CH662297A5

CH662297A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallfasern.

Info

Publication number: CH662297A5
Application number: CH6359/83A
Authority: CH
Inventors: Alexandr Vasilievic Stepanenko; Leonid Alexandrovich Isaevich; Ljudmila Iosifovna Moisinovich
Original assignee: Bruss Polt I
Priority date: 1982-03-25
Filing date: 1983-01-25
Publication date: 1987-09-30
Also published as: SE8306423L; JPH0128801B2; FR2523883A1; IT8320277A0; WO1983003375A1; ATA901183A; FR2523883B1; DE3338523T1; AT382333B; DE3338523C2; JPS59500421A; SE8306423D0; IT1194172B

Description

Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Leistungsfähigkeit des Herstellungsvorganges für Fasern mit einem höchstmöglichen Verhältnis ihrer Länge zum Durchmesser zu erhöhen, das durch das technologische Formänderungsvermögen des Metalls der zu verformenden sphärischen Pulverteilchen begrenzt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung deren konkreter Ausführungsbeispiele anhand der beigelegten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Getriebeschema der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern, die das erfindungsgemässen Verfahren für den Fall realisiert, wo eines der Elemente des VerformungsWerkzeuges in Form einer Zusatzwalze mit einer Arbeitsfläche ausgebildet ist, die ein Rotationshyperboloid darstellt;

Fig. 2 einen II—Ii-Schnitt in Fig. 1;

Fig. 3 einen III—HI-Schnitt in Fig. 1;

Fig. 4 ein Getriebeschema der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern nach Fig. 1, die das erfindungsgemässe Verfahren für den Fall realisiert, wo die Arbeitsfläche der Hauptwalze ein Rotationshyperboloid darstellt;

Fig. 5 einen V —V-Schnitt in Fig. 4;

Fig. 6 ein Getriebeschema der das zu patentierende Verfahren realisierenden erfindungsgemässen Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern mit einem Mechanismus für eine gegenläufige hin- und hergehende Bewegung;

Fig. 7 einen VI—VI-Schnitt der Fig. 6;

Fig. 8 ein Getriebeschema der erfindungsgemässen Vor5

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richtung zur Herstellung von Metallfasern, die das zu patentierende Verfahren für den Fall realisiert, wo das andere Element des Verformungswerkzeuges in Form einer Platte ausgeführt ist;

Fig. 9 eine Ansicht in Pfeilrichtung A nach Fig. 8; Fig. 10 einen Ansicht in Pfeilrichtung B nach Fig. 8;

Die beste Ausführungsform der Erfindung Das Verfahren zur Herstellung von Metallfasern aus sphärischen Metallpulverteilchen besteht darin, dass die sphärischen Metallpulverteilchen gefördert und jedes sphärische Teilchen durch Abwälzung bei einer Verschiebung in Arbeitsflussrichtung unter gleichzeitiger Dehnung längs seiner Drehachse verformt wird. Die Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers dieses zu verformenden sphärischen Teilchens überschreitet. Dann werden die Metallfasern ausgeladen.

Gemäss dem zu patentierenden Verfahren ist der Betrag, um den die Dehnungsgeschwindigkeit für das zu verformen-de sphärische Metallpulverteilchen längs seiner Drehachse die Geschwindigkeit des freien Fleissens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers dieses zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens übersteigt, aus der Beziehung

■4 „ D3

3 ~r "i-i?

zu ermitteln, worin

V3 — die Geschwindigkeit der Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse,

V4 — die Geschwindigkeit einer radialen Stauchung des sphärischen Metallpulverteilchens,

D — der Durchmesser des sphärischen Metallpulverteilchens,

d — der Dufchmesser der Metallfaser sind.

Um eine maximale Länge der zuerzeugenden Metallfasern zu erhalten, wird dieses zu verformende sphärische Metallpulverteilchen gleichzeitig mit dessen Dehnung längs der Drehachse in der Ebene seiner Abwälzung in einer zur Ar-beitsflussrichtung senkrechten Richtung verschoben.

