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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung band- oder folienförmiger Produkte aus metallischem oder metalloxydischem Material, wobei metallische oder metalloxydische Schmelze aus mindestens einem Vorratsbehälter (2) durch mindestens eine Düsenöffnung (3) auf die Oberfläche eines kontinuierlich bewegten Kühlkörpers (1) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Erstarrungsvorgang der Schmelze durch unterschiedliche Kühlleistungen auf verschiedenen Kühlkörper-Oberflächenbereichen und/oder durch unterschiedliche Strukturierung verschiedener Kühlkörper-Oberflächenbereiche beeinflusst wird, und dass nach Erstarren der Schmelze das metallische oder metalloxydische Produkt von der Kühlkörperoberfläche getrennt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung der Kühlleistung durch Zwangskühlung erfolgt, und dass die Kühlleistung in quer zur Bewegungsrichtung des Kühlkörpers verteilten benachbarten Kühlzonen unterschiedlich bemessen wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung der Kühlleistung durch Beaufschlagung unterschiedlich gut wärmeleitender Bereiche innerhalb der Kühlkörperoberfläche aus einem gemeinsa- men Kühlmittelpotential erfolgt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass quer zur Bewegungsrichtung des Kühlkörpers (1) verlaufende nebeneinander liegende Bereiche unterschiedlichen Kühlkörpermaterials mit unterschiedlichen Wärmeleitungseigenschaften vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche unterschiedlichen Kühlkörpermaterials an einen gemeinsamen Kühlkreis mit einem fluiden Kühlmedium angeschlossen sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl körperoberfläche mit einer segmentierten und/oder perforierten und/oder profilierten Oberflächenstruktur versehen ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung band- oder folienförmiger Produkte aus metallischem oder metalloxydischem Material, wobei metallische oder metalloxydische Schmelze aus mindestens einem Vorratsbehälter durch mindestens eine Düsenöffnung auf die Oberfläche eines kontinuierlich bewegten Kühlkörpers aufgebracht wird.
Eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung von dünnen metallischen Bändern, vorwiegend amorpher Struktur, verwendet ebenfalls einen gegenüber einer Düse kontinuierlich bewegten Kühlkörper (EP 0 040 069). Danach ist die Beschichtung der Kühlkörperoberfläche mit unterschiedlichen Materialien bekannt, dies jedoch im Hinblick auf die Erzielung bestimmter physikalischer Oberflächeneigenschaften, insbesondere zur einwandfreien und leichten Ablösung der produzierten Bänder von der Kühlkörperoberfläche.
Schliesslich ist ein trommelförmiger Kühlkörper bekannt, welcher eine Umfangsnut enthält (GB 2 083 455). Die Umfangsnut auf der Trommel dient gewissermassen als Giessform für einen relativ dicken Materialstreifen, der später quer zu Scheibchen geschnitten werden kann, wie sie bei der Halbleiterherstellung üblicherweise Verwendung finden.
Alle bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Bändern der eingangs erwähnten Art dienen zur Herstellung von Bändern homogener Strukturen. Es sind weder Verfahren oder Vorrichtungen zur Herstellung von Bändern bekannt, welche nebeneinander liegende abgegrenzte Bereiche unterschiedlicher metallurgischer Struktur noch solche unterschiedlicher geometrischer Struktur enthalten.
Dies trotz eines starken und grossen Bedarfs an derartigen Bändern, beispielsweise für Verpackungsfolien, die bisher immer noch mit dem aufwendigen und kostenintensiven Walzverfahren hergestellt werden, oder für Massenprodukte, insbesondere Kleinteile, aus Band- oder Folienmaterial, welche bisher aus geschlossenen Folien oder Bändern ausgestanzt werden mussten. Auch dieses Stanzverfahren stellt einen besonders aufwendigen Verfahrensschritt dar.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche die Herstellung von Bändern bzw. Folien mit benachbarten Bereichen unterschiedlicher metallischer und/ oder geometrischer Struktur erlauben. Diese Aufgabe wird für das eingangs definierte Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Es lassen sich damit Bänder der gewünschten Eigenschaft auf besonders einfache und kostensparende Weise herstellen, wobei sich für die Produkte völlig neue Anwendungsgebiete ergeben.
