Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Mischprodukten, Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah ren zur Herstellung von pulverförmigen Mischprodukten aus mindestens zwei Stoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Komponenten, von denen mindestens eine sich in geschmolzenem Zustand befindet, einer Durchmischung unterwirft und das Ge menge, bevor Entmischungen stattgefunden haben, durch Zerstäubung bei gleichzeitiger Abkühlung in festen Aggregatzustand über führt, derart, dass das Mischprodukt die Komponenten im Zustand gleichmässiger Ver teilung enthält.
Alls Ausgangsstoffe kommen Metalle, w elche sich nicht oder nur schwer miteinander legieren lassen und namentlich auch solche Metalle in Betracht, welche sich zwar in schmelzflüssigem Zustand miteinander ver einigen, aber beim Erkalten wieder zu Ent mischungen neigen. Als Beispiele für erfin dungsgemäss herstellbare metallische Misch produkte seien genannt Silber + Nickel, Kupfer + Blei, Eisen + Blei, Kupfer + Eisen, Magnesium + Kupfer, Aluminium Blei usw. Diese Mischungen lassen sich in beliebigen Mengenverhältnissen herstellen, wie zum Beispiel 60 % Silber + 40 % Nickel. 85 % Eisen + 15 % Blei, 80 % Aluminium + 20 % Blei usw.
Andere Durchführungsbeispiele der Er findung eignen sich für die Herstellung von Mischungen aus Metallen und nichtmetalli schen Stoffen, insbesondere mit solchen Aus gangsstoffen, welche sich nur schwierig mit- einander mischen lassen bezw. leicht zu Entmischung neigen.
Bevorzugte Durchführungsformen gestat ten die Herstellung von Erzeugnissen, welche Eigenschaften von Legierungen der Kompo nenten, aber auch noch Eigenschaften der Komponenten selbst aufweisen. Hierbei ist man in der Lage, je nach,den Arbeitsbedin- guugen, zum Beispiel Art der Komponenten, Mengenverhältnisse, mehr oder weniger feine Verteilung der Teilchen,
die eine oder andere Eigenschaft stärker in Erscheinung treten zu laseen, die andere mehr oder weniger zu rücktreten zu lassen.
Man kann aus Eisen und Blei bestehende pulverförmige Mischprodukte zum Beispiel zur Herstellung von öllosen Lagern verwen den. Hierbei übernimmt das Eisen das Tragen der Welle, während das Blei schmierend wirkt. In diesem Falle kann man besonders günstige Wirkungen erzielen, wenn die bei den nicht legierungsfähigen Bestandteile Eisen und Blei sich in sehr feiner Verteilung nebeneinander befinden.
Mischprodukte aus Silber und Nickel kann man zum Beispiel mit Vorteil für die Herstellung elektrischer Kontaktteile ver wenden. Hierbei wirkt das Silber in der Hauptsache als Leiter, während Nickel das Kleben der Kontakte vermeidet.
In Ausübung von erfindungsgemässen Verfahrensbeispielen kann man derart ver fahren, dass man alle miteinander zu vereini genden Komponenten in schmelzflüssigem Zustand einer solchen Durchmischung unter wirft, dass die Bestandteile in möglichst gleichmässiger Verteilung in der Mischung vorhanden sind und das Gemenge, bevor Ent mischungen stattgefunden haben, einem Zer teilungsvorgang durch Zerstäubung unter gleichzeitiger schneller Abkühlung unter wirft.
Zum Mischen der schmelzflüssigen Kom ponenten kann man sich üblicher Verfahren und Vorrichtungen bedienen. Man kann zum Beispiel den Mischvorgang in Rührern mit schnell umlaufenden Rührwerken durchfüh ren oder die innige Durchmischung durch Verwendung von Gasen als Rührmittel oder durch vereinigte Anwendung mehrerer der artiger Massnahmen bewirken.