Die das erfindungsgemässe Verfahren realisierende Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern enthält ein Verformungswerkzeug 1 (Fig. 1), das sich aus zwei Elementen zusammensetzt, die in Form einer Haupt- und einer Zusatzwalze 2 bzw. 3 (Fig. 1, 2, 3) mit einer ein Rotationshyperboloid darstellenden Arbeitsfläche ausgebildet sind. Die Walzen 2, 3 sind in der Weise angeordnet, dass sich ihre Achsen 4 bzw. 5 kreuzen, wobei sie miteinander einen Winkel ein-schliessen, der aus der Beziehung

DC2D2 - 3d2)(v, - V2)

B > arctg

12dnav2 sin oc ermittelt wird, worin

D — der Durchmesser des sphärischen Metallpulverteilchens 6,

d — der Durchmesser der Metallfaser 7,

V] — die lineare Geschwindigkeit der Hauptwalze 2, V2 — die lineare Geschwindigkeit der Zusatzwalze 3, R - der Radius der Arbeitsfläche der Haupt- und der Zusatzwalze 2 bzw. 3 in deren Mitte,

a — ein Eingriffswinkel des zu verformenden sphärischen Teilchens 6 zu der Haupt- und Zusatzwalze 2 bzw. 3 sind.

Hierbei wird der variable Radius des Rotationshyperboloids aus der Beziehung

H (x) = /fi2 + x2tg2ß

errechnet, worin x ein variabler Abstand längs der Achsen 4 und 5 der Hauptwalze 2 oder 14 bzw. der Zusatzwalze 3 beidseitig von deren Mitte ist.

Die Vorrichtung ist mit einem Mittel zur Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens, des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens überschreitet, versehen, als welches die Zusatzwalze 3 eingesetzt wird.

In Fig. 1 sind auch Vektoren der Umfangs- und Tangen-tialgeschwindigkeiten vj, v2 bzw. vii, vx2 der Walzen 2 bzw. 3 dargestellt.

In den Spalt zwischen den Walzen 2, 3 gelangen aus einer Fördereinrichtung 8 für sphärische Metallpulverteilchen über Zuführungskanäle 9 die sphärischen Metallpulverteilchen 6. Von der entgegengesetzten Seite verlassen den Spalt die Metallfasern 7. Die Walzen 2, 3 sind in Lagern 10 bzw. 11 gelagert und mit Antrieben 12 bzw. 13 mechanisch gekoppelt.

In Fig. 3 sind Richtungen der Vektoren von Reibungskräften x am Kontakt zwischen den Oberflächen der Faser 7 und der Walzen 2, 3 angedeutet.

Nach einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern, die das erfindungsgemässe Verfahren realisiert, ist die Arbeitsfläche der Hauptwalze 14 (Fig. 4) in Form eines Rotationshyperboloids mit einem variablen Radius R(x) ausgeführt, das dem oben beschriebenen ähnlich ist. Hierbei wird der Winkel zwischen den Achsen 5, 15 der Walzen 14 bzw. 3 aus der Beziehung

2Biarots *zf - 3*2>

6d.nRsin 06

errechnet.

In Fig. 1, 5 sind Vektoren der Umfangs- und Tangential-geschwindigkeiten vi, v2 bzw. vxi, vx2 der Haupt- und der Zusatzwalze 14 bzw. 3 dargestellt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der das erfindungsgemässe Verfahren realisierenden Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern ist das andere Element im Verformungswerkzeug 1 in Form einer zylindrischen Zusatzwalze 16 (Fig. 6) ausgebildet. Als Mittel zur Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fleissens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens überschreitet, gelangt ein Mechanismus 17 für eine gegenläufige hin- und hergehende Bewegung zum Einsatz, der mit den Lagern 10 mechanisch gekoppelt ist.

In Fig. 7 sind Vektoren der Umfangsgeschwindigkeiten vi, v2 der Haupt- und der Zusatzwalze 2 bzw. 16 des Verformungswerkzeuges 1 der Vorrichtung nach Fig. 6 dargestellt.

In der nächsten Ausführungsform der das zu patentierende Verfahren realisierenden Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern ist das zweite Element im Verformungswerkzeug 1 in Gestalt einer Planplatte 18 (Fig. 8, 9) ausgeführt.

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die unter einem Winkel von 70° zur Horizontalebene und parallel zur Achse 4 der horizontal verlaufenden zylindrischen Hauptwalze 2 angeordnet ist.