Auf dem Gebiet der Verpakkungsindustrie ist es beispielsweise möglich, eine Verpakkungsfolie herzustellen, welche im mittleren Teil eine andere Struktur aufweist als in den Randbereichen, so dass sie mit weichen und falzbaren Randbereichen ausgestattet werden kann, wobei der mittlere Bereich der Folie wahlweise luftdurchlässig oder luftundurchlässig sein kann und die Randbereiche sich zum schnellen und einwandfreien Falzen um andere Verpackungsteile eignen. Durch Segmentierung, Perforierung oder Profilierung der Kühlkörperoberfläche lassen sich geometrisch abgegrenzte Bereiche definieren, so dass sich einerseits Folien mit strukturierter Oberfläche und andererseits solche mit formbegrenzten Einzelbereichen herstellen lassen, so dass auf einfache und zweckmässige Weise die Massenherstellung von Kleinteilen aus Band- oder Folienmaterial möglich ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 die Prinzipdarstellung der Gesamtvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Figur 2 die Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit mehreren Vorratsbehältern, zur Erzeugung eines Bandes oder einer Folie mit nebeneinander liegenden Bereichen unterschiedlicher Materialien oder Qualitäten,
Figur 3 die Aufsicht auf eine Kühltrommel mit segmentierter Oberflächenstruktur,
Figur 4 die Trommel gemäss Figur 3 in Schnittdarstellung,
Figur 5 die Aufsicht auf eine Kühltrommel mit perforierter Oberflächenstruktur,
Figur 6 die Trommel gemäss Figur 5 in Schnittdarstellung,
Figur 7 die Aufsicht auf eine Kühltrommel mit profilierter Oberflächenstruktur,
Figur 8 die Trommel gemäss Figur 7 in Schnittdarstellung,
Figur 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Schnittdarstellung und
Figur
10 die Aufsicht auf das Beispiel gemäss Figur 9.
Die in Figur 1 im Prinzip dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält eine als Kühlkörper wirkende kontinuierlich rotierende Trommel 1, einen Vorratsbehälter 2 mit mindestens einer Düsenöffnung 3 und einer induktiven Heizvorrichtung 4 zum Aufheizen der im Vorratsbehälter 2 befindlichen Schmelze. Die Düsenöffnung
3 ist im Abstand d gegenüber der Oberfläche der Trommel 1 angeordnet. Im Vorratsbehälter 2 ist schmelzflüssiges Metall bzw. eine Metallegierung oder Metalloxyd enthalten, welches gegebenenfalls aus einer Quelle 5 nachgeführt wird. Sowohl der Vorratsbehälter 2 als auch die gesamte Vorrichtung können als Druck- oder Inertgassystem betrieben werden, was in Figur 1 schematisch durch einen an den Vorratsbehälter 2 angeschlossen Druckbehälter 6 angedeutet ist. An die induktive Heizvorrichtung 4 ist eine geregelte Stromversorgungseinrichtung 7 angeschlossen.
Die aus dem Vorratsbehälter 2 strömende Schmelze bildet auf der als Substrat dienenden Oberfläche der Trommel 1 eine dünne Schmelzenschicht. Die als Kühlkörper ausgebildete Trommel 1 erzeugt innerhalb der dünnen Schmelzenschicht ein Temperaturgefälle, welches zur sofortigen Erstarrung der Schmelze und zur Bildung einer geschlossenen Materialbahn auf dem Substrat führt. Durch Wahl der Schmelzentemperatur mit Hilfe der regelbaren Stromversorgungseinrichtung 7 sowie durch Wahl der Bewegungsgeschwindigkeit des Substrats, im Beispiel also der Umdrehungsgeschwindigkeit für die Trommel 1, sowie durch Wahl des Temperaturgradienten auf der Substratoberfläche lässt sich bestimmen, ob die erzeugte Materialbahn eine vorwiegend amorphe oder kristalline Struktur aufweisen soll. Am erzeugten Produkt lassen sich derartige Kristallstrukturen beispielsweise durch Röntgenbeugungsmessungen feststellen.