Zur Zerstäubung der Schmelzen bezw. zur Überführung derselben in feste, die Teilchen in inniger Vereinigung miteinander enthal tende pulverförmige Gebilde, kann man sich bekannter bezw. üblicher Vorrichtungen be dienen. Man kann zum Beispiel die Schmel zen mit Hilfe von Düsen, Schlagwerkzeugen oder dergleichen durch Einblasen eines Gas stromes in einen Strahl der Schmelze und dergleichen Mittel versprühen, d. h. zerstäu ben. Man kann den Zerstäubungsvorgang noch durch Sondermassnahmen unterstützen, zum Beispiel derart, dass man die zerteilte Schmelze gegen Prag lflächen schleudert und sie hierdurch zur weiteren Zerteilung bringt.
Ebenso kann man geeignete Massnahmen, wie Luftkühlung, Wasserkühlung und derglei chen zu Hilfe nehmen und hierdurch den Zer- teilungs- und Erstarrungsvorgang begünsti gen, Mit besonderem Vorteil wird derart gear beitet, dass man die Zerstäubung der Schmelze durch Aufbringung derselben auf schnell umlaufende Körper, vorzugsweise Scheiben, bewirkt und zugleich für rasche Abkühlung der gebildeten Teilchen Sorge trägt. Man kann zum Beispiel gleichzeitig mit dem schmelzflüssigen Material. Kühlflüssigkeit zum Beispiel durch Aufsprühen auf die um laufende Scheibe bringen und sie zusammen mit der metallischen Schmelze versprühen.
Hierdurch wird die umlaufende Scheibe ge kühlt und durch die gegebenenfalls explo sionsartige Verdampfung der Kühlflüssigkeit die Zerteilung der Metallschmelze begünstigt und zugleich noch eine vorteilhaft wirkende Dampfatmosphäre im Zemteilungsraum er zeugt. Man kann gegebenenfalls auch noch die Wandungen des Zerstäubungsraumes kühlen oder das versprühte Material in Flüs sigkeiten auffangen oder beide Massnahmen vorsehen.
Man kann ferner zum Beispiel derart vorgehen. dass man die innige Mischung der schmelzflüssigen Komponenten aus dem Mischgefäss, zum Beispiel einem gut arbei tenden Rührwerk kontinuierlich in einem Strahl oder mehreren Strahlen auf eine schnell umlaufende,
in einen verschliessbaren Behälter eingebaute Scheibe auf fliessen läBt und gleichzeitig den Zerteiflungs- und Ver- festignngsvoigang durch geeignete Kühl- massnahmen unterstützt, zum Beispiel derart,
dass Kühlwasser mit Hilfe von Düsen ständig auf -die Scheibe gesprüht wird. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft wird die auf die Scheibe auftreffende Schmelze in feine oder feinste Teilchen zerrissen. de nach Um laufgeschwindigkeit der Scheibe, Dicke des Giesss:
trahls, Anlaufgeschwindigkeit (Fall höhe), Viskosität der Schmelze usw. kann man den Vorgang zum Beispiel mit Bezug auf den Feinheitsgrad des Erzeugnisses weit gehend regeln.
Durch das Aufsprühen von Kühlwasser wird die Zerstäubung der Schmelze begün stigt, die Scheibe gekühlt und infolgeVerneb- lung und Zerstäubung des Kühlmittels eine Dampfatmosph äre erzeugt, durch welche die durchfliegenden Teilchen gekühlt werden und ein Ansetzen derselben an den Behältewänden verhindert wird. In gegebenen Fällen kann man die Wirkung noch durch Sondermass nahmen, wie Beregnen oder Besprühen des Zerstäubungsraumes mit Kühlwasser, Be rieseln der Wandungen oder dergleichen ver bessern. Der untere Teil des Behälters kann als Wasserbassin ausgebildet sein, in dem die Teilchen aufgefangen und vollends ab geschreckt werden.
