albo w górnej części lub centralnie zawiera kryształy elektrokorundu. 4. Sposób wytwarzania warstwowego materiału o osnowie metalowej, w którym składnik ceramiczny zalewa się ciekłym metalem, znamienny tym, że na dno wnęki formy albo na rusztowanie we wnęce formy wprowadza się ziarna elektorkorundu o ziarnistości zmierzonej wzdłuż jednej z osi kryształów od mm w warstwie stanowiącej połowę wysokości wnęki w formie, po czym uprzednio przygotowany płynny odlewniczy stop aluminium o temperaturze korzystnie do 100 C powyżej temperatury jego topnienia kieruje się do centralnie usytuowanego układu wlewowego względem zalewanej wnęki formy zainstalowanej poziomo, spełniającego jednocześnie funkcje nadlewu, przy czym proces zasilania ciekłym stopem prowadzi się aż do ukazania się płynnego metalu w przelewach usytuowanych na narożach zalewanej przestrzeni wnęki, z tym, że warstwa z elektrokorundem stanowi 40-60% wagowych materiału i gdy elektrokorund stanowi dogodnie od 20-30% wagowych w stosunku do masy osnowy metalowej gotowego materiału, a po skrzepnięciu i wystygnięciu uzyskany odlew poddaje się obróbce mechanicznej. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że elektrokorund wygrzewa się przed zasilaniem stopu w temperaturze do 300 C. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ruszt we wnęce formy wykonuje się z siatki albo ażuru blachy niskotopliwego metalu lub jego stopu jak aluminium i jego stopy albo z siatki stalowej powleczonej cynkiem, która pozostaje uwięziona w osnowie stopu aluminium. 7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że po stopieniu składników stopu aluminium kąpiel metalową poddaje się rafinacji za pomocą gazu obojętnego, po czym doprowadza się temperaturę stopu do poziomu 725 ± 5 C i przy takiej temperaturze zasila się formę. * * * Przedmiotem wynalazku jest warstwowy materiał o osnowie metalowej i sposób wytwarzania warstwowego materiału o osnowie metalowej. Warstwowy materiał o osnowie metalowej, wykonany sposobem według wynalazku, przeznaczony jest na elementy konstrukcyjne bezpiecznych ścian działowych i przegród przeciwwłamaniowych. Znane są tworzywa określane jako cermetale uzyskiwane przez połączenie proszków ceramicznych z metalami za pomocą metod stosowanych w metalurgii i ceramice proszków metali. Znany cermetal Al2O3 z książki Tadeusza Gibasa pt. Spieki ceramiczne i cermetale WN-T W-wa 1961 r. str zawiera od 5-20% wagowych tlenku glinowego. Proszek stosowany do produkcji cermetalu Al2O3 -A l wytwarza się metodą atomizowania polegającą na rozpyleniu ciekłego aluminium. Przeprowadzając rozpylanie w powietrzu, można doprowadzić zarazem do wymaganego stopnia utlenienia powierzchniowego ziarna. Utleniony powierzchniowo proszek prasuje się na zimno pod naciskiem 2000 do 5000 kg/cm 2 z zastosowaniem odpowietrzania.