Kristalline Materialien zeigen charakteristische scharfe Beugungslinien, während sich bei amorphen Materialien die Intensität im Röntgenbeugungsbild nur langsam mit dem Beu gungswinkel ändert.
Bei Verwendung von getrennten Vorratsbehältern 2A, 2B, 2C mit Düsenöffnungen 3A, 3B, 3C gemäss Figur 2 lassen sich Materialbahnen herstellen, welche nebeneinander unterschiedliches Material oder gleiches Material mit unterschiedlicher Kristallstruktur (kristallin bzw. amorph) enthält. Eine auf diese Weise hergestellte Folie erscheint als mechanisch einheitliches Gebilde. In den einzelnen Vorratsbehältern 2A, 2B, 2C sind beispielsweise unterschiedliche Metalle oder Legierungen enthalten, welche auf der Trommel 1 zu einem einheitlichen Band erstarren.
Gemäss einer Ausführungsvariante sind gemäss Figur 2 drei Kühlvorrichtungen 8A, 8B und 8C vorgesehen, welche die Trommel 1 in Bereichen 1A, 1B und 1C mit Hilfe eines fluiden Kühlmediums, beispielsweise mit Luft oder Inertgas anströmen. Durch Wahl geeigneter Kühlleistungen mit Hilfe der Kühlvorrichtungen 8A, 8B und 8C lassen sich damit auf der Trommeloberfläche in den Bereichen 1A, 1B und 1C unterschiedliche Temperaturbereiche schaffen. Damit werden die aus den Vorratsbehältern 2A, 2B, 2C ausströmenden Schmelzen beim Auftreffen auf die Trommeloberfläche unterschiedlich stark abgeschreckt, wodurch sich eine gewünschte Kristallstruktur auf einem der Trommelbereiche 1 A, 1 B und 1 C innerhalb der entstehenden geschlossenen Materialbahn erzielen lässt.
Nach dem zuvor beschriebenen Verfahren lässt sich auch eine geschlossene Materialbahn aus nebeneinander liegenden Bereichen unterschiedlichen Materials herstellen. In diesem Fall wird in die Vorratsbehälter 2A, 2B, 2C die entsprechende Schmelze des gewünschten Materials eingefüllt und auf der Trommeloberfläche eine nahtlos ineinander übergehende geschlossene Bahn mit nebeneinander liegenden Bereichen unterschiedlichen Materials erzeugt. Die Kühlbedingungen auf der Trommeloberfläche werden dabei über die Kühlvor- richtungen 8A, 8B, 8C nach an sich bekannten Kriterien derart eingestellt, dass sich die Erstarrungsbedingungen auf der Trommeloberfläche an die gewählte Abzugsgeschwindigkeit, also an die Umdrehungszahl der Trommel, anpasst.
Gemäss den Figuren 3 und 4 ist die Trommeloberfläche mit Trennrippen 9A, 9B, 9C versehen, welche dazwischen liegende Substratbereiche 10A, 10B. voneinander trennen. In den Substratbereichen 10A, 10B, bilden sich Foliensegmente, welche in den Bereichen der Trennrippen 9A. 9B, 9C nur schwach voneinander getrennt sind, so dass sich das entstehende bandförmige Material als Ganzes von der Trommel 1 abziehen lässt und sich die Segmente in einer späteren Verarbeitungsstufe, beispielsweise bei der Endverarbeitung der Folien, leicht voneinander trennen lassen.
Gemäss dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel sind in der Trommel Perforationen 1 A, l l B.
1 lC angebracht, welche beliebige Formen aufweisen können. Die perforierten Bereiche der Trommeloberfläche werden von der aufgebrachten Schmelze nicht benetzt, so dass sich im entstehenden bandförmigen Material entsprechende Aussparungen bilden. Auf diese Weise lassen sich bisher übliche zusätzliche Verfahrensschritte, wie Stanzen. vermeiden.
Es wird damit direkt bei der Herstellung der Folien bzw.
Bänder ein hohes Mass an Weiterverarbeitungsfähigkeit erzielt. In Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels können auf der Trommeloberfläche anstelle von Aussparungen auch als Matrizen vorstehende Bereiche vorgesehen sein, so dass das gebildete bandförmige Material eine entsprechende Form aufweist.