Man kann zum Beispiel auch durch Leiten eines kühlend wirkenden Gasstromes oder kühlend wirkender Gas ströme durch die Zerstäubungszone für mög lichst rasche Abkühlung der Teilchen Sorge tragen und gegebenenfalls ein zu rasches Be rühren der Teilchen mit festen Flächen, zum Beiispiel den ver hindern. Der Gasstrom kann dabei auch gleichzeitig zur Kühlung von Apparateteilen, insbesondere der umlaufenden Scheibe dienen.
Man verfährt vorteilhaft derart, dass man den Gasstrom in der Nähe, gegebenenfalls unmittelbarer Nähe der umlaufenden Scheibe bezw. der Auftreffstelle der Schmelze auf die Scheibe zuführt, oder dass man durch Einblasen von Kühlgas in die Schmelze beim Auftreffen derselben auf die Scheibe oder unmittelbar vorher die zerteilende Wirkung der umlaufenden Scheibe unterstützt. Zur Einführung der Gase in den Zerstäubungs raum bezw. zum Einmischen bezw. Einblasen von Gas in die Schmelze kann man sieh üb licher Vorrichtungen, wie Injektoren, Zer stäuber oder dergleichen bedienen.
Selbstverständlich kann man die umlau- fende Scheibe auch noch durch an sieh be kannte Mittel gegen den Angriff der heissen Schmelze schützen, zum Beispiel derart, dass man sie hohl ausbildet und durch eine Hohl welle Kühlwasser in das Innere der Seheibe einführt.
Besonders gute Wirkungen werden erzielt, wenn man die Kühlung und Abschreckung durch vereinigte Anwendung von Kühlflüs sigkeit und Kühlgas bewirkt, zum Beispiel derart, dass Kühlflüssigkeit auf die umlau fende Scheibe aufgebracht und ausserdem noch Kühlgas in den Zerteilungsraum ein geführt wird.
Nacheiner Ausführungsform wird Gas derart und mit solcher Geschwindigkeit durch die Zerstäubungszone geführt, dass nicht nur eine Kühlwirkung ausgeübt wird, sondern gleichzeitig auch das von der Scheibe ab geschleuderte feinverteilte Gut durch einen Gasstrom weitergeführt wird.
Hierdurch ist es möglich, die Zeitdauer zwischen dem Übergang der Schmelze in feinverteilten Zu stand und dem Auffangen des feinverteilten Gutes in gewünschter Weise zu regeln und zum Beispiel eine zu rasche Berührung der Teilchen mit den Wänden oder ein zu rasches Absetzen derselben zu verhindern. Man kann zum Beispiel auch so arbeiten, .dass die ge- bi.lldeten Teilchen oder Anteile derselben mit Hilfe des Gasstromes;
in mit dem Zerstäu- bungs:raum in Verbindung stehende Absetz- bezw. Sammelräume getragen werden. Hier- durch kann man .die Teilchen nach Art der Windsichtung in einzelnen Fraktionen ge winnen.
Die Art der anzuwendenden Gase richtet sich nach der Art und Empfindlichkeit der zu verarbeitenden Schmelze. Man kann zum Beispiel Stickstoff, Wasserstoff, Kohlen säure, Generato;rgm:, Leuchtgas und derglei chen verwenden.
Bei Verarbeitung von Metallen, welche die Neigung haben mit Wasser zu reagieren, kann man als Kühlmittel inerte bezw. re- duzierend wirkende Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Benzol, Alkohole und dergleichen verwenden. An Stelle von Metallen kann man auch andere, auf üblichem Wege nicht oder schlecht mischbare Stoffe miteinander ver einigen und in homogene,
die Bestandteile in sehr gleichmässiger Verteilung enthaltende pulverförmige Mischprodukte überführen. Man kann zum Beispiel Metalle und Metall verbindungen,, zum Beispiel Metalloxyde, Me tallverbindungen mit andern Metallverbin dungen, Metalle oder Metalloxyde mit an dern Stoffen, wie zum Beispiel Graphit und dergleichen, in homogeneMischprodukte über führen. Als Beispiel sei erwähnt die Her stellung von pulverförmigen Mischprodukten aus Silber und Graphit. Derartige Produkte können zum Beispiel mit Vorteil zu elektri schen Kontaktteilen weiterverarbeitet wer den, wobei der Bestandteil Graphit für ge wünschte Härte sorgt, während das Silber durch seine gute Leitfähigkeit wirkt.
