CH618367A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von verunreinigtem Metallpulver gemäss dem Gattungsbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren dieser Art ist besonders günstig bei der Pulvermetallurgie anzuwenden, insbesondere zum Herstellen von Metallpulvern der superlegierten Art zur Konsolidierung durch isostatische Heisspressung. Wegen der reaktiven Eigenschaft von superlegierten Pulvern und wegen der Erfordernis von Reinheit müssen derartige Pulver in einer inerten Atmosphäre oder unter einem Vakuum hergestellt und gehalten werden. Da es wirtschaftlicher ist, eine inerte Atmosphäre zu verwenden, ist dies das am häufigsten verwendete Verfahren zum Schützen von reaktiven Pulvern. Bevor das Pulver durch isostatische Heisspressung konsolidiert wird, ist es erforderlich, das inerte Gas dem Pulver zu entziehen. Die Entfernung des inerten Schutzgases ist in erster Linie erforderlich, um eine Porosität im verdichteten Werkstoff zu verhindern.

Eines der ersten Verfahren, die zum Entgasen eines gefüllten Behälters vor der isostatischen Heisspressung benutzt wurden, umfasst das Transportieren des Pulvermetalls unter einer inerten Atmosphäre, üblicherweise Argongas, und Anfüllen des der isostatischen Heisspressung dienenden Behälters mit dem Pulver immer noch unter der inerten Atmosphäre. Das Entgasen wurde durch Anlegen einer Vakuumpumpe an den Behälter bewirkt, um das Gas auszupumpen. Dieses Verfahren erfordert einen grossen Zeitraum und nur etwa ein Pfund des Pulvers kann pro Stunde behandelt werden. Darüber hinaus ist dieses Verfahren nicht sehr wirksam, da man sich bei diesem Verfahren auf die natürliche Diffusion des Argongases aus dem Pulver heraus zur Vakuumpumpe hin verlässt. In vielen Fällen verbleibt ein unerwünschter Anteil von Argon in dem Pulver. Eine spätere Verbesserung umfasste das Erwärmen des Transportbehälters, um das Austreiben des Argongases zu unterstützen. Die aufgewandte thermische Energie erhöht die kinetische Energie des Gases und unterstützt das Trennen des Gases vom Pulver. Obwohl mehr Gas durch die Erhitzung des Pulvers entfernt wird, verbleibt dennoch eine unerwünschte Menge. Darüber hinaus wird keine Verbesserung der Behandlungszeit erreicht, da es erforderlich ist, das Pulver vor der anschliessenden Behandlung abkühlen zu lassen.

Eine erst kurze Zeit bekannte Verfeinerung des Entgasungsverfahrens umfasst das Leiten des verunreinigten Pulvers durch die heisse Zone einer Kammer hindurch, die mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Die Bewegung des Pulvers durch die heisse Zone hindurch exponiert das Pulver, um den physikalischen Einschluss des Gases ausschalten zu helfen. Die aufgewandte thermische Energie erhöht die kinetische Energie der Argongasatome und erleichtert auf diese Weise deren Loslösen vom Pulver. Diese Art der Heissentgasung kann schneller durchgeführt werden als die vorerwähnte Entgasung. Jedoch ein bei diesem Verfahren auftretendes Problem besteht darin, dass es erforderlich ist, das Pulver auf Temperaturen zu erhitzen, die noch oberhalb von 480° C liegen. Infolgedessen

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ist das Pulver nach dieser Behandlung extrem heiss, und es ist erforderlich, wie bereits vorher erwähnt wurde, das Pulver vor der weiteren Behandlung abkühlen zu lassen. Das Abkühlen jedoch stellt eine Behinderung dar, weil das Pulvermetall sich unter einem Vakuum befindet, so dass die Kühlung nur durch Konduktion bewirkt werden kann. Es ist aus diesem Grunde erforderlich, das zu kühlende Pulver für einen Zeitraum in der Grössenordnung von Tagen im Vorratsbehälter zu belassen, bevor es im isostatischen Heisspressvorgang verwendet werden kann. Ein noch grösseres Problem besteht darin, dass das Erhitzen unter den vorgenannten Bedingungen nicht genug Gas entfernen kann, um die Porosität des verdichteten Werkstoffes zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von verunreinigtem Metallpulver, das mindestens teilweise gasförmige Verunreinigungen, insbesondere dem Pulver anhaftendes Schutzgas, enthält vorzusehen, das bzw. die wirkungsvoller ist als die bekannten Verfahren und Vorrichtungen. Darüber hinaus soll das gereinigte und entgaste Metallpulver in der Nähe der Umgebungs- ■ temperatur behandelt werden können, so dass das Metallpul-ver daher sofort in einen isostatischen Heisspress-Behälter. unter einem ausreichend hohen Vakuum überführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Reinigen von verunreinigtem Metallpulver gemäss der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.

Zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Vorrichtung, bestehend aus einer evakuierbaren Kammer mit einem an eine Vakuumpumpe anschliessbaren Gasauslass und seitlichen Elektroden, einem Metallpulverauslass und einem an diesen angeschlossenen Aufnahmebehälter für das gereinigte Metallpulver, durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 3 vorgeschlagen, der gemäss der Erfindung gekennzeichnet ist.

In der Vakuumkammer wird ein elektrisches Feld erzeugt, das die Verunreinigungen elektrisch auflädt, um die Trennung der Verunreinigungen von dem pulverförmigen oder partikelförmigen Metall zu bewirken. Das elektrische Feld erregt die Verunreinigungen ferner, um insbesondere ihre Geschwindigkeit zu erhöhen und ihr Entfernen durch eine Vakuumpumpe zu erleichtern.

Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens sind in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine zum Teil aufgebrochen dargestellte Seitenansicht einer Vorrichtung zum Entgasen von partikelförmigem Metall,

Fig. la einen Teilschnitt durch eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 1 in einem grösseren Massstab,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zum Entgasen von partikelförmigem Metall,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4—4 in Fig. 2 und

Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2.

Wie bereits erläutert wurde, betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen und Entgasen von partikelförmigem Metall bzw. Metallpulver, bei dem das verunreinigte Pulver einem elektrischen Feld ausgesetzt wird. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung eines elektrischen Feldes zum Reinigen von Metallpulver wesentlich reineres Pulver ergab als nach den bekannten Verfahren gereinigte Pulver. Darüber hinaus wird das gereinigte Pulvermetall bei Umgebungstemperatur gewonnen und kann sofort in nachfolgenden Arbeitsgängen verwendet werden. Nachstehend wird näher erläutert werden, dass entweder Wechselstrom oder Gleichstrom zur Erzeugung des elektrischen Feldes benutzt werden kann. Darüber hinaus wurde als vorteilhaft festgestellt, ein elektrisches Feld in einer ausreichend hohen Intensität zu erzeugen, um gasförmige Verunreinigungen, wie Argon, zu ionisieren.