In der letzten Ausführungsform der das erfindungsgemässe Verfahren realisierenden Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern enthält das Verformungswerkzeug 1 zusätzlich einen zylindrischen Teil, dessen Achse horizontal verläuft und dessen Oberfläche 20 (Fig. 10) mit einem Krümmungsradius von

40 D , ^ min

ß1 ^

60 D,

mm mit dem oberen Teil der Planplatte 19 verbunden ist.

Die Fördereinrichtung 8 für sphärische Metallpulverteilchen ist mit einer Abweichung von der höchsten Erzeugenden der Oberfläche 20 nach der Seite der Abwälzung der Teilchen 6 in den Spalt zwischen der Walze 2 und der Platte 19 um einen Winkel von 15° angeordnet. Hierbei ist der Durchmesser des Zuführungskanals 9 Di :g 4Dmin und der Abstand zwischen den benachbarten Kanälen 91 ^ 40Dmjn.

Die das erfindungsgemässe Verfahren realisierende Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern gemäss Fig. 1,2, 3 arbeitet wie folgt.

Es werden Antriebe 12 und 13 der zylindrischen Haupt-und der Zusatzwalze 2 bzw. 3 betätigt, um diese im gleichen Drehsinn, jedoch mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten Vi und V2 rotieren zu lassen. Die sphärischen Metallpulverteilchen 6 werden von der Fördereinrichtung 8 für sphärische Metallpulverteilchen über die Zuführungskanäle 9 dem Spalt zugeleitet, der durch die Walzen 2 und 3 des Verformungswerkzeuges 1 gebildet ist. Die grössere Umfangsgeschwindigkeit Vi der Walze 2 gegenüber der Geschwindigkeit V2 der Walze 3 sorgt für einen mit der Abwälzung der Teilchen 6 gleichzeitigen Einzug der letzteren in den Spalt zwischen den Walzen 2 und 3 unter deren anschliessender Verschiebung in Arbeitsflussrichtung. Indem sich die Teilchen 6 im Spalt zwischen den Walzen 2 und 3 in Arbeitsflussrichtung bewegen, werden sie durch Abwälzung unter gleichzeitiger Dehnung verformt. Die Dehnung erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des Teilchens 6 übersteigt.

Erfindungsgemäss wird diese Geschwindigkeit aus der Beziehung

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Vf 7

12d2R.V2«ain et

R — der Radius der Arbeitsfläche der Haupt- und der Zusatzwalze 2 bzw. 3 in deren Mitte,

a—ein Eingriffswinkel des zu verformenden Teilchens 6 zu den Walzen 2 und 3 5 ist, und die Erzeugenden der Arbeitsflächen dieser Walzen 2, 3 im Bereich des kleinsten Spaltes zwischen ihnen zueinander parallel sind, tritt an der Walze 3 eine Tangential-komponente vt2 der Umfangsgeschwindigkeit v2 in Erscheinung. Diese Tangentialkomponente vt2 trägt zur Dehnung io des Teilchens 6 längs seiner Drehachse bei. Der Wert vxi nimmt mit steigendem Schwenkwinkel ß der Achsen 4 und 5 der Walzen 2 bzw. 3 zu.

Da die Tangentialkomponente vii der Umfangsgeschwindigkeit Vi der Walze 2 gleich Null ist, wird durch 15 Änderung des Schwenkwinkels ß der Achsen 4 und 5 der Walzen 2 bzw. 3 erreicht, dass die Gleitreibungskräfte x an den verschiedenen Walzen 2 und 3 entgegengesetzt gerichtet sind. Hierbei wird das zu verformende Teilchen 6 durch die aktiven Gleitreibungskräfte t in Richtung der Tangential-20 komponente vti der Umfangsgeschwindigkeit v2 der Walze 3 ausgedehnt, weil die Komponente vx2 die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des Teilchens 6 betragsmässig übersteigt. Dies erleichtert die Ausbildung der Fasern 7 und 25 erhöht die Leistungsfähigkeit des Vorganges.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern gemäss Fig. 4, 5 arbeitet folgenderweise.

