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La production du ruban métallique à partir de la poudre métallique en plusieurs étapes est connue. Dans la première étape, la poudre est introduite, en descendant, dans la pince séparant une paire de cylindres montés sur des axes horizontaux. Ces cylin- dres compriment la poudre en un ruban continu ayant une résistance mécanique suffisante pour résister à une manutention subséquente limitée. Le ruban compact est ensuite aggloméré par le passage par un four à haute température et le ruban aggloméré, qui est toujours poreux, est alors soumis à une série d'opérations de laminage à
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froid, entrecoupées de recuits intermédiaires, pour le réduire à l'état d'un ruban 3e, non poreux.
Au cours de la première étape, la poudre a été anté- rieurement apportée, depuis une trémie, directement dans la pince des cylindres ou, dans une variante, sur un cylindre qui entraîne, par sa rotation, la poudre dans la pince des cylindres sous la for- me d'une couche d'épaisseur uniforme sur toute sa largeur. Ces pro- cédés donnent des résultats satisfaisants dans la production d'un ruban étroit, d'une largeur allant jusqu'à un pouce. Si l'on aug- mente la largeur du ruban produit, par exemple jusqu'à environ six pouces, on trouve que les bords du ruban tendent à s'onduler de plus en plus au cours du laminage à froid subséquent. Cet effet est aggravé si, pour éviter la contamination de la matière poreuse par un lubrifiant, le laminage à froid est effectué avec des cylindre non lubrifiés .
D'autres tentatives de laminer à froid un tel rubas ondulé ne mènent qu' à des déformations très importantes ou même à la fissuration du ruban et aucun moyen convenable n'sst connu pour le faire revenir à l'état plat voulu.
Selon la présente invention, l'ondulation des bords du ruban est supprimée ou réduite en apportant la poudre aux cylin- dres ae compression de manière que la quantité qui leur est appor- tée pour former le centre du ruban soit plus jrande que celle qui est apportée aux côtés.
La demanderesse a trouvé que, lorsque l'apport uniferme ordinaire de poudre est utilisé, la poudre tend à être repoussée du centre vers les côtés des cylindres pendant la compression ini- tiale, donnant lieu à la production d'une bande de métal ayant une densité supérieure, le long de chaque bord du ruban. Dès que la porosité du ruban a été réduite par le laminage à froid jusqu'au point où le laminage à froid allonge le ruban métallique tout en supprimant sa porosité, la différence de densité suivant la lar-
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geur du ruban donne lieu à des allongements différents dans le centre et dans les nes marginales, qui donnent lieu à l'ondula- tion des bords.
L'apport supplémentaire initial de la poudre au centre du ruban compense cette tendance au repoussage de la poudre vers l'extérieur pendant la compression et évite la formation de zones de grande densité le long des bords du ruban. L'apport de poudre supplémentaire aux cylindres de compression, pour former le centre du ruban, permet de produire un ruban de densité uni- forme sur sa largeur. Le demandeur préfère toutefois apporter as- sez de poudre supplémentaire au centre pour produire une zone de densité légèrement plus élevée le long du centre du ruban. Ainsi, selon un procédé préféré, le ruban compact a une épaisseur sensi- blement uniforme sur sa largeur, mais n'est pas de densité unifor- me, bien qu'il soit entendu que la variation de la densité en tra- vers du ruban est progressive.
Lorsque ce ruban préféré est laminé à froid, la densité accrue de la zone centrale contribue à la pro- duction d'un produit plat.
En mettant l'invention en oeuvre, la poudre peut être apportée sur un des cylindres de compression pour y former une couche ayant une épaisseur qui décroît progressivement du centre vers chaque côté. Cette épaisseur peut être réglée au moyen d'une plaque d'étalement façonnée de manière que l'intervalle entre le bord de la plaque et la surface du cylindre soit plus grande au centre que sur les côtés.
Dans une variante, la répartition axiale voulue de la poudre peut être effectuée par l'emploi de deux hottes qui enve- loppent des parties des surfaces supérieures des cylindres et dont les bords inférieurs sont concaves, de manière que, au-dessus de là pince des cylindres, ils définissent un intervalle qui diminue en largeur depuis le centre vers l'extérieur.
Ces procédés et les appareils préférés pour les mettre en oeuvre vont maintenant être décrits plus en détail en se réfé- rant aux dessins annexés.
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La figure @ est une section d'une paire de cylindres compresseurs et d'un @ppareil d'apport de poudre.
La figure est une vue de face d'une plaque d'étale- ment de cet appareil.
La figure 3 est une vue schématique durant?.; variante.
La figure 4 est une section semblable à, la figure @ et la figure 6 est un plan d'une paire de cylindres- compresseurs et d'un autre appareil d'apport de poudre.