Es sind eine Anzahl von Theorien entwickelt worden, um die Art und Weise zu erläutern, in der das elektrische Feld das Pulver reinigt. Eine Theorie besteht darin, dass das elektrische Feld eine gleiche elektrische Ladung in den individuellen Partikeln erzeugt und einige Gasatome oder Moleküle an der Oberfläche der Partikeln anhaften. Da gleichgeladene Gegenstände einander abstossen, wird das Gas von den Partikeln ab-gestossen. Auf diese Weise wird das Gas zwangsläufig von den Metallpartikeln getrennt. Das einmal abgetrennte, noch geladene Gas wird unter dem Einfluss des elektrischen Feldes beschleunigt. Mit anderen Worten, das Gas wird bewegt. Die erhöhte Geschwindigkeit des Gases erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das Gas seinen Weg aus der Vakuumkammer heraus durch die Vakuumpumpe finden wird. Darüber hinaus nehmen die Pulverpartikeln elektrostatische Ladungen an, während das Pulver hergestellt wird. Infolgedessen erfolgen Zusammenballungen (Molekülkomplexe) von Partikeln. Diese Zusammenballungen neigen zur Aufnahme des Gases, so dass es schwierig ist, das Gas vom Pulver zu trennen. Es wird angenommen, dass viel von dem Argongas, das das Pulver zu dem Behälter für die isostatische Heisspressung begleitet, auf diese Weise festgehalten wird. Durch Anlegen der gleichen Ladung an alle Partikeln einer Zusammenballung werden die Partikeln voneinander abgestossen und das Argongas wird freigegeben. Es wird daran erinnert, dass Argonatome, die inert sind, wahrscheinlich nicht an die Partikeln gebunden sind, sondern sich um diese bewegen. Sind die Zusammenballungen einmal aufgebrochen, ist das Argongas frei, um sich von den Partikeln weg bewegen zu können.

Das verunreinigte Pulver kann auf unterschiedliche Weise geladen werden. In einem Gleichstromsystem kann das Pulver in Berührung mit einer der geladenen Elektroden gebracht werden, um eine gleiche Ladung in den Partikeln zu induzieren. In einem Wechselstrom- oder Gleichstromsystem, das bei einem ausreichend hohen Potential betrieben wird, um die Ionisation der gasförmigen Verunreinigungen durch Kathodenentladung zu bewirken, sind Elektronen, die auf an den Partikeln anhaftendes Gas aufprallen, in der Lage, kernferne Elektronen auszustossen. Der Verlust von Elektronen resultiert in einer gesamten positiven Ladung in dem Partikel und dem Gas, da der Verlust an Elektronen beiden gemeinsam ist. Einmal aufgeladenes Gas wird von den Partikeln abgestossen. Es wurde ferner festgestellt, dass das elektrische Feld ein sofortiges Abstossen der Partikeln voneinander bewirkt, wodurch Zusammenballungen aufgebrochen werden. Es wird angenommen, dass ein Betreiben der Vorrichtung auf einem Potential, das ausreicht, um Argongas zu ionisieren, besonders vorteilhaft ist.

Die Eigenschaft von inerten Gasen macht es schwer, eine Ladung in deren Atomen zu induzieren. Jedoch kann das Gas, in diesem Falle Argongas, leicht durch Ionisieren des Gases geladen werden. Das ionisierte Gas wird dann im elektrischen Feld erregt und wird leichter entfernt.

Es wird auch angenommen, dass dann, wenn die Vorrichtung bei Potentialen betrieben wird, die hoch genug liegen, um die gasförmigen Verunreinigungen zu ionisieren, ein Waschvorgang eintritt. Mit anderen Worten, Gasatome, insbesondere Argonatome, die durch Kollision mit Elektronen ionisiert wurden, werden durch das elektrische Feld beschleunigt und kollidieren mit den Pulverpartikeln. Diese Kollisionen schlagen andere Gasatome ab, die an der Oberfläche der Partikeln anhaften. Die Gasatome, die abgeschlagen wurden, können dann durch Kollision mit Elektronen ionisiert werden und werden beschleunigt und kollidieren mit weiteren Partikeln.

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Da Millionen von Atomen in diesen Prozess hineingezogen werden, werden die Partikeln in der Tat durch die Kollisionen mit Gasionen gewaschen. Es wurde festgestellt, dass das elektrische Feld und die Kollisionen ferner die Geschwindigkeit erhöhen, also die Aktivität der gasförmigen Verunreinigungen und aus diesem Grunde die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass diese in das Vakuumpumpsystem gelangen und abgeführt werden.

Um weiter die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die gasförmigen Verunreinigungen entzogen werden, wird der Vorteil der Tatsache ausgenutzt, dass die Gasatome geladen sind (entweder durch Ionisation oder dadurch, dass sie eine induzierte Ladung erhalten haben). In den meisten Fällen haben die Gasatome eine positive Ladung. Aus diesem Grunde wird ein negativ geladenes Anziehungselement verwendet, um die geladenen Partikeln zur Vakuumpumpe hin zu ziehen. Das Anziehungselement wirkt in komplementärer Weise zu der erhöhten Aktivität der Gasatome, um weiterhin ihre Abführung aus der Vakuumkammer sicherzustellen.

Es wurde festgestellt, dass das elektrische Feld nicht nur das inerte Gas entfernt, sondern ebenfalls die Pulverpartikeln von anderen Verunreinigungen trennen kann, wie Wasserdampf, Keramikstaub, und, wie bereits erwähnt wurde, dass die Pulverpartikeln voneinander getrennt werden. Es ist beobachtet worden, dass Feststoffverunreinigungen an den Seiten der Vakuumkammer anhaften. Dies erfolgt ohne Zweifel dank der Tatsache, dass die Seiten der Kammer eine induzierte Ladung haben, die entgegengesetzt geladenen Staub anziehen. Es ist auf jeden Fall klar, dass Verunreinigungen vom Pulver getrennt werden und nicht mit diesem in den Aufnahmebehälter wandern.

Es gibt keinen genauen Aufschluss, welche der vorbeschriebenen Theorien genau den Prozess beschreibt, durch den das Pulver gereinigt wird. Es ist möglich, dass alle Theorien bis zu einem gewissen Ausmasse eine Rolle spielen. Auf jeden Fall wird erreicht, dass durch Aufladen des verunreinigten Metallpulvers in einem elektrischen Feld die Verunreinigungen von diesem getrennt und erregt werden können, so dass die gasförmigen Verunreinigungen leicht entfernbar sind. Das Ergebnis besteht darin, dass sauberes Metallpulver erzeugt werden kann.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zum Reinigen und Entgasen von verunreinigtem Metallpulver ist als ganzes mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung umfasst eine Vakuumkammer, die das Bezugszeichen 12 trägt. Der obere Teil der Vakuumkammer besteht aus einem langgestreckten, hohlen Teil 14, das aus einem dielektrischen Werkstoff, wie Glas, hergestellt ist. Dieser Glasteil 14 umfasst einen Einlass 16 am oberen Ende, der zum Anbringen an einer Leitung 18 geeignet ist, die verunreinigtes Metallpulver von einem Transportbehälter 20 zuführt. Der Transportbehälter ist oberhalb der Vorrichtung 10 durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Rahmen angeordnet, so dass das zu reinigende Metallpulver, beispielsweise ein Nickelbasismetallpulver, durch Schwerkraft längs der Leitung 18 durch den Einlass 16 in die Vakuumkammer 12 gelangen kann. Ein Ventil 22 ist in die Leitung 18 geschaltet, um die Fliessmenge des Pulverstroms in die Vakuumkammer 12 zu steuern und zum Öffnen und Schliessen des Transportbehälters zur Vakuumkammer hin.