Bei der Herstellung der Mischprodukte können alle Bestandteile am Anfang der Mi schung schmelzflüssig sein. Man kann aber auch so arbeiten, dass man eine Komponente oder auch mehrere Komponenten in schmelz flüssigem Zustand verarbeitet und eine an dere Komponente oder andere Komponenten in feinpulverigem Zustand durch Einrühren oder dergleichen Massnahmen möglichst gleichmässig in der Schmelze verteilt und das Gemenge unter Vermeidung von Ent mischungen durch Zerstäubung und Abküh lung in kleinere feste Gebilde überführt, welche die Komponenten im Zustand gleich mässiger Verteilung enthalten.
In gegebenen Fällen kann man auch der art arbeiten, dass man die Mischung der Kom ponenten erst in dem Zerstäubungsapparat erzeugt, zum Beispiel derart, dass man die Komponenten im Schmelzfluss in getrennten Strahlen in den Zerstäubungsapparat ein führt, zum Beispiel d erart, dass die einzelnen Strahlen auf der umlaufenden Scheibe oder unmittelbar vorher aufeinandertreffen. Fer ner kann man zum Beispiel auch in eine Schmelze, welche eine Komponente oder mehrere Komponenten enthält, die andere, zum Beispiel eine pulverige Komponente durch Einblasen oder dergleichen Massnahmen einführen.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet viele mögliche Durchführungsformen zur gleichmässigen innigen Vereinigung von Stof fen, welche bisher nicht oder nur schwer unter Bildung homogener Erzeugnisse zu ver einigen waren. Bei besonders vorteilhaften Durchführungsbeispielen kann man einzelne Vorgänge nach verschiedenen Richtungen hin, zum Beispiel mit Bezug auf Mengen verhältnisse, Zerteilungsgrad, Feinheitsgrad uw., nach Belieben regeln und infolgedessen den Produkten jeweils gewünschte Eigen- sehaften verleihen, um sie den jeweiligen Weiterverarbeitungszwecken in bestmöglicher Weise anzupassen.
Man kann zum Beispiel Teilchen erzeugen, welche durch ein 10000 Maschensieb hindurchgehen oder auch noch feinere Teilchen oder auch gröbere Teilchen.
Man kann die Teilchen auch mit Bezug auf ihre Dichte bezw. Porosität beeinflussen. Die erfindungsgemäss hergestellten pulver förmigen Mischprodukte können für verschie dene Zwecke Verwendung finden. Sie sind unter anderem ausgezeichnet geeignet für den Aufbau von Körpern und Gegenständen auf meta.llkerami:chem Wege.
Man kann zum Beispiel durch kaltes oder warmesVerpressen der aus zwei oder mehreren Komponenten bestehenden Produkte, gegebenenfalls unter Beimischung von Zusatzstoffen, Körper von gewünschter Gestaltung herstellen.
Die pul verförmigen Mischprodukte können dabei entweder so wie sie anfallen oder gegebenen falls auch nach Zvc-ischenbehandlungen, wie zum Beispiel weiteren Zerkleinerungen, Sie- buntren usw. verarbeitet werden.
Process for the production of powdery mixed products, the subject of the invention is a process for the production of powdery mixed products from at least two substances, which is characterized in that the components, at least one of which is in the molten state, are subjected to thorough mixing and the Ge amount, before segregation has taken place, by atomization with simultaneous cooling into a solid state of aggregation, such that the mixed product contains the components in a state of even distribution.
All starting materials include metals which cannot be alloyed with one another or can only be alloyed with difficulty, and in particular those metals which combine with one another in a molten state, but tend to separate again when they cool. Examples of metallic mixed products which can be produced according to the invention are silver + nickel, copper + lead, iron + lead, copper + iron, magnesium + copper, aluminum lead, etc. These mixtures can be produced in any proportions, such as 60% silver + 40% nickel. 85% iron + 15% lead, 80% aluminum + 20% lead, etc.