Die Einschaltung der Vorrichtung und die Zuführung der Teilchen 6 zum Spalt zwischen der Haupt- und der Zu-30 satzwalze 14 bzw. 3 des Verformungswerkzeuges ist analog zu den oben beschriebenen. Bei Verschwenken der Achse 15 der Walze 14 in bezug auf die Achse 5 der Walze 3 um einen Winkel, der aus der Beziehung

DC2D2 - 5d2)

errechnet, worin v3 — die Dehnungsgeschwindigkeit des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens 6 längs seiner Drehachse, V4 — die Geschwindigkeit einer radialen Stauchung des sphärischen Metallpulverteilchens 6,

D — der Durchmesser des sphärischen Metallpulverteilchens 6,

d — der Durchmesser der Metallfaser 7 sind. Die Teilchen 6 werden verformt, bis die Fasern 7 gebildet worden sind, deren Durchmesser einem minimalen Spalt zwischen den Walzen 2 und 3 entspricht.

Da die Achse 5 der Walze 3 um die Achse 4 der Walze 2 um einen Winkel verschwenkt ist, der aus der Beziehung

ß -arots D<ap2 - ^2)(vx - v2>

ermittelt wird, worin

2ß > axotg *-

6d ß.sin ermittelt wird, bleiben die Erzeugenden dieser Walzen 14,3 40 in der Ebene des Austritts der Fasern 7 aus dem Spalt zwischen den Walzen 14, 3 zueinander parallel. Hierbei tritt an der Walze 14 auch eine Tangentialkomponente vxi der Umfangsgeschwindigkeit vi in Erscheinung, die den gleichen Drehsinn wie auch vt2 an der Walze 3 aufweist. Die Diffe-45 renz vxi—vx2 dieser Geschwindigkeiten bedingt das Auftreten einer Kraft, die eine Dehnung des zu verformenden Teilchens 6 in Richtung seiner Drehachse bewirkt. Zur Neutralisierung der Gleitreibungskräfte x in Richtung der Dehnung des zu verformenden Teilchens 6 durch Änderung des Wer-50 tes des Winkels 2ß zwischen den Walzen 14 und 3 wird die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten vxi und vx2 so gewählt, dass sie die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden Teilchens 6 überschreitet. Die gleiche 55 Richtung Vektoren der Geschwindigkeit vxi und vx2 ruft eine Verschiebung jedes Teilchens 6 bei der Verformung entlang den Erzeugenden der Walzen 14 und 3 mit der Geschwindigkeit vx2 hervor, wodurch eine Verteilung der Teilchen 6 längs ihrer Drehachse gefördert wird. Dadurch wird 60 die Möglichkeit der Entstehung eines gegenseitigen Andranges der benachbarten Teilchen 6 in Richtung ihrer Dehnung ausgeschlossen und also der Vorgang der Ausbildung der Fasern 7 selbst erleichtert und seine Leistung gesteigert.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern ge-65 mäss Fig. 6, 7 arbeitet wie folgt.

Es werden die Antriebe 12 und 13 der zylindrischen Haupt- und der Zusatzwalze 2 bzw. 16 betätigt, um sie im gleichen Drehsinn, jedoch mit verschiedenen Umfangsge-

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schwindigkeiten vi und v2 rotieren zu lassen. Gleichzeitig wird der Mechanismus 17 für eine gegenläufige hin- und hergehende Bewegung eingeschaltet, von dem an die Walze 2 über die Lager 10 durch die mechanische Kopplung eine axiale hin- und hergehende Bewegung vermittelt wird. Sonst arbeitet die Vorrichtung in Analogie zum oben Beschriebenen. Erfindungsgemäss vereinfacht die Form der Walzen 2 und 16 deren Herstellung, während das Vorhandensein der axialen hin- und hergehenden Bewegung die Ausbildung der Fasern 7 erleichtert und die Leistungsfähigkeit des Vorganges erhöht.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern gemäss Fig. 8,9 arbeitet wie folgt.

Es wird der Antrieb 12 eingeschaltet, um die Walze 2 in Arbeitsflussrichtung in Drehung zu versetzen, und gleichzeitig wird der Mechanismus 17 betätigt, von dem die axiale hin- und hergehende Bewegung an die Walze 2 über die Lager 10 vermittelt wird. Die Teilchen 6 werden zwischen die Walze 2 und die Platte 18 des Verformungswerkzeuges 1 gefördert. Der Neigungswinkel der Platte 18 zur Horizontalebene wird in Grenzen von 70 bis 80° gewählt, weil mit seiner Verringerung die Geschwindigkeit der Abwälzung der Teilchen 6 in den Spalt zwischen der Walze 2 und der Platte

18 abnimmt und folglich die Leistung der Vorrichtung abfällt. Im übrigen arbeitet die Vorrichtung ähnlich dem oben Beschriebenen.