Der langgestreckte hohle Teil 14 umfasst ferner zwei Gasauslassrohre 24 und 26. Diese sind, wie der Zeichnung zu entnehmen ist, einstückige Vorsprünge des Glasteiles und stehen mit dessem Inneren in Verbindung. Die Auslassrohre 24 und 26 sind mit einer Vakuum-Rohrverzweigung, die als Ganzes mit 28 bezeichnet ist, verbunden. Die Vakuumrohrverzweigung 28 stellt einen Teil eines Evakuierungssystems zum Auspumpen der Vakuumkammer dar. Die Einzelheiten dieses Evakuierungssystems sind nicht dargestellt, da derartige Systeme bekannt sind. Es genügt auszuführen, dass die Vorrichtung eine Vakuumpumpe 30 umfasst, die zur Erzeugung eines grossen Vakuums, beispielsweise von einem Vakuum von 10 Mikron oder geringer, geeignet ist. Aus später näher erläuter-s ten Gründen ist die Vakuumrohrverzweigung 28 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff," beispielsweise aus Kupfer, gefertigt. Ein Zweig 32 der Rohrverzweigung 28 umfasst ein Paar Nippel 34 und 36, die mit den Enden der Gasauslassrohre 24 und 26 verbunden sind. Der Zweig 32 ist im wesent-io liehen vertikal angeordnet, so dass irgendwelche Feststoffpartikeln, die unbeabsichtigt in die Rohrverzweigung 28 eindringen, durch Schwerkraft in einen Auffangsumpf 38 fallen, um zu verhindern, dass diese ihren Weg in das Innere der Vakuumpumpe 30 finden. Zusätzlich ist ein oder sind mehrere Fil-15 ter, wie beispielsweise der Filter 40, vorgesehen, um ferner sicherzustellen, dass feste Fremdkörper die Vakuumpumpe 30 nicht erreichen können.

Im langgestreckten hohlen Glasteil 14 ist ein Satz von Elektroden angeordnet, die aus zwei Spulen 42 und 44 beste-20 hen. Die Spulen 42 und 44 sind über elektrische Kabel 46 und 48 mit einer Spannungsquelle verbunden, und zwar in diesem Falle mit einem Wechselstromgenerator 50. Die Spulen 42 und 44 sind aussen um zwei trichterförmig gestaltete Bereiche 52 und 56 herum angeordnet, die im hohlen Glasteil 14 liegen. 25 Die trichterförmig gestalteten Bereiche 52 und 56 haben mehrere Funktionen. Die trichterförmig gestalteten Bereiche 52 und 56 leiten den Fluss des Metallpulvers zum Inneren des hohlen Glasteiles 14, um einen Strom von Metallpulver zu bilden, der durch die beiden Spulen 42 und 44 hindurchfliesst. 30 Die tunnelförmig gestalteten Bereiche 52 und 56 schützen darüber hinaus die Spulen vor einer direkten Berührung mit dem Metallpulver. Darüber hinaus sind die trichterförmig gestalteten Bereiche 52 und 56 operativ vor den Eingängen der Gasauslassrohre 24 und 26 angeordnet, um die Chance der 35 Pulverpartikeln zu verringern, unbeabsichtigt durch die Gasauslassrohre 24 und 26 abgeleitet zu werden, wodurch diese den Weg in das Vakuumsystem finden könnten. Diese Vorsicht wurde angewandt, da, wenn die Einrichtung mit hohen Spannungen betrieben wird, der Prozess erhebliche Turbulen-40 zen im Metallpulver in dem Bereich zwischen den Spulen 42 und 44 hervorruft. Jeder Aufbruch des Stromes dank der Turbulenzen wird korrigiert, wenn die Pulverpartikeln durch den unteren trichterförmig gestalteten Bereich 56 gesammelt werden.

45 Der Wechselstromgenerator 50 wird verwendet, um ein elektrisches Feld zwischen den Spulen 42 und 44 zu erzeugen. Bei dem Prototyp der Vorrichtung war das erzeugte elektrische Feld von einem ausreichenden Potential, um gasförmige Verunreinigungen zu ionisieren, die das Metallpulver begleite-50 ten, das durch die Vakuumkammer 12 floss. Mit anderen Worten, nachdem die Vakuumkammer 12 leergepumpt ist, wird der Generator 12 auf einem Potential betrieben, was eine Kathodenentladung zwischen den beiden Spulen erzeugt. Es wurde festgestellt, dass eine ausreichende Ionisierung erreicht 55 werden kann, wenn der Generator mit etwa 45 kv und 30 Milliampere mit einem Vakuum in der Vakuumkammer 12 von etwa 5 bis 10 Mikron arbeitet. Unter diesen Bedingungen emittieren die Spulen 42 und 44 durch die Kathodenentladung eine grosse Anzahl von Elektronen. Die Elektronen werden 60 erst zu einer Spule hin, dann zur anderen beschleunigt, wenn die Polarität der Spulen 42 und 44 wechselt. Die sich schnell bewegenden Eelektronen kollidieren mit Gasatomen oder -molekülen, die das Metallpulver begleiten. Viele dieser Kollisionen resultieren in einem Ausstossen eines Elektrons, das 65 ausserhalb des äusseren Kernes des Gasatomes oder Molekü-les ist, wodurch dieses ionisiert wird. Da das Metallpulver unter einer inerten Atmosphäre von Argongas gehalten worden ist, werden die meisten Verunreinigungsgase, die das Metall

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pulver begleiten, Argon sein. Argon hat ein relativ hohes Ionisationspotential, so dass ein elektrisches Feld zwischen den Spulen erzeugt werden muss, das ein ausreichendes Potential hat, um Argongas zu ionisieren. Es wurde festgestellt, dass ein Potential von etwa 45 kv eine ausreichende Ionisation von Argongas in der verwendeten Vorrichtung erzeugt, jedoch können auch tiefere oder höhere Potentiale verwendet werden. Da das Ionisationspotential von Argon relativ hoch ist, werden auch andere Arten von Verunreinigungen, wie Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff, ebenfalls ionisiert.