Auch in dem anhand der Figuren 5 und 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel lassen sich unterschiedliche Materialien oder Materialeigenschaften in nebeneinander liegenden Bereichen kombinieren.
In dem in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Kühltrommel sind auf der Trommeloberfläche Profile 12A, 12B, beispielsweise Rippenprofile, angebracht, welche im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 3 und 4 sanfte Übergänge aufweisen, so dass die Rippen gleichmässig von der Schmelze überzogen sind und ein entsprechendes folien- oder bandförmiges Material bilden. Auch ein solches folien- oder bandförmiges Material dient als hochwertiges Halbzeug, beispielsweise für die Herstellung von Katalysatorfolien in der chemischen Verfahrenstechnik.
In einem Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 9 und 10 weist die Trommel 1 periodische Quernuten 13 auf. Bei Verwendung einer feinen Düsenöffnung 3 lassen sich damit Materialfasern herstellen, deren Länge dem Abstand zwischen den Quernuten entspricht. Im Beispiel wies die Trommel 1 einen Durchmesser von 280 mm auf. Die Faserlänge von 2 cm wurde durch ein Segmentieren des Rades im Abstand von 2 cm erreicht. Die V-förmige Quernut 13 hatte eine Vertiefung von 1 mm und einen Winkel von 60. Die Umdrehungszahl der Trommel betrug 1500 U/min, was einer Giessgeschwindigkeit von 1,32 km/min entspricht. Die verwendete Düse hatte ein Loch von 0,5 mm Durchmesser.
Der Abstand d der Düsenöffnung zum Rad betrug ca. 2 mm. Das Ausführungsbeispiel wurde mit einer Fe40 Ni40B20-Legierung durchgeführt. Typische Dimensionen der Fasern waren: Breite 0,5 mm, Länge 20 mm, Dicke 30 um.
Solche kurzen Fasern aus metallischen Gläsern lassen sich zur Verstärkung von Kunststoffen, Keramik oder Zement verwenden. Sie bilden ferner ein Ausgangsmaterial zum Pressen und Sintern bei der Herstellung kompakter, glasartiger oder feinkristalliner Werkstücke.
Gemäss einem abgewandelten Ausführungsbeispiel. bei welchem die Düsenöffnung 3 als Schlitz ausgebildet war, wurden breite Folienstücke hergestellt. Es wurde eine Schlitzdüse mit 20 mm Breite benutzt. Der Abstand d betrug ca. 0,3 mm. Als Legierung wurde Fe40Ni40B20 verwendet. Die Dimensionen eines Folienstückes: 20 mm breit.
20 mm lang und 60 Fam dick.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel zur Herstellung profilierter Bänder oder Bandstücke gemäss den Fig. 7 und 8 wies die Trommel 1 einen Durchmesser von etwa 320 mm auf. Die Trommeloberfläche war mit einem leicht abgerundeten Längsprofil der Breite 1,5 mm und einer Erhebung von 0,2 mm versehen. Die Umdrehungszahl betrug 1500 U/ min. Die verwendete Düse war als Schlitzdüse ausgebildet und hatte eine Breite von 9 mm. Der Abstand zwischen Düsenöffnung und Profiloberfläche betrug 0,3 mm. Typische Werte für die Dimensionen des Bandes mit profiliertem Querschnitt waren gemäss Fig. 11: Breite 9 mm, Dicke an den Enden 45 llm, Dicke in der Mitte: 35 ,um.
Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wurden zuvor erzeugte Folien und anderes Halbzeug unter mehrfacher Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens mehrfach beschichtet, so das sich Halbzeug mit mehreren Schichten von unterschiedlichem Material bzw. unterschiedlicher Kristallstruktur ergab. Beispielsweise wurde die als Kühlkörper dienende Trommel 1, welche als Substrat für die herzustellenden Bänder oder Schichten dient, durch ein geeignetes Halbzeug, beispielsweise durch Rohre oder andere Werkstücke ersetzt, welche mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung und dem beschriebenen Verfahren zu beschichten sind.