Zum wirksameren Verteilung der von der Fördereinrich-5 tung 8 in den Spalt zwischen der Walze 2 und der Platte 19 (Fig. 10) zugeführten Teilchen 6 werden diese von der Fördereinrichtung 8 über die Zuführungskanäle 9 der Zylinder-fläche 20 mit der Möglichkeit eines freien Falls zugeleitet. Infolge eines Zusammenstosses mit der Fläche 20 zerstreuen io sich die Teilchen 6 über diese nach verschiedenen Seiten.

Das Vorhandensein der Zylinderfläche 20 im oberen Teil der Platte 19 ermöglicht erfindungsgemäss den Einsatz der Einrichtung 8 zur Förderung von Teilchen 6 verschiedener Grösse.

i5 Die Erfindung gestattet es, die Qualität der hergestellten Metallfasern zu verbessern.

Gewerbliche Verwertbarkeit Die Erfindung kann zur Herstellung von Gebrauchele-20 menten für Filter und Mischer von Flüssigkeiten und Gasen, von Dämpfern für mechanische und Schallschwingungen, von wärmeisolierenden Schaumstoffen und anderen Erzeugnissen verwendet werden.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Metallfasern aus sphärischen Metallpulverteilchen durch Zuleitung der sphärischen Metallpulverteilchen, durch Verformung jedes sphärischen Teilchens bei dessen Abwälzung während einer Verschiebung in Arbeitsflussrichtung unter gleichzeitiger Dehnung längs seiner Drehachse und durch Ausladen der Metallfasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung des sphärischen Metallpulverteilchens (6) längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers dieses zu verformenden sphärischen Teilchens (6) überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag, um den die Dehnungsgeschwindigkeit für das zu verformende sphärische Teilchen (6) längs seiner Drehachse die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens (6) übersteigt, aus der Beziehung r3>-

* 5

7 iL

(3) mit einer Arbeitsfläche ausgebildet ist, die ein Rotationshyperboloid mit einem variablen Radius R(x) darstellt, wobei die Haupt- und die Zusatzwalze (2 bzw. 3) in der Weise angeordnet sind, dass sich deren Achsen (4, 5) kreuzen, wo-5 bei sie miteinander einen Winkel bilden, der aus der Beziehung

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ß > axotg ermittelt wird, worin

V3 — die Geschwindigkeit der Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens (6) längs seiner Drehachse,

v4 — die Geschwindigkeit einer radialen Stauchung des sphärischen Metallpulverteilchens (6),

D — der Durchmesser des sphärischen Metallpulverteil- ■ chens (6),

d — der Durchmesser der Metallfaser (7) sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens (6) längs seiner Drehachse eine Verschiebung dieses zu verformenden sphärischen Teilchens (6) in der Ebene seiner Abwälzung in einer zur Arbeitsflussrichtung senkrechten Richtung erfolgt.
4. Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern aus sphärischen Metallpulverteilchen gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend eine Fördereinrichtung (8) für sphärische Metallpulverteilchen mit Zuführungskanälen und ein Verformungswerkzeug (1), das sich aus einem als Hauptwalze (2 oder 14) ausgebildeten Element und aus einem anderen Element (3,16,18 oder 19) zusammensetzt, die gegeneinander mit der Möglichkeit der Abwälzung der zu verformenden sphärischen Teilchen (6) unter deren gleichzeitiger Dehnung angeordnet sind und in deren Spalt diese sphärischen Teilchen von den Zuführungskanälen der Einrichtung zur Förderung sphärischer Metallpulverteilchen gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Mittel zur Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens (6) längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in eine Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens überschreitet, versehen ist, welches mit dem Verformungswerkzeug (1) gekoppelt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens überschreitet, eines der Elemente des Verformungswerkzeuges (1) dient, das in Form einer Zusatzwalze

DÇ2P2 - ?d2) (tx - v2) X2d E.Vg sln°C

ermittelt wird, worin vi — die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwalze (2), 15 V2 — die Umfangsgeschwindigkeit der Zusatzwalze (3), R — der Radius der Arbeitsfläche der Haupt- und der Zusatzwalze (2 bzw. 3) in deren Mitte,

a — ein Eingriffswinkel des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens (6) zu der Haupt- und der Zu-20 satzwalze (2 bzw. 3) sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche der Hauptwalze (14) in Form eines Rotationshyperboloids mit einem variablen Radius R(x) ausgeführt und der Kreuzungswinkel der Achsen der Haupt-25 und der Zusatzwalze (14 bzw. 3) aus der Beziehung