Ist das Gas in der Vakuumkammer ionisiert worden, werden die Ionen durch das elektrische Feld erregt. Der hier verwendete Ausdruck «erregt» soll zum Ausdruck bringen, dass die Ionen beschleunigt werden, d. h. einer Erhöhung der kinetischen Energie ausgesetzt sind. Die erhöhte Geschwindigkeit der Ionen erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Ionen infolge ihrer wahllosen Bewegung in die Gasauslassrohre 24 und 26 eindringen. Es ist darüber hinaus erwünscht, die Ionen zu den Gasauslassrohren 24 und 26 hin zu zwingen, wo sie leichter durch das Vakuumsystem zu entfernen sind. Zu diesem Zweck ist die Vakuumrohrverzweigung 28 auf einem negativen Potential bezüglich der positiv geladenen Gasionen gehalten. Um dies erreichen zu können, ist die Vakuumrohrverzweigung 28 durch eine Erdverbindung 58 geerdet. Die Erdverbindung erzeugt nicht nur ein neutrales Potential, sondern hält die Rohrverzweigung auf einem negativen Potential. Die negativ geladene Rohrverzweigung 28 zieht auf diese Weise die positiv geladenen Gasionen an, wodurch diese durch die Auslassrohre 24 und 26 in die Vakuumrohrverzweigung 28 bewegt werden. Mit anderen Worten, die Vakuumrohrverzweigung 28 dient als Anziehungselement für die geladenen Gasatome. Wenn die Ionen mit der negativ geladenen Oberfläche der Vakuumrohrverzweigung in Berührung kommen, so können die Ionen Elektronen aufnehmen und neutralisiert werden. Befinden sich jedoch die Gasatome in der Vakuumrohrverzweigung 28, sind diese effektiv vom Metallpulver getrennt und es besteht nur geringe Wahrscheinlichkeit, dass sie den Weg zurück zur Vakuumkammer 12 finden und das Pulver wieder verschmutzen.

Um zu helfen sicherzustellen, dass die Gasionen, die einmal vom Metallpulver getrennt sind, dieses nicht mehr verschmutzen, sind oberflächenpolarisierte Ringmagnete 60 und 62 um die Gasauslassrohre 24 und 26 herum vorgesehen. Die Magnete erzeugen ein magnetisches Feld in den Auslassrohren, wie dies in Fig. la dargestellt ist. Fig. la veranschaulicht einen Bereich des Gasauslassrohres 24 und den zugeordneten oberflächenpolarisierten Ringmagneten 60. Die Pole des Magneten sind so angeordnet, dass das erzeugte magnetische Feld die positiv geladenen Ionen 64 anzieht und durch das magnetische Feld von links nach rechts bewegen. Die Bewegung der Ionen in entgegengesetzte Richtung wird unterdrückt, da die Ionen eine Rückstosskraft erfahren, wenn sich diese dem magnetischen Feld von rechts annähern. Auf diese Weise wirkt der Magnet 60 als Einbahntor, indem das erzeugte magnetische Feld eine Bewegung der Ionen von links nach rechts ermöglicht, jedoch einer Bewegung der Ionen von rechts nach links entgegenwirkt. Infolgedessen wird die Zurückbewegung von Ionen, die einmal positiv geladen sind und die Magnete 60 und 62 zur Rohrverzweigung 28 hin passiert haben, in Richtung zur Vakuumkammer 14 hin verhindert.

Zusätzliche oberflächenpolarisierte Magnete 64 und 66 können längs des Hauptkörpers des hohlen Glasteiles 14 operativ angeordnet sein. Weitere flächenpolarisierte Magnete 64 und 66 können auch längs des Hauptkörpers des hohlen Glasteiles 14 angeordnet sein. Die von diesen Magneten erzeugten Magnetfelder unterstützen die Sperrung geladener Gasatome gegen ein Abwärtswandern durch die Vakuumkammer in Richtung des Pulverflusses. Die Magnete 64 und 66 bewirken ein Halten der Gasionen in der Region der Spulen, so dass sie den Anziehungskräften der Vakuumrohrverzweigung 28 unterworfen sind. Obwohl permanente Magnete zur Erzeugung eines Magnetfeldes verwendet werden, ist es offensichtlich,

dass ein Feld genauer Orientierung durch andere Mittel erzeugt werden kann. In der Tat kann jedes gerichtete elektrische Feld geringer Intensität verwendet werden, um die Bewegung der geladenen Gasatome so zu steuern, wie durch die Verwendung von Magneten vorgeschlagen wird. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass es nur erforderlich ist, ein elektrisches Feld so zu erzeugen, dass die positiv geladenen Ionen entweder angezogen oder abgestossen werden, wie dies in Abhängigkeit von der Anordnung des Feldes in der Vorrichtung und in Abhängigkeit von der gewünschten Bewegungsrichtung erforderlich ist.

Es ist ferner festgestellt worden, dass sich Feststoffe an der inneren Oberfläche des Glasteiles ansammeln. Diese Feststoffe sind Keramikstaub, der das Pulver während der Herstellung verschmutzt hat. Beim Prüfen der Prototypeinrichtung war das in der Vorrichtung behandelte Pulver durch Zerstäuben hergestellt worden. Die Zerstäubungseinrichtung umfasst keramische Teile, von denen Stückchen abbrechen und in das Pulver gelangen können. Obwohl nur sehr wenig Keramikstaub beobachtet worden ist, ist dieser vom Pulver getrennt worden. Es wird angenommen, dass die Wände des Glasteiles 14 eine in diesen induzierte elektrostatische Ladung haben, was die Tendenz erklärt, entgegengesetzt geladene Festteilchen an der Wand anzusammeln. In jedem Falle bewirkt die Vorrichtung sowohl ein Trennen von festen als auch von gasförmigen Verunreinigungen vom Pulver.

Bei der Behandlung des Pulvers wurde als vorteilhaft festgestellt, in dem Transportbehälter 20 ein geringes Vakuum zu erzeugen. Dies wird durch Verbinden des Zweiges 68 der Vakuumrohrverzweigung 28 mit einem Nippel 70 am Transportbehälter 20 erreicht. Vor dem Öffnen des Ventils 22, das einen Pulverfluss in die Vakuumkammer bewirkt, werden sowohl die Vakuumkammer 12 wie auch der Transportbehälter ausgepumpt. Dabei wird nur ein geringes bzw. ein Vorvakuum in dem Transportbehälter 20 erzeugt, da nur ein wenig Argon im Pulver gehalten wird. Das verbleibende Argon wird jedoch zusammen mit anderen Verunreinigungen entfernt, wenn das Pulver durch das elektrische Feld in der Vakuumkammer 12 fliesst.

Obwohl es möglich ist, nur das Wechselstromfeld zu verwenden, umfasst die Vorrichtung einen zweiten Bereich in der Vakuumkammer 12, in dem das Pulver einem anderen elektrischen Feld ausgesetzt wird. Das zweite elektrische Feld stellt sicher, dass alles Gas, das im ersten Bereich noch nicht vom Pulver getrennt worden ist, herausgezogen wird. Der zweite Bereich, der als Ganzes mit 72 bezeichnet ist, umfasst einen Y-förmig gestalteten Teil 74, der aus dielektrischem Werkstoff, wie Glas, wie auch der erste Teil 14 hergestellt ist. Ein Arm des Y-fÖrmig gestalteten Teiles 74 ist mit dem ersten langgestreckten hohlen Glasteil 14 durch eine Hülse 78 verbunden, die aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, wie Kupfer, gefertigt ist. Die Elektrode 80 ist an der Hülse 78 angeschlossen und erstreckt sich durch den ersten Arm 76 des Y-förmig gestalteten Teiles 74 hindurch. Die Elektrode 80 ist trogartig bzw. rutschenartig gestaltet. Die Elektrode 80 bildet eine langgestreckte Transportoberfläche, über die das Metall-pulver wandert. Die Elektrode 80 ist über ein elektrisches Kabel 84 mit einem Pol eines Gleichstromgenerators 82 verbunden. Es ist klar, dass jede geeignete Gleichstromquelle verwendet werden kann, dass jedoch beim Prototyp der Vorrichtung ein Gleichstromgenerator benutzt worden ist.