3 Uzyskane prasówki zgniata się powtórnie na gorąco w temperaturze C pod ciśnieniem około 5000kG/cm2 w atmosferze regulowanej pod względem zawartości tlenu. Atmosfera ta wywiera ostateczny wpływ na zawartość tlenu w spieku. Następnie cermetal poddaje się obróbce mechanicznej lub przeróbce plastycznej. Moduł sprężystości uzyskanego cermetalu rośnie od 6300 przy zerowej zawartości Al2O3 do 8000 kg/m m 2 przy 20% wagowo zawartości Al2O3. W produkcji tego cermetalu formowanie kształtek może polegać na drodze eksplozji. Wstępnie zaformowana kształtka zostaje umieszczona w stalowej szczelnej matrycy, w której wywołuje się eksplozję ślepego naboju. Uzyskane ciśnienie rzędu kg/mm2 oraz odpowiednio wysoka temperatura są wystarczające do spieczenia cermetalu. Znany cermetal Al2O3-Al i sposób jego wytwarzania jest pracochłonny i energochłonny oraz wymaga ciężkich pras do prasowania utlenionego powierzchniowo proszku i pieców do wygrzewania prasówek z jednoczesnym ich zgniataniem. Uzyskany znanym sposobem materiał charakteryzuje się znaczną sprężystością oraz twardością, ale nie jest odporny na wiercenie i cięcie mechaniczne oraz cięcie termiczne. Znany sposób wytwarzania kompozytów miedzi i jej stopów z cząstkami niemetalicznymi z polskiego opisu patentowego nr polega na tym, że do ciekłej miedzi lub jej stopu wprowadza się tytan w postaci metalicznej lub w postaci zaprawy, a następnie cząstki niemetaliczne, takie jak grafit, węglik krzemu, Al2O3 oraz inne w ilości zapewniającej żądaną ich zawartość w kompozycie. Tytan wprowadza się w ilości umożliwiającej zwilżenie wprowadzanych następnie cząstek niemetalicznych. W przypadku odlewania kompozytu wprowadza się do miedzi lub jej stopu korzystnie 0,3-5,5% wagowych tytanu przy zawartości w kompozycie 0,3-2% wagowych cząstek niemetalicznych, natomiast przy prasowaniu kompozytu wprowadza się korzystnie 5,5-10% wagowych cząstek niemetalicznych. Po wprowadzeniu tytanu i cząstek niemetalicznych kąpiel metalową poddaje się mieszaniu. Znany sposób wytwarzania kompozytów z miedzi i jej stopów z cząsteczkami niemetalicznymi wymaga przygotowania małej ilości ciekłego metalu z domieszką niemetaliczną odpowiadającą ciężarowi odlewu, aby uniknąć segregacji grawitacyjnej, podczas odstawania metalu w czasie przerwy między kolejnymi czerpaniami płynnego topu z wanny pieca. W uzyskanym kompozycie drobne cząstki niemetaliczne są rozproszone w całej masie. Jest to korzystne skoro kompozyt jest przeznaczony na elementy konstrukcyjne pracujące w warunkach tarcia. Kompozyt ten jest natomiast stosunkowo mało odporny na wiercenie i cięcie maszynowe oraz cięcie termiczne. Znany kompozyt o osnowie z aluminium lub jego stopów z polskiego opisu patentowego zbrojony jest cząstkami Al2O3 o wielkości poniżej 80 µm uprzednio pokrytych cząstkami MgO o wielkości: 0,3-0,4 µm. Sposób wytwarzania tego kompozytu polega na wprowadzeniu cząstek Al2O3 o wielkości poniżej 80µm uprzednio pokrytych cząstkami MgO o wielkości: 0,3-0,4 µm na drodze mieszania z ciekłym metalem osnowy. Istnieje również sposób wytwarzania stopów aluminium zbrojonych cząstkami Al2O3 wprowadzonymi do stopów AlSi będących w stanie ciekło-krystalicznym. W uzyskanym kompozycie o osnowie z aluminium lub jego stopów drobne cząstki Al2O3 są rozproszone w całej masie. Materiał taki jest bardzo odporny na ścieranie. Kompozyt o osnowie aluminium lub jego stopów jest mało odporny na cięcie maszynowe oraz cięcie termiczne, jak i wiercenie. Znane kompozyty wielofazowe powstałe w wyniku nasycenia metalem z książki Władysława Rutkowskiego pt. Projektowanie właściwości wyrobów spiekanych z proszków i włókien PWN W-wa 1977 r. str stanowią spieki z przeważającą objętościowo fazą twardszą i bardzo żarowytrzymałą, która występuje w postaci szkieletu. Przenikający ten szkielet drugi szkielet porów zastępuje się metalem łatwotopliwym i plastycznym, przez co likwiduje się znaczną część porowatości i zwiększa gęstość. Faza trudniej topliwa występuje w znacznym nadmiarze przeważnie ponad 70% objętościowych. Tego rodzaju kompozyty można wytwarzać przez zalewanie proszku trudnotopliwej substancji ciekłym metalem łatwo topliwym lub niemetalem. Mikrostruktura kompozytu wielofazowego ma złączony ze sobą szkielet składający się z trudno topliwych cząstek spieczonych i otoczonych, zamiast porami drugą fazą niżej topliwą. Przez likwidację porów spiek nasycony uzyskuje się podwyższoną wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie. Kompozyty wielofazowe są stosunkowo mało odporne na wiercenie oraz cięcie maszynowe i cięcie termiczne.