Das zu beschichtende Halbzeug wird unter Einhaltung einer kontinuierlichen Ziehgeschwindigkeit unter dem Düsenkörper fortbewegt und je nach Materialeigenschaften bzw. Wärmeleiteigenschaften des als Substrat dienenden Halbzeugs gekühlt, so dass sich auf der Oberfläche eine Beschichtung mit der gewünschten Kristallstruktur (kristallin oder amorph) bildet. Auf diese Weise hergestellte Rohre mit einer amorphen Beschichtung weisen bei geeigneter Wahl des Beschichtungsmaterials ein besonders hohes Mass an Korrosionsfestigkeit auf. Sie lassen sich besonders vorteilhaft auf dem Gebiet des chemischen Apparatebaus einsetzen. Dabei sind sie wesentlich preiswerter als bisher verwendete Vollmaterialrohre für diesen Zweck, da als Halbzeug einfaches und billiges Material verwendet werden kann.
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PATENT CLAIMS
1. A process for producing band-shaped or sheet-shaped products made of metallic or metal-oxidic material, metallic or metal-oxidic melt being applied from at least one storage container (2) through at least one nozzle opening (3) to the surface of a continuously moving heat sink (1), characterized that the solidification process of the melt is influenced by different cooling capacities on different heat sink surface areas and / or by different structuring of different heat sink surface areas, and that after the melt solidifies, the metallic or metal oxide product is separated from the heat sink surface.
2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling power is influenced by forced cooling, and that the cooling power is dimensioned differently in adjacent cooling zones distributed transversely to the direction of movement of the heat sink.
3. The method as claimed in claim 1, characterized in that the cooling capacity is influenced by acting on areas of different thermal conductivity within the heat sink surface from a common coolant potential.
4. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that transverse to the direction of movement of the heat sink (1) adjacent areas of different heat sink material with different heat conduction properties are provided.
5. The device according to claim 4, characterized in that the areas of different heat sink material are connected to a common cooling circuit with a fluid cooling medium.
6. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the cooling body surface is provided with a segmented and / or perforated and / or profiled surface structure.
The invention relates to a method and a device for producing band-shaped or foil-shaped products made of metallic or metal-oxidic material, metallic or metal-oxide melt being applied from at least one storage container through at least one nozzle opening to the surface of a continuously moving heat sink.
A known device for producing thin metallic strips, predominantly amorphous in structure, also uses a heat sink that is continuously moved relative to a nozzle (EP 0 040 069). Thereafter, the coating of the heat sink surface with different materials is known, however, with a view to achieving certain physical surface properties, in particular for the flawless and easy detachment of the strips produced from the heat sink surface.
Finally, a drum-shaped heat sink is known which contains a circumferential groove (GB 2 083 455). The circumferential groove on the drum serves to a certain extent as a casting mold for a relatively thick strip of material that can later be cut transversely into slices, as are usually used in semiconductor production.
All known methods and devices for producing tapes of the type mentioned at the outset are used to produce tapes of homogeneous structures. Neither methods or devices for producing strips are known which contain delimited areas of different metallurgical structures lying next to one another, nor those of different geometric structures.
This is in spite of a strong and great need for such tapes, for example for packaging foils which have so far still been produced using the complex and cost-intensive rolling process, or for mass products, in particular small parts, made from strip or foil material which have previously been punched out from closed foils or strips had to. This stamping process also represents a particularly complex process step.
It is an object of the present invention to provide a method and a device of the type mentioned at the outset which allow the production of tapes or foils with adjacent areas of different metallic and / or geometric structure. This object is achieved for the method defined at the outset by the features listed in the characterizing part of patent claim 1. It can be used to produce tapes of the desired property in a particularly simple and cost-saving manner, which opens up completely new areas of application for the products.
In the field of the packaging industry, for example, it is possible to produce a packaging film which has a different structure in the middle part than in the edge areas, so that it can be equipped with soft and foldable edge areas, the middle area of the film optionally being air-permeable or air-impermeable can and the edge areas are suitable for fast and flawless folding around other packaging parts. By segmenting, perforating or profiling the heat sink surface, geometrically defined areas can be defined, so that on the one hand films with a structured surface and on the other hand those with shape-limited individual areas can be produced, so that mass production of small parts from strip or film material is possible in a simple and expedient manner .