Ein zweiter Arm 86 des Y-förmig gestalteten Teiles steht mit einem anderen Zweig 88 der Vakuumrohrverzweigung 28 in Verbindung. Eine Hülse 90, die aus elektrisch leitendem Werkstoff, wie Kupfer, gefertigt ist, ist mit dem Ende des Ar-

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mes 86 verbunden. Die Hülse 90 ist ihrerseits durch eine Glashülse 92 gegenüber dem Zweig 88 der Rohrverzweigung 28 isoliert und stellt einen Nichtleiter dar, der zwischen den Zweig 88 und die Kupferhülse 90 geschaltet ist. Eine Elektrode 94 ist über ein elektrisches Kabel 96 mit dem zweiten Pol des Gleichstromgenerators 82 verbunden. In Abwandlung vom Vorbeschriebenen kann das Kabel 96 auch direkt an die Kupferhülse 90 angeschlossen werden, so dass die Kupferhülse 90 selbst als Elektrode dient und die Elektrode 94 dann entbehrlich ist.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die beiden Elektroden 80 und 94 im zweiten Bereich der Vakuumkammer derart angeordnet, dass die Oberflächenelektrode 80 positiv geladen und die andere Elektrode 94 negativ geladen ist. Eine Spannung von 10 bis 30 kv ist an die beiden Elektroden angelegt. Unter diesen Bedingungen reicht der Spannungsunterschied zwischen den beiden Elektroden aus, eine Kathodenentladung zu bewirken. Aus diesem Grunde lösen sich Elektronen aus der negativen Kathode 94 und strömen zur positiven Elektrode 80 hin. Das Pulver wird daher durch zwei mögliche Mechanismen gereinigt. Die Elektronen, die zur positiven Elektrode .80 hin strömen, kollidieren mit den Gasatomen, die im Pulver verblieben sind, wenn dieses über die Elektrode fliesst. Infolgedessen erhält das Gas und das Pulver eine rein positive Ladung, und die ionisierten Gasatome werden abgestossen und zur negativen Elektrode hin gezogen. Die positive Elektrode 80 induziert eine gleiche Ladung in gegebenenfalls verbleibenden Zusammenballungen, um das in diesen enthaltene Gas freizusetzen. Das freigesetzte Gas wird dann der Ionisation unterworfen. In jedem Falle wird das gewünschte Ergebnis erhalten, dass das Pulver und/oder Verunreinigungen elektrisch aufgeladen werden, um die Trennung der Verunreinigungen vom Pulver zu bewirken. Die Vorrichtung ist auch mit umgekehrt geladenen Elektroden betrieben worden. Die gleiche Entgasung wurde dabei ebenfalls erreicht.

Nachdem das Pulver durch den ersten Bereich der Vakuumkammer, der durch den langgestreckten hohlen Glasteil-14 gebildet ist, gefallen ist, tritt das Metallpulver und gegebenenfalls verbliebene Verunreinigungen in die Hülse 78 ein und treffen auf die eine Oberfläche bildende Elektrode 80 auf. Das Pulver fliesst längs der Elektrode 80 abwärts und bewegt sich zum Schnittpunkt der beiden Arme 78 und 76 des Y-förmig gestalteten Teiles 74 hin. Da das Pulver in direkter Berührung mit der positiv geladenen Elektrode ist, wird, wie vorher erläutert wurde, eine positive Ladung in dem Pulver und in gegebenenfalls an diesem anhaftendem Gas erzeugt. Tritt das Pulver in den Schnittpunkt zwischen den beiden Armen ein, wird es von Elektronen bombardiert, die von der negativen Elektrode emittiert werden. Die Elektronen kollidieren mit dem Gas und ionisieren dieses und laden ferner die Verunreinigungen auf. Das Gas wird daher höchstwahrscheinlich vom Pulver abgestossen und wird aufwärts durch den zweiten Arm 86 des Y-förmig gestalteten Teiles 74 angezogen, weil, wie vorher erläutert wurde, die Vakuumrohrverzweigung einen Zweig 88 umfasst, der auf einem negativen Potential gehalten ist. Die sich frei bewegenden Argonatome werden ebenfalls ionisiert und in der gleichen Weise abgeführt. Ein flächenpolarisierter Magnet 98 kann um den zweiten Arm 86 des Y-förmig gestalteten Teiles herum angeordnet sein und als Ein-Weg-Tor in der gleichen Weise wirken, wie dies bei der Erläuterung der übrigen Magnete beschrieben wurde.

Das nun im wesentlichen gereinigte und entgaste Pulver fällt von der Elektrode 80 durch eine Leitung 100 in einen Aufnahmebehälter 102. Die Leitung 100 ist mit einem Ventil 104 versehen, um die Vorrichtung zum Aufnahmebehälter 102 hin öffnen und schliessen zu können. Ist der Behälter mit entgastem Metallpulver angefüllt, wird das Ventil 104 geschlossen und der Behälter 102 abgedichtet.

Der Prototyp der Entgasungsvorrichtung ist erfolgreich sowohl mit einem als auch mit zwei Feldern betrieben worden, d. h. es wurde entweder ein Wechselstrom- oder ein Gleichstromfeld benutzt. Aus diesem Grunde ist es möglich, eine Entgasungsvorrichtung aufzubauen, die entweder ein Wechselstromfeld oder ein Gleichstromfeld oder, wie dies in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt ist, beide Arten von Feldern aufweist. Es wird angenommen, dass die Verwendung von beiden Feldern vorteilhaft ist, um die höchstmögliche Entgasung sicherzustellen. In vielen Fällen ist jedoch die Grösse der Entgasung, die bei der Verwendung eines einzigen Feldes erreicht wird, ohne Zweifel ausreichend. In jedem Falle hat die Verwendung eines elektrischen Feldes in Verbindung mit dem Entgasungsvorgang zu einem wesentlich besseren Produkt geführt, als dies je mit bekannten Entgasungsvorrichtungen der Fall war. Mit anderen Worten, das in den Aufnahmebehälter 102 eingeführte Pulver hat eine geringere Konzentration von gasförmigen Verunreinigungen als das Pulver, das mit anderen Entgasungseinrichtungen erzeugt wurde. Darüber hinaus befindet sich das Pulver etwa bei Umgebungstemperaturen, so dass eine Weiterbehandlung sofort erfolgen kann. Der Aufnahmebehälter 102 kann auch ein isostatischer Heisspressbehälter sein, wie er für den Verdichtungsschritt verwendet wird. Eine direkte Einbringung des Metallpulvers in einen isostatischen Heisspressbehälter war bisher sehr schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, wenn das Pulver durch eine Wärmebehandlung entgast worden ist.

Um die Grösse des Vakuums im Aufnahmebehälter 102 und in dessen Nähe beobachten zu können, kann ein Vakuummessgerät 106 verwendet werden, das an eine Abzweigung 108 von der Leitung 100 angeschlossen ist. Bei der beschriebenen Vorrichtung wurde ein Vakuummessgerät verwendet, das den Widerstand der Umgebung in der Vorrichtung misst, jedoch es können selbstverständlich auch andere Vakuummessgeräte benutzt werden.