La figure 5 est une vue d'un cylindre et d'une partie de l'appareil d'apport vus suivant la flèche A de la figure @ il est fait d'abord référence à la figure 1 ; deux cy- lindres compresseurs '1 et sont montés côte à côte sur des axes horizontaux et forment une pince 3. Lorsque la poudre est pincée dans cette pince, les cylindres sont repoussés de manière à for- mer un très mince ruban compact, par exemplede 0,00 pouce d'é- paisseur. La poudre est apportée au cylindre 1 par une trémie 4 disposée au-dessus de la pince 3.
La trémie a deux côtés 5, paral- lèles aux axes et qui touchent presque les surfaces supérieures des cylindres, et deux côtés anormaux aux côtés 5, des parties des bords inférieurs de ces côtés 6 étant courbés de manière 4 suivre étroitement les contours des cylindres. Une plaque racleuse 7 est montée dans la trénie sur une plaque de support 0) portée par des appliques 9.boulonnées aux côtés o, et est inclinée de ma- nière à s'étendre en travers de la pince 3, presque en contact avec le cylindre. La poudre est introduite dans la pince 3 par le mouvement du cylindre 1 par rapport à la plaque 7. L'inclinaison de la plaque est réglable pour permettre de régler aisément le dé- bit.
Le bord inférieur de la plaqua 7 peut être concave et avoir la forme d'un arc de cercle, main il est préférable d'emplo- yer une plaque et'étalement dont le contom un bord régleur ou in- férieur est réglable. Une raison en est que la surface des cylin-
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dres compresseurs tend à se polir en service,et:le degré du poli peut varier d'un côté à l'autre.
La quantité de poudre'emportée par le pince entre une paire donnée de cylindres à un point donné de leur largeur et y comprimée, diminue avec l'augmentation du de- gré de poli des cylindres en ce point, si bien qu'il peut être né- cessaire de régler de temps en temps les quantités relatives de poudre apportéesaux cylindres en différents points de leurs lar- geurs . Une autre raison est que les quantités relatives de poudre apportées au centre et sur les côtés des cylindres, pour former un ruban d'une épaisseur donnée, varie avec la densité totale et l'ap- titude à s'écouler de la poudre utilisée.
La plaque 7 est, en fit, réglable et, comme le montre la figure 2, elle consiste en un certain nombre de laines étroites @ 11 de métal ou d'une autre matière résistant à l'abrasion, dispo- sées côté à côte pour former une plaque dans laquelle les bouts inférieurs des lames définissent le bord régleur. Chaque lame est longitudinalement réglable dans la plaque de support 8, les lames étant fendues, comme il est indiqué en 12 et recevant des vis 13 qui pénètrent dans la plaque 8 et peuvent être serrées pour garder les lames en position.
Si on le désire, un réglage plus précis peut être ob- tenu en mettant chaque lame en prise avec le bout d'une vis de ré- glage montée pour tourner dans le support et, de ce fait, à dépla- cer la lame longitudinalement.
Au lieu d'apporter la poudre à un seul cylindre, on peut l'apporter aux deux cylindres par l'appareil représenté sché- matiquement figure 3. Dans ce cas, il y a deux plaques d'étalement 17, formant un V inversé, et une plaque verticale 18 se terminant juste au-dessus de la pince des cylindres pour garder séparées les couches amenées par les deux cylindres. Cette variante est utile si l'on désire former un ruban composé de deux poudres mé- talliques différentes.
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En tant qu'un exemple de l'avantage obtenu par l'appli cation de l'inventi au laminage d'un ruban d'une largeur de 5 3/4 pouce à partir d'une poudre de nickel de carbonyle pur, en faisant usage d'une paire de cylindres de compression 1 et 2 ayant chacun six pouces de largeur et un diamètre de huit pouces, avec une couche uniforme de poudre ayant environ un huitième de pouce d'épaisseur, pour produire un ruban compact de 30/1000 de pouce d'épaisseur, il a été trouvé qu'après l'agglomération et une étape de laminage à froid, produisant une réduction de 5/1000 de pouce, le ruban sortant des cylindres était fortement ondulé sur'les bords. Des tentatives faites pour aplatir le ruban par le recuit et un nouveau laminage à froid ne faisaient qu'augmenter les ondu- lations.
Lorsque la poudre fut apportée aux cylindres avec le mê- me débit, mais en faisant usage d'une plaque d'étalement 7, façon- née de manière que l'épaisseur de la couche de poudre augmentât progressivement d'environ l/l6ème de pouce sur les côtés' à 1/4 de pouce au centre, il fut trouvé qu'en employant la même vitesse de laminage, on obtint un ruban compact, ayant aussi environ 30/1000 de pouce d'épaisseur et qu'après agglomération, il pouvait être progressivement laminé à froid pour produire un ruban non poreux, entièrement nassif, ayant une épaisseur uniforme de 5/1000 de pou- ce, sans qu'il se produisit d'ondulation o u quelque autre dé- formation.