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
FIG. 1 shows the basic illustration of the overall device for carrying out the method,
FIG. 2 shows the view of a preferred exemplary embodiment with a plurality of storage containers, for producing a tape or a film with areas of different materials or qualities lying next to one another,
FIG. 3 shows the top view of a cooling drum with a segmented surface structure,
FIG. 4 shows the drum according to FIG. 3 in a sectional view,
FIG. 5 shows the top view of a cooling drum with a perforated surface structure,
FIG. 6 the drum according to FIG. 5 in a sectional view,
FIG. 7 shows the top view of a cooling drum with a profiled surface structure,
FIG. 8 the drum according to FIG. 7 in a sectional view,
Figure 9 shows another embodiment in a sectional view and
Figure
10 the supervision of the example according to FIG. 9.
The device for carrying out the method shown in principle in FIG. 1 contains a continuously rotating drum 1 acting as a heat sink, a storage container 2 with at least one nozzle opening 3 and an inductive heating device 4 for heating the melt located in the storage container 2. The nozzle opening
3 is arranged at a distance d from the surface of the drum 1. Molten metal or a metal alloy or metal oxide is contained in the storage container 2 and is optionally fed from a source 5. Both the storage container 2 and the entire device can be operated as a pressure or inert gas system, which is indicated schematically in FIG. 1 by a pressure container 6 connected to the storage container 2. A regulated power supply device 7 is connected to the inductive heating device 4.
The melt flowing out of the reservoir 2 forms a thin layer of melt on the surface of the drum 1 serving as the substrate. The drum 1 designed as a heat sink generates a temperature gradient within the thin melt layer, which leads to the solidification of the melt immediately and to the formation of a closed material web on the substrate. By choosing the melt temperature with the help of the adjustable power supply device 7 and by choosing the speed of movement of the substrate, in this example the speed of rotation for the drum 1, and by choosing the temperature gradient on the substrate surface, it can be determined whether the material web produced has a predominantly amorphous or crystalline structure should have. Such crystal structures can be determined on the product produced, for example by X-ray diffraction measurements.
Crystalline materials show characteristic sharp diffraction lines, while with amorphous materials the intensity in the X-ray diffraction image changes only slowly with the angle of diffraction.
If separate storage containers 2A, 2B, 2C with nozzle openings 3A, 3B, 3C according to FIG. 2 are used, material webs can be produced which contain different material or the same material with different crystal structure (crystalline or amorphous). A film produced in this way appears as a mechanically uniform structure. The individual storage containers 2A, 2B, 2C contain, for example, different metals or alloys which solidify on the drum 1 to form a uniform band.
According to one embodiment variant, three cooling devices 8A, 8B and 8C are provided according to FIG. 2, which flow against the drum 1 in areas 1A, 1B and 1C with the aid of a fluid cooling medium, for example with air or inert gas. By choosing suitable cooling capacities with the help of the cooling devices 8A, 8B and 8C, different temperature ranges can be created on the drum surface in the areas 1A, 1B and 1C. Thus, the melts flowing out of the storage containers 2A, 2B, 2C are quenched to different extents when they strike the drum surface, as a result of which a desired crystal structure can be achieved on one of the drum regions 1A, IB and 1C within the resulting closed material web.
According to the method described above, a closed material web can also be produced from areas of different material lying side by side. In this case, the corresponding melt of the desired material is poured into the storage containers 2A, 2B, 2C, and a seamless, seamless merging with mutually adjacent areas of different material is produced on the drum surface. The cooling conditions on the drum surface are adjusted via the cooling devices 8A, 8B, 8C according to criteria known per se such that the solidification conditions on the drum surface adapt to the selected take-off speed, that is to say the number of revolutions of the drum.
According to FIGS. 3 and 4, the drum surface is provided with separating ribs 9A, 9B, 9C, which substrate areas 10A, 10B lie between them. separate from each other. In the substrate areas 10A, 10B, film segments are formed which are in the areas of the separating ribs 9A. 9B, 9C are only slightly separated from one another, so that the resulting strip-like material can be pulled off the drum 1 as a whole and the segments can be easily separated from one another in a later processing stage, for example in the final processing of the foils.