Die Entgasungsvorrichtung ist erfolgreich benutzt worden zum Reinigen und Entgasen von superlegiertem Metallpulver, wie das gut bekannte, auf Nickelbasis beruhende superlegierte Pulver mit der Handelsbezeichnung IN 100. Es ist jedoch möglich, dass andere Metallpulverarten, wie Pulver von rostfreiem Stahl, in der gleichen Weise entgast werden können. Da Stahlpulver jedoch magnetisch ist, ist es nicht möglich, magnetisch wirkende Einweg-Tore zu verwenden, da das Pulver von den Magneten angezogen wird. Dies ist jedoch kein schwerwiegender Ubelstand, da das Grundkonzept, das Verunreinigungen enthaltende Pulver einem elektrischen Feld auszusetzen, um die gasförmigen Verunreinigungen aufzuladen, benutzt werden kann. Solange wie die gasförmigen Verunreinigungen erst aufgeladen und dann erregt werden, können diese wesentlich schneller vom Pulver getrennt und durch das Vakuumsystem entfernt werden, als dies der Fall ist mit Vorrichtungen, die auf Wärmebehandlung beruhen.

Es sollte hervorgehoben werden, dass die spezielle Gestaltung des Versuchs-Prototyps der Vorrichtung nicht zeigt, dass die Vorrichtung nur so aufgebaut sein kann. Lediglich die Basis der Erfindung sollte unter Bezugnahme auf diese Vorrichtung erläutert werden, wobei Fachkräfte leicht andere Gestaltungen ersinnen können.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung zum Reinigen und Entgasen von partikelförmigem Metall ist in Fig. 2 bis 5 dargestellt. Diese Version der Vorrichtung wirkt auf dem gleichen vorbeschriebenen Grundprinzip, d. h. die Entgasung wird durch Aussetzen des verunreinigten partikelförmigen Metalls einem elektrischen Felde bewirkt, um gasförmige Verunreinigungen aufzuladen und zu erregen bzw. zu beschleunigen. Ein wesentlicher Vorteil dieses zweiten Ausführungsbeispieles ist der Aufbau. Darüber hinaus macht die Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispieles zahlreiche

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Metall-Glasverbindungen überflüssig, die im ersten Ausführungsbeispiel erforderlich sind. Obwohl es keine unmögliche Aufgabe ist, ist es jedoch schwierig, eine hermetische Dichtung zwischen Metall- und Glashülsen zu erreichen. Aus diesem Grunde sind derartige Verbindungen beim zweiten Ausführungsbeispiel durch die neue Konstruktion in Fortfall gekommen. Darüber hinaus ergibt die Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispieles einen kompakten Aufbau, der leicht als eine Einheit in vorgefertigter Form installiert werden kann.

Die Vorrichtung der zweiten Ausführungsform ist als Ganzes mit 110 bezeichnet und umfasst eine Vakuumkammer 112. Die Vakuumkammer 112 besteht aus einer im wesentlichen zylindrischen Hülse, die durch Zusammenfügen von zwei Abschnitten 114 und 116 gebildet ist. Die Abschnitte 114 und 116 der Hülse sind aus dielektrischem Werkstoff, wie Glas, hergestellt. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hülsen aus einem Borsilicat-Glas hergestellt, das in den Vereinigten Staaten unter dem Handelsnamen «Pyrex» vertrieben wird. Zwischen den beiden Abschnitten 114 und 116 ist eine Elektrode 118 angeordnet, deren Zweck später erläutert werden wird. Die Elektrode 118 ist scheibenförmig gestaltet und umfasst einwärts gerichtete Nuten 120 und 122 an gegenüberliegenden Seiten zur Aufnahme der Enden der Glasabschnitte 114 und 116. Um eine hermetische Abdichtung der Vakuumkammer an dieser Verbindungsstelle sicherzustellen, sind Dichtungen 124 und O-Ringe 126 in den Ringnuten 120 angeordnet.

Das andere Ende des oberen Abschnittes 114 ist mittels einer oberen Endkappe 128 verschlossen. Die Endkappe 128 umfasst eine Ringnut 130 zur Aufnahme des Endes des oberen Abschnittes 114. Diese Nut ist ebenfalls mit einer Dichtung 132 und einem O-Ring 134 zur hermetischen Abdichtung der Endkappe 128 gegenüber des Glasabschnittes 114 versehen. Eine untere Endkappe 136 ist zum Verschliessen des unteren Endes des unteren Glasabschnittes 116 vorgesehen. Die untere Endkappe 136 weist ebenfalls eine Ringnut 138 auf, die mit einer Dichtung 140 und einem O-Ring 142 versehen ist.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die obere und die untere Endkappe 128 und 136 dreieckig gestaltet. Diese Teile der Vorrichtung sind durch drei Spannstäbe 146 zusammengehalten. Zu diesem Zweck ist jede Ecke der dreieckig gestalteten Endkappen 128 und 136 mit einer Bohrung 144 versehen, um ein gewindetragendes Ende der Spannstäbe 146 aufnehmen zu können. Die Bohrungen 144 umfassen Isolierbuchsen 145, um die Endkappen gegeneinander elektrisch zu isolieren. Auf die Enden der Spannstäbe 146 sind Muttern 148 aufgeschraubt. Die Spannstäbe 146 werden mittels dieser Muttern gespannt, um die Endkappen 128 und 136 gegeneinander zu ziehen und auf diese Weise eine perfekte Abdichtung zwischen den Abschnitten 114 und 116 und den anderen Elementen zu bewirken.

In der Vakuumkammer 112 ist ein langgestrecktes Rohr 150 angeordnet, das zwischen den Endkappen 128 und 136 getragen ist. Das Innenrohr 150 ist aus einem dielektrischen Werkstoff, wie Glas, hergestellt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das langgestreckte Innenrohr 150 aus einem 96%igen Silicatglas hergestellt, das in den USA unter dem Handelsnamen «Vycor» vertrieben wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sitzt das obere Ende des Innenrohres 150 in einer Bohrung 152 in der oberen Endkappe 128. Die obere Endkappe 128 ist mit einem Einlass 154 versehen, der mit dem oberen Ende des Innenrohres 150 in Verbindung steht, um verunreinigtes, partikelförmiges Metall in das Innenrohr 150 einbringen zu können. Der Einlass 154 ist so gestaltet,

dass ein Transportbehälter oder dergleichen, beispielsweise der Transportbehälter 20 (Fig. 1), angeschlossen werden kann. Die obere Endkappe 128 umfasst ferner einen Gasauslass 156, der mit dem Innenraum der Vakuumkammer 112 in Verbindung steht. Der Gasauslass 156 ist über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Rohrverbindung an eine Vakuumpumpe 158 angeschlossen.

Wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind auch hier elektrische Felder erzeugende Einrichtungen vorgesehen. Ein erster oder oberer Bereich der Vakuumkammer umfasst einen Elektrodensatz, der aus drei Spulen 160 bestehen kann. Die drei Spulen 160 sind in drei Abzweigungen 162 des Rohres 150 angeordnet. Die Abzweigungen 162 erstrecken sich abwärts und aufwärts vom Rohr 150. Die Anordnung der Spulen 160 in dieser Art schützt diese vor direkter Beaufschlagung durch das partikelförmige Metall, das sich durch das Innenrohr 150 abwärts bewegt.