Dans l'appareil représenté figures 4 à 6, deux hottes cylindriques 14 et 15 sont employées pour définir un intervalle immédiatement au-dessus de la pince 3 des cylindres. On sait que deux telles hottes cylindriques peuvent être employées pour régler la quantité de poudre apportée à la pince en modifiant la longueur circonférentielle effective sur laquelle les surfaces de cylindre viennent en prise avec la poudre. Dans les hottes antérieurement proposées, les bords inférieurs étaient parallèles à l'axe. Selon l'invention, ces bords 16 sont concaves et ont la forme d'arcs de
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cercle ou autre,de manière que l'intervalle qui les .sépare soit le plus grand au milleu de chaque hotte et diminue dans les -deux sens extérieurs.
Les axes des cylindres ne doivent pas être disposés dans le même plan horizontal et il peut être en fait avantageux de disposer l'un plus haut que l'autre.
REVENDIGATIONS
1. Procédé de forma.tion d'un ruban métallique à partir de la poudre métallique, dans lequel la poudre est introduite en descendant dans la pince séparant une paire de cylindres montés autour d'axes horizontaux et est façonnée, en passant à travers la pince, en ruban continu, le ruban compact est aggloméré et le ruban aggloméré est lamine à. froid, caractérisé en ce que la poudre est apportée aux cylindres compresseurs de manière que la quantité qui leur est apportée pour former le centre du ruban soit plus grande que celle qui est apportée aux côtés.
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The production of the metal tape from the metal powder in several stages is known. In the first step, the powder is introduced, going down, into the clamp separating a pair of cylinders mounted on horizontal axes. These rolls compress the powder into a continuous ribbon having sufficient mechanical strength to withstand limited subsequent handling. The compact tape is then agglomerated by passing through a high temperature oven and the agglomerated tape, which is still porous, is then subjected to a series of rolling operations at
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cold, interspersed with intermediate anneals, to reduce it to the state of a 3rd, non-porous ribbon.
During the first step, the powder has previously been introduced, from a hopper, directly into the clamp of the cylinders or, in a variant, onto a cylinder which drives, by its rotation, the powder in the clamp of the cylinders under the form of a layer of uniform thickness over its entire width. These methods give satisfactory results in producing a narrow tape up to one inch wide. As the width of the tape produced is increased, for example up to about six inches, the edges of the tape are found to tend to curl more and more during the subsequent cold rolling. This effect is aggravated if, to avoid contamination of the porous material with a lubricant, the cold rolling is carried out with unlubricated rolls.
Further attempts to cold roll such corrugated tape only lead to very severe deformation or even cracking of the tape and no suitable means are known to return it to the desired flat condition.
According to the present invention, the waviness of the edges of the tape is suppressed or reduced by supplying the powder to the compression rolls so that the amount supplied to them to form the center of the tape is greater than that which is brought to the sides.
Applicants have found that when the ordinary uniform supply of powder is used, the powder tends to be pushed from the center towards the sides of the rolls during the initial compression, resulting in the production of a metal strip having a higher density, along each edge of the tape. As soon as the porosity of the tape has been reduced by cold rolling to the point where cold rolling elongates the metal tape while removing its porosity, the difference in density depending on the width.
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Ribbon width gives rise to different elongations in the center and in the marginal ends, which give rise to the wavy edges.
The initial additional supply of powder to the center of the tape compensates for this tendency to push the powder outward during compression and prevents the formation of areas of high density along the edges of the tape. Adding additional powder to the compression rolls to form the center of the ribbon produces a ribbon of uniform density across its width. Applicant prefers, however, to add enough additional powder to the center to produce an area of slightly higher density along the center of the ribbon. Thus, according to a preferred method, the compact tape has a substantially uniform thickness across its width, but is not of uniform density, although it is understood that the variation in density across the tape is progressive.
When this preferred tape is cold rolled, the increased density of the core area contributes to the production of a flat product.
By implementing the invention, the powder can be supplied to one of the compression cylinders to form therein a layer having a thickness which progressively decreases from the center towards each side. This thickness can be adjusted by means of a spreading plate shaped so that the gap between the edge of the plate and the surface of the cylinder is greater at the center than at the sides.
Alternatively, the desired axial distribution of the powder can be effected by the use of two hoods which enclose parts of the upper surfaces of the cylinders and the lower edges of which are concave, so that above the clamp cylinders, they define an interval which decreases in width from the center outwards.
These methods and the preferred apparatus for carrying them out will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
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Figure @ is a section of a pair of pressure rollers and a powder feeder.
The figure is a front view of a spreader plate of this apparatus.
Figure 3 is a schematic view during?.; variant.