According to the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6, perforations 1 A, 1 L B are present in the drum.
1 LC attached, which can have any shape. The perforated areas of the drum surface are not wetted by the applied melt, so that corresponding recesses are formed in the resulting band-shaped material. In this way, additional process steps, such as stamping, which have been customary up to now. avoid.
It is used directly in the manufacture of the foils or
Tapes achieved a high degree of further processing ability. In a modification of this exemplary embodiment, regions protruding as matrices can also be provided on the drum surface instead of recesses, so that the band-shaped material formed has a corresponding shape.
In the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 5 and 6, different materials or material properties can also be combined in adjacent areas.
In the exemplary embodiment of a cooling drum shown in FIGS. 7 and 8, profiles 12A, 12B, for example rib profiles, are attached to the drum surface, which, in contrast to the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4, have smooth transitions, so that the ribs are evenly removed from the melt are covered and form a corresponding film or tape-like material. Such a film or ribbon-shaped material also serves as a high-quality semi-finished product, for example for the production of catalyst films in chemical process engineering.
In an exemplary embodiment according to FIGS. 9 and 10, the drum 1 has periodic transverse grooves 13. If a fine nozzle opening 3 is used, material fibers can be produced, the length of which corresponds to the distance between the transverse grooves. In the example, the drum 1 had a diameter of 280 mm. The fiber length of 2 cm was achieved by segmenting the wheel at a distance of 2 cm. The V-shaped transverse groove 13 had a depression of 1 mm and an angle of 60. The number of revolutions of the drum was 1500 rpm, which corresponds to a casting speed of 1.32 km / min. The nozzle used had a 0.5 mm diameter hole.
The distance d from the nozzle opening to the wheel was approx. 2 mm. The exemplary embodiment was carried out using an Fe40 Ni40B20 alloy. Typical dimensions of the fibers were: width 0.5 mm, length 20 mm, thickness 30 µm.
Such short fibers made of metallic glasses can be used to reinforce plastics, ceramics or cement. They also form a starting material for pressing and sintering in the production of compact, glass-like or fine-crystalline workpieces.
According to a modified embodiment. in which the nozzle opening 3 was designed as a slot, wide pieces of film were produced. A slot nozzle with a width of 20 mm was used. The distance d was approximately 0.3 mm. Fe40Ni40B20 was used as the alloy. The dimensions of a piece of film: 20 mm wide.
20 mm long and 60 fam thick.
In a further exemplary embodiment for producing profiled strips or strip pieces according to FIGS. 7 and 8, the drum 1 had a diameter of approximately 320 mm. The drum surface was provided with a slightly rounded longitudinal profile of 1.5 mm in width and an elevation of 0.2 mm. The number of revolutions was 1500 rpm. The nozzle used was designed as a slot nozzle and had a width of 9 mm. The distance between the nozzle opening and the profile surface was 0.3 mm. Typical values for the dimensions of the strip with a profiled cross section were, according to FIG. 11: width 9 mm, thickness at the ends 45 .mu.m, thickness in the middle: 35 .mu.m.
According to a further exemplary embodiment, previously produced films and other semi-finished products were coated several times using the method described above, so that the semi-finished product resulted with several layers of different materials or different crystal structures. For example, the drum 1 serving as a heat sink, which serves as a substrate for the strips or layers to be produced, has been replaced by a suitable semi-finished product, for example by pipes or other workpieces, which are to be coated using the described device and the described method.
The semi-finished product to be coated is moved under the nozzle body while maintaining a continuous drawing speed and cooled depending on the material properties or thermal conductivity properties of the semi-finished product serving as the substrate, so that a coating with the desired crystal structure (crystalline or amorphous) forms on the surface. Pipes produced in this way with an amorphous coating have a particularly high degree of corrosion resistance if the coating material is selected appropriately. They can be used particularly advantageously in the field of chemical apparatus construction. They are much cheaper than previously used solid material pipes for this purpose, since simple and cheap material can be used as a semi-finished product.