2B > arrtg1*2^ - ^ 6d Bs in oC

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ermittelt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der variable Radius R(x) des Rotationshyperboloids aus der Beziehung

R(x) » ÌR2 + i?tg2ß

ermittelt wird, worin x ein variabler Abstand entlang den 40 Achsen (4 oder 15 bzw. 5) der Haupt- und der Zusatzwalze (2 oder 14 bzw. 3) beidseitig von deren Mitte ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit ei-

45 ner Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden Metallpulverteilchens überschreitet, in Form eines Mechanismus (17) für eine gegenläufige hin- und hergehende Bewegung ausgeführt ist, der so mit der Hauptwalze (2) und/oder mit einem Element des Verformungswerkzeuges (1) mechanisch gekoppelt ist, das mit der Möglichkeit einer gegenläufigen hin- und hergehenden Bewegung angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich-55 net, dass eines der Elemente des Verformungswerkzeuges (1)

als zylindrische Zusatzwalze (16) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwalze (2) des Verformungswerkzeuges (1) zylindrisch ausgebildet ist.

so 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente des Verformungswerkzeuges als Planplatte (18) ausgebildet ist, die unter einem Winkel von 70 bis 80° zur Horizontalebene und parallel zur Achse (4) der horizontal verlaufenden zylindrischen 65 Hauptwalze (2) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungswerkzeug (1) zusätzlich einen zylindrischen Abschnitt enthält, dessen Achse horizontal

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verläuft und dessen Oberfläche (20) mit einem Krümmungsradius Ri von mit dem oberen Teil der Planplatte (19) verbunden ist, wobei Dmin den kleinsten Durchmesser des Ausgangsarbeitsstücks aus dem vorgegebenen Bereich der Durchmesser der zu bearbeitenden Teilchen bedeutet, während die Fördereinrichtung (8) für sphärische Metallpulverteilchen mit einer Abweichung von der höchsten Erzeugenden der Zylinderfläche (20) in Richtung der Zuführung der sphärischen Teilchen (6) zum Spalt zwischen der zylindrischen Hauptwalze (2) und der Platte (19) um eine Bogenlänge von 10 bis 15° angeordnet ist, wobei der Durchmesser jedes Zuführungskanals (9) D, ^ 4Dmin und der Abstand zwischen den benachbarten Zuführungskanälen (9) 1 ^ 40Dmin ist.

Die genannte Erfindung bezieht sich auf die Pulvermetallurgie und betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Metallfasern.

Stand der Technik

Die gegenwärtige Pulvermetallurgie ist auf die Weiterentwicklung des technologischen Prozesses zur Herstellung von Erzeugnissen aus Pulvern ausgerichtet sowie erhöht die Forderungen an die Erzielung erforderlicher technisch-ökonomischer Kennziffern und Betriebseigenschaften bei Fertigerzeugnissen. Grosse Aufmerksamkeit wird auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie Schaumstoffen geschenkt. In diesem Zusammenhang ist die Anwendung von Metallfasern anstelle der Pulver aussichtsreich. Einer weiten Verwendung der Metallfasern in der Pulvermetallurgie steht jedoch das Fehlen genügend einfacher und billiger Herstellungsverfahren im Wege.

Die beste Lösung dieses Problems mag die unmittelbare Herstellung der Metallfasern aus Metallpulverteilchen durch deren mechanische Bearbeitung sein.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallfasern aus sphärischen Metallpulverteilchen (s. die früher eingereichte internationale Anmeldung PCT/SU 82/00030 vom 15.9.82) durch Zuleitung sphärischer Metallpulverteilchen, durch Verformung jedes sphärischen Teilchens bei dessen Abwälzung im Verlaufe der Verschiebung in Arbeitsflussrichtung unter gleichzeitiger Dehnung längs seiner Drehachse und durch Ausladen der Metallfasern bekannt.