Figure 4 is a section similar to Figure 8 and Figure 6 is a plan of a pair of compressor rollers and other powder supply apparatus.
Figure 5 is a view of a cylinder and part of the delivery apparatus seen along arrow A in Figure @ Reference is first made to Figure 1; two compressor cylinders' 1 and are mounted side by side on horizontal axes and form a clamp 3. When the powder is clamped in this clamp, the cylinders are pushed back so as to form a very thin compact ribbon, for example 0.00 inch thick. The powder is brought to cylinder 1 by a hopper 4 placed above the gripper 3.
The hopper has two sides 5, parallel to the axes and which almost touch the upper surfaces of the rolls, and two abnormal sides at the sides 5, parts of the lower edges of these sides 6 being curved so as to closely follow the contours of the rolls . A scraper plate 7 is mounted in the trenia on a support plate 0) carried by brackets 9 bolted to the sides o, and is inclined so as to extend across the clamp 3, almost in contact with the cylinder. The powder is introduced into the clamp 3 by the movement of the cylinder 1 relative to the plate 7. The inclination of the plate is adjustable to allow the flow to be easily adjusted.
The lower edge of the plate 7 may be concave and have the shape of an arc of a circle, but it is preferable to use a spreading plate whose contom an adjusting or lower edge is adjustable. One reason is that the surface of the cylinders
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Other compressors tend to get polished in service, and the degree of polish may vary from side to side.
The quantity of powder carried by the gripper between a given pair of rolls at a given point in their width and compressed therein decreases with increasing degree of polish of the rolls at that point, so that it can be It is necessary to adjust from time to time the relative quantities of powder supplied to the rolls at different points of their widths. Another reason is that the relative amounts of powder fed to the center and sides of the rolls to form a ribbon of a given thickness varies with the total density and flowability of the powder used.
The plate 7 is in fact adjustable and, as shown in Figure 2, consists of a number of narrow wools 11 of metal or other abrasion resistant material, arranged side by side for form a plate in which the lower tips of the blades define the adjuster edge. Each blade is longitudinally adjustable in the support plate 8, the blades being slotted, as indicated at 12, and receiving screws 13 which penetrate the plate 8 and can be tightened to keep the blades in position.
If desired, more precise adjustment can be achieved by engaging each blade with the tip of an adjusting screw mounted to rotate in the holder and thereby move the blade longitudinally. .
Instead of supplying the powder to a single cylinder, it can be supplied to the two cylinders by the apparatus shown schematically in figure 3. In this case, there are two spreading plates 17, forming an inverted V, and a vertical plate 18 terminating just above the cylinder clamp to keep the layers supplied by the two cylinders separate. This variant is useful if it is desired to form a ribbon composed of two different metallic powders.
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As an example of the advantage obtained by applying the invention to the rolling of a 5 3/4 inch wide tape from pure carbonyl nickel powder, making use of a pair of compression rolls 1 and 2 each six inches wide and eight inches in diameter, with a uniform layer of powder about one-eighth of an inch thick, to produce a compact ribbon of 30/1000 inch thick, it was found that after agglomeration and a cold rolling step, producing a 5/1000 inch reduction, the tape coming out of the rolls was strongly corrugated at the edges. Attempts to flatten the ribbon by annealing and cold rolling again only increased the ripples.
When the powder was supplied to the rolls at the same rate, but by making use of a spreader plate 7, so that the thickness of the powder layer gradually increased by about l / 16 of inch on the sides' to 1/4 inch in the center, it was found that by employing the same rolling speed, a compact tape was obtained, also being about 30/1000 of an inch thick and that after agglomeration, it could be progressively cold rolled to produce a non-porous, fully nassive tape having a uniform thickness of 5/1000 of an inch, without any rippling or any other distortion occurring.
In the apparatus shown in Figures 4-6, two cylindrical hoods 14 and 15 are employed to define a gap immediately above the clamp 3 of the cylinders. It is known that two such cylindrical hoods can be used to control the amount of powder supplied to the gripper by varying the effective circumferential length over which the cylinder surfaces engage the powder. In previously proposed hoods, the lower edges were parallel to the axis. According to the invention, these edges 16 are concave and have the shape of arcs of
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circle or other, so that the interval which separates them is greatest in the middle of each hood and decreases in the two outer directions.
The axes of the cylinders do not have to be arranged in the same horizontal plane and it may in fact be advantageous to have one higher than the other.
CLAIMS
1. A method of forming a metal tape from the metal powder, in which the powder is introduced downward into the clamp separating a pair of cylinders mounted around horizontal axes and is shaped, passing through the clamp, in continuous tape, the compact tape is agglomerated and the agglomerated tape is rolled. cold, characterized in that the powder is supplied to the compressor rolls in such a way that the quantity which is supplied to them to form the center of the ribbon is greater than that which is supplied to the sides.