4 Próby wykonania płyt z materiału warstwowego na bazie stopu aluminium (siluminu) z ziarnistym elektrokorundem w dolnej warstwie wykazały dużą porowatość osnowy, przemieszczanie się składnika ceramicznego lub wypływanie tego składnika na powierzchnię. Przy bocznym zasilaniu ciekłym metalem formy miało miejsce niewłaściwe wypełnienie wnęki formy przy temperaturze ciekłego metalu od 720 do 730 C, mimo zastosowania symetrycznie rozłożonych nadlewów technologicznych. Podniesienie temperatury ciekłego metalu do C pozwoliło na wypełnienie wnęki formy, jednakże powodowało to znaczne zagazowanie odlewu z występującymi rzadzi znami w obrębie nadlewów technolgicznych. Celem wynalazku jest usunięcie lub co najmniej zmniejszenie niedogodności znanych sposobów wytwarzania materiałów kompozytowych o osnowie metalowej, jak i samego materiału kompozytowego o osnowie metalowej. Aby osiągnąć ten cel, wytyczono zadanie opracowania warstwowego materiału o osnowie metalowej, umożliwiających skuteczne wiązanie składnika ceramicznego z osnową metalową w procesie odlewania materiału warstwowego. Zadanie to rozwiązano zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, że jedna warstwa uformowanego materiału zawiera kryształy elektrokorundu, przy czym warstwa z elektrokorundem stanowi od 40-60% wagowych materiału i równa się połowie wysokości materiału, podczas gdy cała masa kryształów stanowi od 20 do 30% wagowych w stosunku do masy osnowy ze stopów aluminium w gotowym materiale, z tym, że ziarnistość elektrokorundu mierzona wzdłuż jednej z osi kryształów wynosi od mm. Warstwa z elektrokorundem jest w dolnej lub górnej albo centralnie usytuowanej części uformowanego materiału. Warstwa usytuowana w dolnej albo górnej części lub centralnie zawiera kryształy elektrokorundu ( A l2o3). Wytyczone zadanie rozwiązuje również sposób wytwarzania warstwowego materiału o osnowie metalowej charakteryzujący się tym, że na dno wnęki formy albo na rusztowanie we wnęce formy wprowadza się ziarna elektrokorundu o ziarnistości zmierzonej wzdłuż jednej z osi kryształów od mm w warstwie stanowiącej połowę wysokości wnęki w formie, po czym uprzednio przygotowany płynny odlewniczy stop aluminium o temperaturze korzystnie do 100 C powyżej temperatury jego topnienia kieruje się do centralnie usytuowanego układu wlewowego względem zalewanej wnęki formy zainstalowanej poziomo, spełniającego jednocześnie funkcje nadlewu, przy czym proces zasilania ciekłym stopem prowadzi się aż do ukazania się płynnego metalu w przelewach usytuowanych na narożach zalewowej przestrzeni wnęki z tym, że warstwa z elektrokorundem stanowi 40-60% wagowych materiału i gdy elektrokorund stanowi dogodnie do 20-30% wagowych w stosunku do masy osnowy metalowej gotowego materiału, a po skrzepnięciu i wystygnięciu uzyskany odlew poddaje się obróbce mechanicznej. Elektrokorund przed zasilaniem stopu wygrzewa się w temperaturze do 300 C. Ruszt we wnęce formy wykonuje się z siatki albo ażuru blachy niskotopliwego metalu lub jego stopu jak aluminium i jego stopy albo z siatki stalowej powleczonej cynkiem, która pozostaje uwięziona w osnowie stopu aluminium. Po stopieniu składników stopu aluminium kąpiel metalową poddaje się rafinacji za pomocą gazu obojętnego, po czym doprowadza się temperaturę stopu do poziomu 725 ± 5 C i przy takiej temperaturze zasila się formę. Środki techniczne zastosowane w strukturze budowy warstwowego materiału i sposób wytwarzania warstwowego materiału o osnowie metalowej według wynalazku umożliwiają otrzymanie w skali przemysłowej szczególnie płaskich wielościanów w postaci płyt, pryzm lub