Es ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern aus sphärischen Metallpulverteilchen bekannt, die das genannte Verfahren (s. die frühere internationale Anmeldung PCT/SU 82/00030 vom 15.09.82) realisiert und ein Fördereinrichtung für sphärische Metallpulverteilchen mit Zuführungskanälen und ein Verformungswerkzeug enthält, das sich aus einem in Form einer Hauptwalze ausgebildeten Element und aus einem anderen Element zusammensetzt, die gegeneinander mit der Möglichkeit der Abwälzung der sphärischen Teilchen unter deren gleichzeitiger Dehnung angeordnet sind und in deren Spalt die sphärischen Teilchen von den Zuführungskanälen der Fördereinrichtung für sphärische Metallpulverteilchen gelangen.

Um aber nach diesem Verfahren und nach der dieses Verfahren realisierenden Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern ein höchstmögliches Verhältnis der Länge der aus sphärischen Metallpulverteilchen auszubildenden Fasern zu deren Durchmesser zu erreichen, das nur durch das technologische Formänderungsvermögen des Metalls der Teilchen begrenzt ist, bedarf es einer grossen Anzahl von Zyklen zur Abwälzung, was einen Leistungsabfall beim Herstellungsverfahren verursacht und dadurch das Formänderungsvermögen des Metalls der Pulverteilchen selbst wegen einer Rissbildung bei diesen herabsetzt. Die Dehnbarbeit der zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchen längs deren Drehachse sichert noch keine vollständige Neutralisierung der Bremswirkung von Gleitreibungskräften, die parallel zu dieser Achse nach der Mitte der auszubildenden Faser hin gerichtet sind und einer Verformung der Teilchen entgegenwirken, weil die Intensität dieser Dehnung mit der eines freien Fliessens des Metalls, welches eine Faserverlängerung bewirkt, nicht übereinstimmt.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Metallfasern zu entwickeln, bei dem die Dehnung der sphärischen Metallpulverteilchen längs deren Drehachse mit einer derartigen Geschwindigkeit erfolgt, die es gestattet, die Leistungsfähigkeit des Herstellungsvorganges für Metallfasem mit einem höchstmöglichen Verhältnis ihrer Länge zum Durchmesser zu erhöhen sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern in Realisierung des genannten Verfahren zu schaffen, die eine Konstruktion aufweist, die es erlaubt, die Leistung des Herstellungsvorganges für Metallfasern mit dem höchstmöglichen Verhältnis ihrer Länge zum Durchmesser zu steigern.

Dies wird dadurch erreicht, dass im Verfahren zur Herstellung von Metallfasern aus sphärischen Metallpulverteilchen durch Zuleitung sphärischer Metallpulverteilchen, durch Verformung jedes sphärischen Teilchens bei dessen Abwälzung während einer Verschiebung in Arbeitsflussrichtung unter gleichzeitiger Dehnung längs seiner Drehachse und durch Ausladen der Metallfasern, gemäss der Erfindung die Dehnung des sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers dieses zu verformenden sphärischen Teilchens überschreitet.

Es ist sinnvoll, den Betrag, um den die Dehnungsgeschwindigkeit für das zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchen längs dessen Drehachse die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers dieses zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens übersteigt, aus der Beziehung

V5 > Hr "fr zu ermitteln, worin v3 — die Dehnungsgeschwindigkeit des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse, v4 — die Geschwindigkeit einer radialen Stauchung des sphärischen Metallpulverteilchens,

D — der Durchmesser des sphärischen Metallpulverteilchens,

d — der Durchmesser einer Metallfaser sind.

Es ist erwünscht, dass im erfindungsgemässen Verfahren gleichzeitig mit der Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse eine Verschiebung dieses zu verformenden sphärischen Teilchens in der Ebene seiner Abwälzung in einer nur Arbeitsflussrichtung senkrechten Richtung erfolgt.

Dies wird auch dadurch erreicht, dass die Vorrichtung zur Herstellung von Metallfasern aus sphärischen Metallpul5

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verteilchen, die das erfindungsgemässe Verfahren realisiert und eine Fördereinrichtung für sphärische Metallpulverteilchen mit Zuführungskanälen und ein Verformungswerkzeug enthält, das sich aus einem als Hauptwalze ausgebildeten Element und aus einem anderen Element zusammensetzt, die gegeneinander mit der Möglichkeit der Abwälzung der zu verformenden sphärischen Teilchen unter deren gleichzeitiger Dehnung angeordnet sind und in deren Spalt diese sphärischen Teilchen von den Zuführungskanälen der Fördereinrichtung für sphärische Metallpulverteilchen gelangen, gemäss der Erfindung mit einem Mittel zur Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens überschreitet, versehen ist, welches mit dem Verformungswerkzeug gekoppelt ist.