Other implementation examples of the invention are suitable for the production of mixtures of metals and non-metallic substances, in particular with those starting materials which are difficult to mix with one another. tend to segregate easily.
Preferred implementation forms permit the manufacture of products which have properties of alloys of the components, but also properties of the components themselves. Here you are able, depending on the working conditions, for example type of components, proportions, more or less fine distribution of the particles,
to let one or the other characteristic emerge more strongly, to let the other more or less recede.
Powdery mixed products consisting of iron and lead can be used, for example, for the production of oil-free bearings. Here, the iron takes over the bearing of the shaft, while the lead has a lubricating effect. In this case, particularly beneficial effects can be achieved if the non-alloyable constituents iron and lead are very finely distributed next to one another.
Mixed products of silver and nickel can, for example, be used advantageously for the production of electrical contact parts. Here, the silver acts mainly as a conductor, while nickel prevents the contacts from sticking.
In the practice of process examples according to the invention, one can proceed in such a way that all components to be combined are subjected to mixing in the molten state in such a way that the constituents are present in the mixture in as evenly a distribution as possible and the mixture is mixed before separation has taken place, a Zer division process by atomization with simultaneous rapid cooling under throws.
Conventional methods and devices can be used to mix the molten components. For example, the mixing process can be carried out in stirrers with rapidly rotating stirrers or the intimate mixing can be brought about by using gases as stirring means or by the combined application of several such measures.
To atomize the melts respectively. to convert the same into solid, the particles in intimate association with each other tende powdery structures, you can bezw known. usual devices be used. For example, the melt can be sprayed with the aid of nozzles, striking tools or the like by blowing a gas stream into a jet of the melt and the like means, d. H. atomize. The atomization process can be supported by special measures, for example in such a way that the divided melt is thrown against the surface of the oil, thereby causing it to be further divided.
Appropriate measures, such as air cooling, water cooling and the like, can also be used to aid the disintegration and solidification process. It is particularly advantageous to work in such a way that atomization of the melt is achieved by applying it to rapidly rotating bodies, preferably disks, and at the same time ensures rapid cooling of the particles formed. For example, one can simultaneously with the molten material. Bring coolant, for example by spraying it onto the rotating disc and spray it together with the metallic melt.
This cools the rotating disk and the possibly explosive evaporation of the cooling liquid favors the breaking up of the molten metal and at the same time it creates an advantageous steam atmosphere in the separating chamber. If necessary, the walls of the atomization chamber can also be cooled or the sprayed material can be caught in liquids, or both measures can be taken.
One can also do this for example. that the intimate mixture of the molten components from the mixing vessel, for example a well-working agitator, is continuously carried out in one jet or several jets on a rapidly rotating,
allows the disc built into a lockable container to flow and at the same time supports the process of certifying and solidifying through suitable cooling measures, for example in such a way that
that cooling water is constantly sprayed onto the window with the aid of nozzles. Under the effect of centrifugal force, the melt hitting the disk is torn into fine or extremely fine particles. de according to the rotating speed of the disc, thickness of the casting:
spray, run-up speed (drop height), viscosity of the melt, etc., the process can be largely regulated, for example with reference to the degree of fineness of the product.
The spraying of cooling water promotes the atomization of the melt, the pane is cooled and, as a result of the atomization and atomization of the coolant, a steam atmosphere is generated which cools the particles flying through and prevents them from sticking to the container walls. In certain cases, the effect can still be taken by special measures, such as sprinkling or spraying the atomization chamber with cooling water, trickling down the walls or the like. The lower part of the container can be designed as a water basin in which the particles are caught and completely quenched.
For example, by passing a cooling gas stream or cooling gas streams through the atomization zone, the particles can be cooled as quickly as possible and, if necessary, prevent the particles from touching solid surfaces too quickly, for example the ver. The gas flow can also serve to cool parts of the apparatus, in particular the rotating disk.