Um die Spulen 160 an einen elektrischen Stromkreis an-schliessen zu können, weist der Abschnitt 114 drei Nippel 164 auf. Jeder dieser Nippel 164 trägt einen mit Aussengewinde versehenen Kragen 166, auf den eine Gewindekappe 168 aufschraubbar ist. Die Gewindekappe 168 dient als ein Anschluss für die Spulen 160, indem sich ein Draht 170 von der Spule 160 zur Kappe 168 hin erstreckt und dort mittels einer Schraube 172 befestigt ist. Ein Anschlussdraht 174 ist durch eine weitere Schraube 176 an die Aussenseite der Gewindekappe 168 angeschlossen. Ein Lecken um den Nippel herum ist durch eine Dichtung 178 verhindert. Die Anschlussdrähte 174 sind an eine Wechselstromquelle, beispielsweise einen Wechselstromgenerator, angeschlossen. Da in diesem Falle drei Spulen 160 verwendet worden sind, kann Drei-Phasen-Strom benutzt werden. Ein hochgespannter Strom geringer Leistung ist den Spulen zugeführt, so dass eine elektrische Entladung entsteht, wenn die Vakuumkammer teilweise evakuiert ist. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Entgasungsvorrichtung erzeugen die angeschlossenen Spulen 168 ein elektrisches Feld im Wege des partikelförmigen Metalls. Die elektrische Entladung von den Spulen, d. h. die sich schnell bewegenden Elektronen, erzeugen die Ionisation der gasförmigen Verunreinigungen, was in deren Trennung vom partikelförmigen Metall resultiert.

Es kann vorteilhaft sein, im zweiten Abschnitt der Vakuumkammer 112 ein weiteres elektrisches Feld vorzusehen. Das elektrische Feld in dem zweiten Abschnitt wird unter Verwendung der Elektrode 118 erzeugt. Wie der Fig. 2 und 4 entnommen werden kann, umfasst die Elektrode 118 eine Mittelöffnung 180, durch die sich das Innenrohr 150 hindurcherstreckt. Die Elektrode 118 umfasst ferner mehrere Öffnungen 182, die die freie Verbindung zwischen dem Raum in dem oberen und in dem unteren Abschnitt 114 und 116 ermöglichen, der das Rohr 150 umgibt.

Ein erheblicher Vorteil der Elektrode 118 besteht darin, dass sie eine konkave Oberfläche 183 aufweist. Wenn die Spannung eine genügende Grösse hat, um eine elektrische Entladung zu erzeugen, werden Elektronen von der negativen Elektrode, nämlich der Kathode, emittiert. Da die Elektrode 118 die Kathode darstellt, wird die Oberfläche 183 Elektronen emittieren. Unter Ausnutzung der Vorteiles der bekannten Bewegungsrichtung der emittierten Elektronen kann die Krümmung der Oberfläche 183 und ihr Abstand von der positiv geladenen Elektrode variiert werden, so dass der Elektro-nenfluss genau auf die positiv geladene Elektrode gebündelt werden kann.

Die untere Endkappe 136 umfasst eine konische Bohrung 184, die das sich längs des Innenrohres 150 abwärts bewegende partikelförmige Metall trichterartig in den Auslass 186 führt. Der Auslass 186 ist so eingerichtet, dass ein Aufnahmebehälter (nicht dargestellt), wie er beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, angebracht werden kann. Das Innenrohr 150 umfasst ein verjüngtes Ende 188, das teilweise durch ein domartig gestaltetes Element 190 verschlossen ist. Das domartig gestaltete Element 190 dient als eine zweite

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Elektrode. Wie in Fig. 5 dargestellt, umfasst das domartig gestaltete Element drei aufwärts gerichtete Stützen 192, die mit Nuten, bei 194, versehen sind, so dass die Stützen in das untere Ende des Innenrohres 150 hineinpassen. Das Ende des Innenrohres 150 ist jedoch vertikal in einem Abstand oberhalb der Oberfläche des domartig gestalteten Elementes 190 angeordnet. Diese domartig gestaltete Elektrode 190 weist ferner kreisbogenförmige Ausschnitte 196 zwischen Schenkeln 198 auf, die einen Durchtritt für das partikelförmige Metall bilden, so dass dieses an der Elektrode 190 vorbei zum Auslass 186 gelangen kann. Wie dargestellt, liegen die Schenkel 198 an den geneigten Seiten der Bohrung 184 der Endkappe 136 an.

Partikelförmiges Metall bzw. Metallpulver, das sich durch das Innenrohr 150 abwärts bewegt, fällt auf die Oberfläche der domartig gestalteten Elektrode 190 und fliesst durch die Zwischenräume zwischen den Stützen 192 auswärts über die Oberfläche der domartig gestalteten Elektrode 190. Wenn sich das partikelförmige Metall über die Elektrode 190 bewegt, ist es der anderen Elektrode 118 ausgesetzt. Das partikelförmige Metall fällt dann von der domartig gestalteten Elektrode 190 durch die kreisbogenförmigen Ausschnitte 196 und durch den Auslass 186 in einen Aufnahmebehälter. Die domartig gestaltete Elektrode 190 stellt somit eine ausgedehnte Transportfläche dar, über die das partikelförmige Metall wandert.

Um ein elektrisches Feld zu erzeugen, ist die Elektrode 118 an den negativen Pol einer Stromquelle, beispielsweise eines Gleichstromgenerators, über einen Anschlussdraht 200 angeschlossen. Die untere Endplatte 136 ist durch einen An-schlusdraht 202 geerdet, um die Endplatte 136 auf einem positiven Potential zu halten. Da sowohl die domartig gestaltete Elektrode 190 als auch die Endplatte 136 beide aus elektrisch leitendem Werkstoff, beispielsweise Kupfer, bestehen und sich beide Elemente berühren, wird die domartig gestaltete Elektrode 190 das gleiche Potential haben wie die Endplatte 136. Das Potential zwischen den beiden Elektroden muss ausreichend gross sein, um Elektronen von der konkaven Oberfläche der Elektrode 118 zu emittieren und zur domartig gestalteten Elektrode 190 hin fliessen zu lassen.