Vorteilhaft ist, dass in der erfindungsgemässen Vorrichtung als Mittel zur Ausdehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des freien Fliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens überschreitet, eines der Elemente des Verformungswerkzeuges dient, das als Zusatzwalze mit einer Arbeitsfläche ausgebildet ist, die ein Rotationshyperboloid mit einem variablen Radius R(x) darstellt, wobei die Haupt- und die Zusatzwalze in der Weise angeordnet sind, dass sich deren Achsen kreuzen, wobei sie miteinander einen Winkel bilden, der aus der Beziehung

— — eu- v/ ug, 5

12d E.v2 sin oL

ermittelt wird, worin vi — die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwalze, v2 — die Umfangsgeschwindigkeit der Zusatzwalze, R — der Radius der Arbeitsfläche der Haupt- und der Zusatzwalze in deren Mitte,

a — ein Eingriffswinkel des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens zu der Haupt- und der Zusatzwalze sind.

Es ist auch vorteilhaft, dass die Arbeitsfläche der Hauptwalze in der erfindungsgemässen Vorrichtung in Form eines Rotationshyperboloids mit einem variablen Radius R(x) ausgeführt und der Kreuzungswinkel der Achsen der Haupt-und der Zusatzwalze aus der Beziehung

2ß * „ctg *,2? - ?"2) 6d R.sin oL

ermittelt wird.

Es ist erwünscht, dass der variable Radius R(x) des Rotationshyperboloids in der erfindungsgemässen Vorrichtung aus der Beziehung

R(x) s VR2 + x?tg2ß

ermittelt wird, worin x ein variabler Abstand entlang den Achsen der Haupt- bzw. der Zusatzwalze beidseitig von deren Mitte ist.

Es ist auch wünschenswert, dass das Mittel zur Dehnung des zu verformenden sphärischen Metallpulverteilchens längs seiner Drehachse mit einer Geschwindigkeit, die die

Geschwindigkeit des freien Zerfliessens des Metalls in Verlängerung unter Abnahme des Durchmessers des zu verformenden Metallpulverteilchens überschreitet, in der erfindungsgemässen Vorrichtung als Mechanismus für eine gegenläufige hin- und hergehende Bewegung ausgeführt ist, der mit der Hauptwalze und/oder mit einem Element des Verformungswerkzeuges mechanisch gekoppelt ist, das mit der Möglichkeit einer gegenläufigen hin- und hergehenden Bewegung angeordnet ist.

Es ist sinnvoll, dass eines der Elemente des Verformungswerkzeuges in der erfindungsgemässen Vorrichtung als zylindrische Zusatzwalze ausgebildet ist.

Es ist auch sinnvoll, die Hauptwalze des Verformungswerkzeuges in der erfindungsgemässen Vorrichtung zylindrisch auszubilden.

Es ist möglich, eines der Elemente des Verformungswerkzeuges in der erfindungsgemässen Vorrichtung als Planplatte auszubilden, die unter einem Winkel von 70 bis 80° zur Ho-rizontalebene und parallel zur Achse der horizontal verlaufenden zylindrischen Hauptwalze angeordnet ist.

Es ist bevorzugt, dass das Verformungswerkzeug (1) in der erfindungsgemässen Vorrichtung zusätzlich einen zylindrischen Abschnitt enthält, dessen Achse horizontal verläuft und dessen Oberfläche (20) mit einem Krümmungsradius von

40 Dmjn ^ Ri ^ 60 Dmin mit dem oberen Teil der Planplatte (19) verbunden ist, während die Fördereinrichtung für sphärische Metallpul verteilchen mit einer Abweichung von der höchsten Erzeugenden der Zylinderfläche in Richtung der Zuführung der sphärischen Teilchen zum Spalt zwischen der zylindrischen Hauptwalze und der Platte um eine Bogenlänge von 10 bis 15° angeordnet ist, wobei der Durchmesser jedes Zuführungskanals Di rg 4 Dmj„ und der Abstand zwischen den benachbarten Zuführungskanälen 1 ^ 40 Dmj„ ist.