listew w których ma miejsce trwałe fizyczne połączenie materiałów wyjściowych, to jest składnika ceramicznego z osnową metalową, a w efekcie tego utworzenie struktury (układu) wielofazowej nieoczekiwanie o własnościach mechanicznych, zwłaszcza odporności na sforsowanie korzystniejszych w porównaniu do własności poszczególnych składników, szczególnie osnowy metalowej, która cechuje się także brakiem zagazowania po skrzepnięciu formowanego odlewu. Wyroby otrzymane zgodnie z wynalazkiem mające jednorodną warstwę składnika ceramicznego wykazują znaczną odporność na wiercenie i cięcie metodami mechanicznymi w porównaniu przykładowo do płyt z żeliwa białego o takiej samej grubości. Przy cięciu płyty z warstwowego materiału lancą tlenową jej odporność jest zbliżona do płyty z żeliwa białego. Cięcie łukiem elektrycznym wykazało, że płyta z warstwowego materiału według wynalazku jest bardziej odporna niż płyta z żeliwa białego. Cięcie tych płyt palnikiem plazmowym od strony warstwy składnika ceramicznego wykazało jej odporność zbliżoną do odporności płyty z żeliwa białego. Cięcie plazmą natomiast od strony osnowy metalowej wykazuje mniejszą odporność płyty z warstwowego materiału w porównaniu do płyty tej samej grubości z żeliwa białego.

5 Płyta z centralnie usytuowaną warstwą składnika ceramicznego nieoczekiwanie ma zwiększoną odporność na wiercenie i cięcie mechaniczne, bowiem środki do cięcia, zwłaszcza ściernice ulegają zatarciu plastycznym metalem. Cechuje się także znaczną odpornością na działanie cieplne. Kierowanie zgodnie ze sposobem według wynalazku płynnego metalu do centralnie usytuowanego układu wlewowego spełniającego jednocześnie rolę nadlewu zalewanej przestrzeni wnęki wraz z systemem przelewowym umożliwia odlewanie płaskich wielościanów o znacznych wymiarach bez rzadzizn w górnej powierzchni, które cechuje także brak zagazowania po skrzepnięciu odlewu. Ten korzystny efekt osiąga się głównie dzięki połączeniu układu zalewowego z funkcją nadlewu usytuowanego centralnie w stosunku do przestrzeni zalewanej w formie. Przy zastosowaniu do budowy ścian działowych lub przegród płyt z warstwowego materiału według wynalazku konstrukcja ta będzie miała znacznie mniejszy ciężar i będzie średnio 50-70% trudniejsza do sforsowania w porównaniu do konstrukcji wykonanej z płyt z żeliwa białego. Warstwowy materiał o osnowie metalowej według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie wycinek płyty na bazie stopu aluminium z ziarnistym elektrokorundem w dolnej warstwie w przekroju pionowym, fig. 2 -wycinek płyty na bazie stopu aluminium z ziarnistym elektrokorundem w górnej warstwie w przekroju pionowym, fig. 3 - wycinek płyty na bazie stopu aluminium z ziarnistym elektrokorundem w warstwie usytuowanej centralnie (w środku w stosunku do grubości płyty) w przekroju pionowym. Warstwowy materiał składa się z dwu warstw, to jest warstwy ziarn elektrokorundu 1 i osnowy metalowej 2 w przypadku usytuowania składnika ceramicznego w dennej albo górnej warstwie płyty (fig. 1 i fig. 2). W przypadku centralnego usytuowania warstwy ziarn elektrokorundu 1 (fig. 3) osnowa metalowa 2 jest usytuowana w dolnej i górnej części płyty kompozytowej. Przedmiot wynalazku w zakresie sposobu jest przedstawiony w przykładach jego wykonania. Przykład I. W modelu drewnianym w masie formierskiej złożonej z piasku formierskiego i bentonitu jako lepiszcza kształtuje się wnękę odwzorowującą płaski wielościan w postaci płyty albo pryzmy o rozwartych do góry ramionach w przekroju pionowym podłużnym i poprzecznym oraz o wysokości od mm. W górnej części formy zasilanie ciekłym