It is advantageous to proceed in such a way that the gas stream in the vicinity, optionally in the immediate vicinity of the rotating disk, respectively. at the point of impact of the melt on the disk, or that one supports the dividing effect of the rotating disk by blowing cooling gas into the melt when it hits the disk or immediately beforehand. To introduce the gases into the atomization space BEZW. to mix in respectively. Injection of gas into the melt can be used as usual devices such as injectors, atomizers or the like.
Of course, the rotating disk can also be protected against attack by the hot melt using known means, for example in such a way that it is made hollow and cooling water is introduced into the interior of the disk through a hollow shaft.
Particularly good effects are achieved if the cooling and quenching is effected by the combined use of Kühlflüs fluid and cooling gas, for example in such a way that cooling liquid is applied to the rotating disk and cooling gas is also introduced into the dividing chamber.
According to one embodiment, gas is passed through the atomization zone in such a way and at such a speed that not only a cooling effect is exerted, but at the same time the finely divided material thrown off the disk is also carried on by a gas stream.
This makes it possible to regulate the time between the transition of the melt in finely divided to stand and the collection of the finely divided material in the desired manner and, for example, to prevent too rapid contact of the particles with the walls or too rapid settling of the same. One can, for example, also work in such a way that the formed particles or parts of them with the aid of the gas stream;
in with the atomization: space connected settling or. Collection rooms are worn. This allows the particles to be obtained in individual fractions in the manner of air sifting.
The type of gases to be used depends on the type and sensitivity of the melt to be processed. For example, nitrogen, hydrogen, carbonic acid, generator, light gas and the like can be used.
When processing metals that have a tendency to react with water, you can bezw as inert coolant. Use reducing liquids such as benzene, alcohols and the like. Instead of metals, it is also possible to combine other substances that are immiscible or difficult to mix in the usual way and form homogeneous,
transfer powdery mixed products containing the components in a very even distribution. For example, metals and metal compounds, for example metal oxides, metal compounds with other metal compounds, metals or metal oxides with other substances, such as graphite and the like, can be converted into homogeneous mixed products. One example is the manufacture of powdered mixed products made of silver and graphite. Such products can, for example, advantageously be further processed into electrical contact parts, the component graphite providing the desired hardness, while the silver acts through its good conductivity.
In the manufacture of the mixed products, all of the ingredients can be molten at the beginning of the mixture. But you can also work in such a way that one or more components are processed in the molten state and another component or other components in a finely powdered state by stirring or similar measures are distributed as evenly as possible in the melt and the mixture avoiding segregation converted into smaller solid structures by atomization and cooling, which contain the components in a state of uniform distribution.
In certain cases it is also possible to work in such a way that the mixture of the components is first produced in the atomization apparatus, for example in such a way that the components are introduced into the atomization apparatus in the melt flow in separate jets, for example in such a way that the individual Rays on the rotating disc or immediately before one another. Furthermore, it is also possible, for example, to introduce the other, for example a powdery component, into a melt which contains one component or several components by blowing or similar measures.
The inventive method offers many possible forms of implementation for the uniform intimate union of substances which were previously impossible or difficult to agree with the formation of homogeneous products. In the case of particularly advantageous implementation examples, individual processes can be regulated in different directions, for example with regard to quantity ratios, degree of division, degree of fineness, etc., and consequently give the products the desired properties in order to adapt them to the respective further processing purposes in the best possible way .
For example, you can produce particles that pass through a 10,000 mesh screen or even finer particles or even coarser particles.
You can bezw the particles also with reference to their density. Affect porosity. The powdered mixed products produced according to the invention can be used for various purposes. Among other things, they are excellently suited for the construction of bodies and objects in meta.llkerami: chem ways.
For example, by cold or hot pressing of the products consisting of two or more components, optionally with the admixture of additives, bodies of the desired design can be produced.
The powdery mixed products can either be processed as they arise or, if necessary, after additional treatments, such as further crushing, sieving, etc., are processed.