Im Betrieb wird die Vorrichtung durch die Vakuumpumpe 158 in der für das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel erläuterten Form evakuiert. Verunreinigtes, partikelförmiges Metall wird dann durch den Einlass 154 eingeführt, um sich längs des Innenrohres 150 abwärts zu bewegen. Das partikelförmige Metall wird dabei durch die Spulen 160 im ersten Abschnitt einem Wechselstromfeld ausgesetzt. In diesem Abschnitt werden das partikelförmige Metall begleitende Gasatome von Elektronen bombardiert, was deren Ionisation bewirkt. Die geladenen Gasatome werden von den Partikeln abgestossen, oder ionisierte Atome schlagen die Gasatome von den Partikeln ab. Die abgetrennten Gasatome werden durch das elektrische Feld erregt, was die Chancen zu deren Eintritt in das Vakuumsystem vergrössert. Die obere Endkappe 128 kann auf einem negativen Potential gegenüber dem ionisierten Gas gehalten werden, um das Gas zum Vakuumsystem hinzuziehen. Dies kann durch Anschliessen der Endkappe 128 an Erde oder durch Erden der Rohrleitung zum Vakuumsystem erfolgen. Positiv geladene Gasatome werden zur negativ geladenen Endkappe 128 durch die Abzweigungen 162 des Rohres 150 aufwärts zum Gasauslass 156 hin gezogen. Es ist klar, dass zahlreiche Veränderungen unter Verwendung dieses Konzeptes vorgenommen werden können, da es nur erforderlich ist, negativ geladene Bereiche vorzusehen, die als Anziehungseinrichtung dienen. Die Anziehungseinrichtungen ziehen das geladene Gas zu dem Gasauslass 156 hin, um deren Wegbewegung von der Vakuumkammer durch die Vakuumpumpe 158 zu erleichtern.

Das partikelförmige Metall bewegt sich dann weiter durch das Innenrohr 150 abwärts und prallt auf die domartig gestaltete Elektrode 190 auf. Das partikelförmige Metal fliesst über die Oberfläche durch die Stützen 192 zu den Ausschnitten 196 hin. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden 118 und 119 hoch genug sein, um einen von der negativen Elektrode 118 abwärts zur domartig gestalteten Elektrode 190 hin gerichteten Elektronenstrom zu erzeugen. Der Elektrodenstrom fliesst zur Oberfläche der domartig gestalteten Elektrode 190 und berührt und ionisiert beim partikelförmigen Metall verbliebene Gasatome. Zusätzlich werden gegebenenfalls verbliebene Zusammenballungen durch die elektrische, von der Elektrode 190 induzierte Ladung aufgebrochen, um in diesen enthaltenes Gas freizugeben, so dass auch dieses ionisiert werden kann. Das ionisierte Gas wird durch die negativ geladene Elektrode 118 und die negativ geladene obere Endkappe 128 angezogen. Die Ionen werden dabei aufwärts durch den durch den Raum zwischen dem Rohr 150 und den Abschnitten 114 und 116 definierten Strömungsweg beschleunigt. In dem Falle, dass Ionen durch die Elektrode 118 neutralisiert werden, werden sie in jedem Falle entweder durch den Strom der Gasionen in eine aufwärtige Richtung oder durch Reionisierung durch den Strom der Elektronen aufwärts zum Gasauslass 156 hin getragen. Ein Trennen vom partikelförmigen Metall kann auch ohne Ionisation dank der Ladung erfolgen, die im Gas und in dem partikelförmigen Metall durch die Elektrode 190 induziert wird. In jedem Fall wird das Gas nur kleinste Gelegenheit haben, sich wieder mit dem partikelförmigen Metall zu verbinden. Das partikelförmige Metall fliesst weiter zu den Ausschnitten 196 hin, von denen es in die konische Bohrung 184 hineinfällt. Von dort aus fliesst das partikelförmige Metall durch den Auslass 186 in einen Aufnahmebhälter (nicht dargestellt). Wenn der Behälter mit dem im wesentlichen gereinigten und entgasten partikelförmigen Metall gefüllt ist, das sich nahe auf der Umgebungstemperatur befindet, wird ein nicht dargestelltes Ventil geschlossen, und der gefüllte evakuierte Behälter wird einer Weiterbehandlung zugeführt.

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Reinigen von verunreinigtem Metallpulver, das mindestens teilweise gasförmige Verunreinigungen enthält, bei dem das verunreinigte Metallpulver durch eine evakuierte Kammer geleitet und in dieser einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Trennung des Metallpulvers von seinen festen und gasförmigen Verunreinigungen im elektrischen Feld der evakuierten Kammer das Ionisationspotential des elektrischen Feldes auf einer Höhe gehalten wird, die dem Ionisationspotential der gasförmigen Verunreinigungen entspricht, und dass das ionisierte Gas während des Trennvorganges abgesaugt wird.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ionisierte Gas mit einer zusätzlichen Elektrode, die eine der Ladung des ionisierten Gases entgegengesetzte Ladung hat, zur Evakuierungsleitung gezogen wird.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, bestehend aus einer evakuierbaren Kammer mit einem an eine Vakuumpumpe anschliessbaren Gasauslass und seitlichen Elektroden, einem Metallpulverauslass und einem an diesen angeschlossenen Aufnahmebehälter für das gereinigte Metallpulver, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (12; 112) ein Führungsrohr (14; 150) für das verunreinigte Metallpulver und Elektroden (42, 44, 80, 160, 190) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in der Kammer aufweist, dass weitere, dem Gasauslass (24, 26; 156) zugeordnete Elektroden (34, 36, 94; 118,136, 128) vorhanden sind, und dass das Potential der Ladung aller weiteren Elektroden dem Potential der Ladung des ionisierten Gases entgegengesetzt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Kammer (12; 112) ein elektrisches Feld erzeugenden Elektroden eine geneigt angeordnete Elektrode (80; 190) mit einer grossen Oberfläche umfassen, über die das Metallpulver fliesst.
5. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, gekennzeichnet durch Ringmagnete (60, 62), die die Gasauslässe (24, 26) umgeben.
6. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen zylindrische, die Vakuumkammer bildende Hülse (114,116) aus elektrisch isolierendem Werkstoff, deren oberes und unteres Ende durch kappenförmige Elektroden (128, 136) verschlossen sind, die je eine Ringnut (130; 138) zur Aufnahme des zugeordneten Endes der Hülse unter Zwischenschaltung von Dichtungen (132, 134; 140, 142) ausweisen und die durch Spannstäbe (146) gegeneinanderge-zogen sind, wobei die obere kappenförmige Elektrode (128) einen Einlass (154) für das zu reinigende Metallpulver und einen Gasauslass (156) umfasst, während die untere kappenförmige Elektrode (138) einen Auslass (184, 186) für das gereinigte Metallpulver aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse aus zwei Hülsenteilen (114, 116) besteht, zwischen denen eine Elektrode (118) angeordnet ist, die an ihren einander abgewandten Stirnseiten axial miteinander fluchtende Ringnuten (120, 122) zur Aufnahme der Enden der Hülsenteile (114, 116) unter Zwischenschaltung von Dichtungen (124, 126) aufweist.
8. 8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr als Innenrohr (150) ausgebildet ist, das sich zwischen den kappenförmigen, die Hülse ver-schliessenden Elektroden (128, 136) erstreckt und dessen oberes Ende mit dem Einlass (154) für Metallpulver in Verbindung steht.
9. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (150) seitliche, aufwärts gerichtete Abzweigungen (162) umfasst, in denen Elektroden (160) mit gekrümmter Oberfläche angeordnet sind.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigt angeordnete Elektrode grosser Oberfläche (190) am unteren Ende des Führungsrohres (150) angeordnet ist.
11. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (190) domartig gestaltet ist und über den Umfang verteilt angeordnete Aussparungen (196) aufweist.
12. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen beiden Hülsenteilen (114, 116) angeordnete Elektrode (118) gegenüber den geladenen gasförmigen Verunreinigungen negativ vorgespannt ist.