metalem (układ wlewowy) sytuuje się centralnie na przecięciu przekątnych poziomych górnej powierzchni w postaci prostokąta uformowanej wnęki, a przelewy są sytuowane na narożach tej powierzchni. Układ wlewowy posiada w górnej części otwór rozszerzający się stożkowo do góry, spełniający tym samym rolę nadlewu względem zalewanej przestrzeni wnęki. Otwory konstrukcyjne w płycie są odtwarzane poprzez zainstalowane w przestrzeni wnęki rdzenie stalowe. Przy wykonywaniu formy, a zwłaszcza kształtu i rozmiarów wnęki przeznaczonej do formowania płaskiego wielościanu - płyty - należy uwzględnić skurcz liniowy wynoszący około 1% oraz ugięcie (sierpowatość) powierzchni odlewanej płyty od strony przeciwnej w stosunku do warstwy dennej z kryształami elektrokorundu. Elektrokorund poddaje się segregacji pod względem wymiarów ziarn i zwartości ich struktury. Następnie wygrzewa się ziarna elektrokorundu w temperaturze 300 C celem wypalenia śladów zatłuszczenia względnie usunięcia wilgoci. Na dnie wnęki na masie formierskiej o wilgotności w warstwie dochodzącej do 5% wagowych H 2O, rozściela się elektrokorund o zwartej budowie i o ziarnistości od mm mierzonej wzdłuż jednej z osi kryształów, w warstwie stanowiącej połowę wysokości wnęki w formie. W oporowym piecu tyglowym o pojemności roboczej 200 kg płynnego metalu prowadzi się proces topienia osnowy metalowej. Materiał wyjściowy stanowią gąski aluminium zawierającego 99,5% wagowych Al, krzem metaliczny, zaprawy AlCu, gąski odlewniczego stopu aluminium AK64 zawierającego wagowo: 5,0-7,0% Si, 3,0-5,0% Cu, 0,3-0,6% Mn oraz jako zanieczyszczenia do 1,5 Fe, do 2,0% Zn, do 0,5% Mg, do 0,5% Ni, do 0,2% Sn, do 0,3% Pb i do 0,15% Ti. Ponadto materiał wsadowy stanowią odpady własne, powstałe w procesie wytwarzania płyt. Po stopieniu kąpiel metalową poddaje się zabiegowi rafinacji za pomocą gazu obojętnego przykładowo argonu lub azotu w celu zmniejszenia stopnia zagazowania. Po zakończeniu procesu rafinacji, ściąga się powstałe na powierzchni zgary i doprowadza się temperaturę ciekłego metalu do poziomu 725 ± 5 C. Płynny metal stanowi stop siluminu o zawartości od 6-20% wagowych Si oraz od 2-4%

6 wagowych Cu i dopuszczalne zanieczyszczenia w ilości: 0,3% wagowych Fe i 0,3% wagowych Mg. Ciekłym metalem o temperaturze 725±5 C zasila się formę poprzez wlew główny spełniający jednocześnie rolę nadlewu, aż do ukazania się płynnego metalu w przelewach. Po zalaniu formy ciekłym metalem dokonuje się w naturalnym otoczeniu ochłodzenia metalu aż do jego zakrzepnięcia. Po stwierdzeniu zakrzepnięcia metalu w przelewach oraz we wlewie głównym (nadlewie) przystępuje się do wybijania odlewu. Po wystygnięciu odlewu odcina się przelewy oraz układ zasilania stanowiący jednocześnie nadlew przy zastosowaniu szlifierki kątowej wyposażonej w ściernice przystosowane do cięcia aluminium i jego stopów. Po obcięciu przelewów i wlewu głównego powierzchnię, zwłaszcza górną płytę szlifuje się w celu usunięcia nadmiernej nierówności. Gotowa płyta powierzchnię górną powinna mieć wyrównaną to jest płaską, a w procesie frezowania powinna być zlikwidowana strzałka ugięcia odlewu. Średnia masa właściwa płyty warstwowego materiału wynosi około 2,9 g/cm 3. Udział procentowy masy elektrokorundu w stosunku do masy stopu aluminium wynosi od 20-30% wagowych. Różnice w udziale procentowym składników płyt wynikają ze zróżnicowanych wymiarów płyt i ich objętości (pochylenia, otwory technologiczne) oraz z różnej wielkości ziarn elektrokorundu i ich rozmieszczenia. Ugięcie płyt wynosi średnio 5 mm, natomiast długich wkładów 5-10 mm. Odpady technologiczne głównie w postaci nadlewów na komplet płyt i wkładów stanowią średnio około 17% wagowych surowców metalowych. Wytworzoną warstwową płytę na bazie stopu aluminium z dennym usytuowaniem kryształów poddano próbie cięcia przy pomocy wiercenia maszynowego i cięcia maszynowego zbrojoną ściernicę. W wyniku przeprowadzonych badań cięcia stwierdzono, że łączny czas przecinania płyty o długości 1000 mm i grubości 40 mm wynosi średnio 53 godziny, w przypadku maszynowego wiercenia na wylot czas przecięcia płyty wynosi około 80 godzin, a w przypadku maszynowego cięcia zbrojoną ściernicę bez wstępnego nawiercania podczas przecięcia płyty wynosi około 88 godzin. Cięcie przy pomocy ściernicy wstępnie nawierconej warstwy stopu aluminiowego, a także wstępnie nawierconej warstwy stopu aluminiowego z pojedynczymi (rozproszonymi ziarnami elektrokorundu jest około 20 razy mniej pracochłonne w porównaniu do cięcia materiału zawierającego jednorodną warstwę elektrokorundu w osnowie metalowej. Wypalenie w płycie otworu o średnicy 40 mm lancą tlenową trwa średnio 30 sekund, a przeliczone na długość 1 metra przy grubości 40 mm wypalanie trwa 12 minut 30 sekund. Cięcie płyty łukiem elektrycznym trwa 35 sekund, a czas cięcia przeliczony na długość 1 metra przy grubości 40 mm wynosi średnio 23 minuty 20 sekund. Cięcie płyty od strony kryształów za pomocą palnika plazmowego po wykonaniu w płycie otworu technologicznego o średnicy 15 mm trwa w przeliczeniu na długości 1 metra średnio 130 sekund, a cięcie od strony stopu aluminium 100 sekund. Płyty mają także znaczną odporność na uderzenia mechaniczne. Konstrukcja ściany działowej lub przegrody wykonanej z płyt warstwowego materiału z uwagi na dużą ich odporność, co zostało potwierdzone przy badaniach w operacjach wiercenia i cięcia jest trudna do sforsowania znanymi metodami. Przykład II. W masie formierskiej kształtuje się wnękę odwzorowującą płaski wielościan w postaci płyty albo pryzmy o ramionach usytuowanych pod kątem do dłuższej podstawy trapezu w przekroju pionowym podłużnym i porzecznym oraz o wysokości od mm. Następnie prowadzi się proces wytwarzania warstwowej płyty o osnowie metalowej jak w przykładzie I. Próby wiercenia i cięcia płyty z ziarnistym elektrokorundem w górnej warstwie wykazały odporność prawie identyczną z odpornością płyt z ziarnistym elektrokorundem w dolnej warstwie. Przykład III. W masie formierskiej kształtuje się wnękę odwzorowującą płaski wielościan w postaci płyty albo pryzmy, którego przekrój pionowy podłużny i poprzeczny stanowi trapez o ramionach rozwartych do góry albo ramionach usytuowanych pod kątem do dłuższej podstawy trapezu. Wysokość płaskiego wielościanu wynosi od mm. Następnie prowadzi się postępowanie jak w przykładzie I, przy czym we wnęce na wysokości 10 mm wykonuje się ruszt z kratki aluminiowej albo z ażuru blachy aluminiowej i na tym ruszcie rozściela się elektrokorund. Ruszt we wnęce może być także wykonany z siatki stalowej powleczonej cynkiem, która zostaje uwięziona w osnowie stopu aluminiowego. Dalej prowadzi się proces wytwarzania warstwowej płyty o osnowie metalowej jak w przykładzie I.

7 Wytworzoną warstwową płytę na bazie stopu aluminium z centralnym usytuowaniem kryształów poddano podobnie jak w przykładzie I ocenie własności użytkowych. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że łączny czas przecinania płyty o długości 1000 mm i grubości 40 mm wynosi 42 godziny. Inne próby cięcia płyty są identyczne albo nieznacznie odbiegające od wyników badań płyty z dennym usytuowaniem kryształów.

8 Fig.1 Fig. 2 Fig. 3 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł