CN1041124A - 用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备 - Google Patents

Abstract

用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备包含变形器具(1)和产生转动的装置(10)，变形器具(1)设有相互接触的主部件(2)和副部件(3)，转动装置(10)与每一部件都保持运动连接。将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，用机械方法与变形器具(1)的一个部件(2)相连接。

Description

本项发明属于粉末冶金的范围，更精确说，属于用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备。

本项发明可以成功地用于制造液体和气体的过滤器，催化剂，热力管路的多孔毛细管结构，机械和声音振动的减震器，以及其它制品。

现代的粉末冶金学不断提高对由粉末加工出的制品的质量，例如象制品的机械强度，过滤特性，毛细作用的特性，以及多孔制品的表面比率值这类质量。

因此，采用金属纤维来代替粉末是有发展前景的。但是，现代制作金属纤维的工艺所要求的物质消耗很大。如果在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维时，通过使金属颗粒变形，是可以解决这一难题的。用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的现有设备，要求使用分散成狭窄等级的粉末。这种要求致使对每一等级的粉末的用具都要专用化，从而限制了充分利用这种设备的优越性。

已知一种利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备（SU，B，2512707），该设备包含具有主副两部件的变形器具，这两个部件是相互对着的，并且能够在它们之间滚压金属粉末的球状颗粒，另外还包含与变形器具保持运动连接的产生转动的装置。在这种设备内，变形器具的相互对着的主副两部件安置得具有一定的间隙。

但是，在这种设备上，当需要用金属的球状颗粒的粒度成分宽广的金属粉末制作金属纤维时，直径小于变形器具主副两部件之间的间隙值的金属颗粒不会被加工，而直径大于此间隙值约2～3倍的球状金属颗粒，或者由于落不进间隙以致不能被加工，或者能够落入间隙但被压扁，从而最后导致金属纤维的百分数减小。

本项发明的基本任务是研制一种利用金属粉末的球状颗粒制造金属纤维的设备，在这种设备内，对变形器具增装一种装置，将该装置制作得能够以同样的变形器具用各种不同粒度成分的金属粉末的球状颗粒制造出金属纤维。

这项任务是这样达到的，在用金属粉末的球状颗粒制造金属纤维的设备中，包含具有主副两部件的变形器具，这两个部件是相互对着的，并且能够在它们之间滚压金属粉末的球状颗粒，另外，还包含与变形器具保持运动连接的转动装置，根据本项发明，在这项设备中，要对变形器具至少增装一个沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，这个装置与变形器具的一个部件加以机械连接，同时要将变形器具的主副两部件安置得相互接触。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，适当的措施是在其已知的具有两个压辊的变形器具内，使变形器具的一个辊子为主压辊，而另一个为副压辊，而将沿着变形器具的主副两部件的法线产生恒定压力的装置，制作成一个弹性圆筒，并将此弹性圆筒装在一个圆柱压辊上。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，最好是在所知的含有环形扁带为主部件的变形器具内，将副部件制作成与环形扁带相互作用的圆柱形压辊，而使环形扁带成为沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，合理的措施是在已知的含有两个錐形压辊的变形器具内，使一个錐形压辊为主部件，而另一个是副部件，并且将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，用机械方法与一个錐形压辊相连接。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，重要的是将沿着变形器具主副部件的法线产生恒定压力的装置，安装得使相应的錐形压辊的轴线能够沿着其几何纵向轴线进行往复直移运动。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，更适当的是，当着变形器具含有两个沿着其主副两部件的法线产生恒定压力的装置时，使每一装置都安装在相应的錐形压辊轴线的相应一端。

在制作金属纤维的设备中，同样有利的是使沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的每一装置，都安装在相应的錐形压辊轴线的相应一端，并且能够使这个轴线在垂直于压辊几何纵向轴线的方向内进行往复直移运动。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，更合理的是将沿着变形器具主副两部分的法线产生恒定压力的每一装置，都制作成材料为弹性体的套筒。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，同样重要的是，在已知的含有圆盘为主部件的变形器具内，将副部件制作成为位于圆盘一段周边上的斜靴，而将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，用机械方法与斜靴加以连接，并且使斜靴能够平行于圆盘的转动轴线进行往复直移运动。

在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，最好是将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置制作成为弹簧。

本项发明可以使所得到的金属纤维的数量等量于原始的金属粉末球状颗粒的数量，也就是说，可以增加金属纤维的百分数。

除此以外，本项发明能够增加拉长程度，从而可以延长金属纤维。

下面用具体实施本项发明的实例的说明和附图对这项说明加以解释：

图1，根据本项发明，表示用金属粉末球状颗粒制造金属纤维的设备的运动原理图（带有局部剖视图）;

图2表示沿图1上Ⅱ-Ⅱ线的方向的剖面图;

图3，根据本项发明，表示当变形器具的弹性元件为环形扁带时，用金属粉末球状颗粒制造金属纤维的设备的运动原理图（带有局部剖视图）;

图4表示沿图3上的箭头A的视图;

图5，根据本项发明，表示当变形器具的弹性元件为弹簧时，用金属粉末球状颗粒制造金属纤维的设备的运动原理图;

图6表示沿图5上Ⅵ-Ⅵ线的方向的剖面图;

图7，根据本项发明，表示按照图5，但使用两个弹簧的情况下，用金属粉末球状颗粒制造金属纤维的设备的运动原理图;

图8表示沿图7上Ⅷ-Ⅷ线的方向的剖面图;

图9，根据本项发明，表示当采用两个套筒（纵向剖面内）时，利用金属粉末球状颗粒制造金属纤维的设备的运转功能图;

图10，表示沿图9上Ⅹ-Ⅹ线的方向的剖面图;

图11，根据本项发明，表示当变形器具内的主部件是圆盘，而副部件为斜靴时，利用金属粉末球状颗粒制造金属纤维的设备的运动原理图;

图12表示沿图11上的箭头B的视图。

用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备包含所知的具有两个圆柱形的压辊2，3的变形器具1（图1）。压辊2是主部件，而压辊3是变形器具1的副部件。

在这项设备内，变形器具1还包含沿着变形器具1主副两部件的法线产生恒定压力的装置，这种装置制作成为包围压辊2的弹性圆筒4，而在弹性圆筒4的表面5和压辊3的表面6之间送入金属粉末的球状颗粒7。轴8，9即压辊2，3与产生转动的装置10保持运动连接。

根据另一种实施方案，在用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备中，变形器具1含有圆柱形压辊11（图3，4）和环形扁带12，它们分别是变形器具1的副部件和主部件。扁带12为沿着变形器具1主副两部件的法线产生恒定压力的装置，要将扁带的12安装在距压辊11等距离的两个辊子13，14上，使其与压辊11相接触，并部分地包围着压辊11。轴15和16，即压辊11和14与产生转动的装置10保持运动连接。

还有一种实施方案，在用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备中，变形器具1含有两个錐形压辊17，18（图5，6），两錐形压辊要安放得相互接触。压辊17，18分别是变形器具1的主副两部件。在这种变形器具1内，采用弹簧19作为沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，弹簧19用机械方法与压辊17的轴20相连接。弹簧19要安装得使压辊17的轴20能够沿着与轴20重合的压辊的纵向几何轴线进行往复直移运动。压辊的7的轴20和压辊18的轴21与产生转动的装置10保持运动连接。该设备的构造在其它方面与图1和2上的设备的构造相类似。

另外还有一种实施方案，在用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备中，所知的变形器具1（图7，8）含有又一个沿着变形器具主副两部件表面的法线产生恒定压力的装置，该装置制作成为弹簧22（图7）。弹簧19和22用机械方法与压辊17的轴20的相应端头23和24相连接。将弹簧19和22安装得使压辊17的轴20能够在垂直于压辊的纵向几何轴线的方向内进行往复直移运动。该设备的沟造在其它方面与图5，6上的设备的构造相类似。

而根据又一种实施用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备的方案，在变形器具1（图9，10）中，两个沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，均制作成材料为弹性体的套筒25和26（图9）。套筒25和26分别安置在压辊17的轴20位于相应的支承27和28内的端头23和24上。该设备的构造在其它方面与图7，8上的设备的构造相类似。

根据最后一种实施方案，在用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备中，所知的变形器具1含有圆盘29（图11，12），和位于圆盘29一段周边30上的斜靴31，圆盘29为变形器具的主部件，而斜靴31为变形器具的副部件。圆盘29的轴32与产生转动的装置10保持运动连接。在这种变形器具1内，弹簧33用来作为沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，弹簧33的自由端固定在斜靴31上，并且使斜靴31能够平行于圆盘29的转动轴32作往复直移运动。

根据图1，2，用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备按下述方式进行工作。

启动转动装置10，并且按相反的方向对变形器具1的压辊2和3传递旋转运动。从一侧向表面5和6，即弹性圆筒4和压辊3的接触区域内送入金属粉末的球状颗粒7。颗粒7被运动着的表面5和6夹住，并且开始变形。圆筒4是沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，并且沿着压辊2和3的法线给予压辊3以恒定的压力。压辊2在与压辊3相互作用的区域内稍有变形，而圆筒4的弹性使圆筒能够包围住压辊3表面6的一大段，从而扩大了加工球状颗粒7的区域。根据本项发明，这种加工金属粉末的方法可以保证对每一颗粒7的变形力为常量。因此，每一颗粒7所受到的变形与颗粒7的尺寸和它们的微粒测量的成分无关，并且所得到的纤维量将与颗粒7的量相等。此外，加工区域的扩大致使颗粒7以较长的时间间隔处于加工区，从而可以增加所得到的纤维的拉长程度。

根据图3，4，用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备按下述方式工作。

与前述的情况相类似，启动转动装置10，并且向压辊11和14传递旋转运动。压辊14的转动驱使扁带12运动。压辊11和环形扁带12沿相反的方向运动。从一侧向压辊11与环形扁带12的接触区域内送入金属粉末的球状颗粒7。环形扁带12用来作为沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置。借助于扁带本身的挠度，扁带12与压辊11在一大段上接触，从而和上述情况相类似，将扩大加工区域。该设备在其它方面工作得和前述设备的情况相类似。

根据图5，6，用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备按下列方式进行工作。

和前述情况相类似，启动转动装置10，并且沿相反方向对錐形压辊17和18传递转动。从一侧向压辊17和18的接触区域送入金属粉末的球状颗粒7。弹簧19是沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，并且作用到轴20上，从而沿着压辊17的几何轴线移动压辊17。因为压辊17和18是錐形的，所以压辊17在沿压辊18移动的同时，并与压辊18接触，从而在移动过程中沿两压辊17和18的法线产生恒定的压力。这样一来，在加工颗粒7的时间内，对颗粒7作用以附加的外力，从而增加其拉长程度。改变弹簧19的刚度，将改变颗粒7在加工区域内所停留的时间，同时可改变颗粒的变形程度。这样，在一种设备上可以加工具有不同屈服限的材料的粉末，并且可以使颗粒7的拉长程度接近极限值。该设备在其它方面工作得和图1，2上的设备相类似。

根据图7，8，用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备按下列方式工作。

和前述情况相类似，起动转动装置10，并且按相反的方向对变形器具1的压辊17和18传递旋转运动。从一侧向两压辊17和18的接触区域内送入金属粉末的球状颗粒7。弹簧19和22是沿着变形器具主副两部件表面的法线产生恒定压力的装置，并且将和压辊17的轴20垂直的力作用在轴20上。这样的作用力保证沿压辊17和18的法线产生恒定的压力，从而使金属粉末的所有颗粒7得到充分的加工。

除此以外，在采用两个制造精度不高（压辊有棱边，直线性偏差，母线的偏差等）的压辊时，在工作过程中压辊17和18之间的间隙可能发生变化。根据本项发明，由弹簧19和22传来的作用到压辊17两端头23和24的力，可以补偿制造两压辊17和18的不精确度。

再者，使用两个弹簧19和20可以保证比较精确地调整两压辊17和18之间的恒定压力，从而有助于用金属粉末球状颗粒7制作出具有高强度的金属纤维。这种设备在其它方面工作得和前述设备相类似。

根据图9和10，用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备工作得和前述设备相类似，只有下述情况除外，弹性套筒25和26是沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，并且可以实现已知的所谓径向“浮动”支承的效应，这种支承在压辊17和18转动过程中能够抵消两压辊之间的间隙变化，从而简化了设备的构造，并且降低了对压辊17和18制造精变的要求。这种设备在其它方面工作得和上述设备的情况相类似。

根据图11和12，用金属粉末球状颗粒制作金属纤维的设备按如下方式工作。

启动转动圆盘29的装置10。从一侧向圆盘29和斜靴31的接触区域内送入金属粉末的球状颗粒7。弹簧33是沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，并且在金属粉末的颗粒7上产生大小为定值的变形力。斜靴31的形状要选择得使作用在其上的力，能够在圆盘29和斜靴31之间的压力保持定值。这样可以保证圆盘29和斜靴31之间保持密实的接触，从而使金属粉末的所有颗粒得到充分加工。任意选择斜靴31的形状和弹簧33力的大小，可以为各种不同材料的球状颗粒7和它们的尺寸提供最合适的变形条件。

此外，在圆盘29和斜靴31之间存在着拉长的加工区域（边缘区段30），所以能够校准所形成的金属纤维横截面外形的偏差，并且可以稳定金属纤维沿长度的机械特性。这种设备在其它方面工作得和上述设备的情况相类似。

本项发明可以保证用金属粉末各种尺寸的球状颗粒制作成直径一致的金属纤维。

除此以外，本项发明可以在不使金属纤维外形畸变和不破坏其完整性的条件下，提高金属纤维的百分数。

Claims (10)

1、用金属粉末球状颗粒(7)制作金属纤维的设备包含变形器具(1)和转动装置(10)，变形器具(1)含有安置得相互对着的主副两个部件，并且能够在两部件之间滚压金属粉末的球状颗粒(7)，而转动装置(10)与变形器具(1)保持运动连接，本项设备的特点为，在此设备内，变形器具(1)增装以至少一个沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，这种装置用机械方法与一个部件相连接，此外，变形器具(1)的主副两部件要安置得能够相互接触。

2、根据权利要求1，本项设备的特点为，在所知的含有两个圆柱形压辊（2，3）的变形器具（1）内，一个压辊是主部件，另一个是副部件，而将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置制作成为弹性圆筒（4），而该圆筒位于变形器具（1）的一个压辊（2）上。

3、根据权利要求1，本项设备的特点为，在所知的含有环形扁带（12）的变形器具（1）内，环形扁带（12）为主部件，并且用来作为沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，而副部件制作为与环形扁带（12）相互作用的圆柱形压辊（11）。

4、根据权利要求1，本项设备的特点为，在所知的含有两个錐形压辊（17，18）的变形器具（1）内，一个压辊为主部件，另一个为副部件，而将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，用机械方法与一个錐形压辊（17）的轴（20）相连接。

5、根据权利要求4，本设备的特点为，要将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，安装得使相应錐形压辊（17）的轴（20）能够沿着錐形压辊的几何纵向轴线作往复直移运动。

6、根据权利要求1，本项设备的特点为，当变形器具（1）含有两个沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置时，要将每一个这样的装置，安装在相应錐形压辊（17）的轴（20）的相应端头（23，24）。

7、根据权利要求6，本项设备的特点为，要将每一个沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，安装在相应錐形压辊（17）的轴（20）的相应端头（23，24）上，并且能够使轴（20）在垂直于錐形压辊（17）几何纵向轴线的方向内作往复直移运动。

8、根据权利要求7，本项设备的特点为，每一个沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置，都要制作成材料为弹性体的套筒（25，26）。

9、根据权利要求1，本项设备的特点为，在所知的含有圆盘（29）的变形器具（1）中，圆盘（29）为主部件，副部件制作为安置在圆盘（29）一段周边（30）上的斜靴（31），而将沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置（33），用机械方法与斜靴（31）相连接，并且能够使斜靴（31）平行于圆盘（29）的转动轴（32）作往复直移运动。

10、根据权利要求5～7和9的任一项，本项设备的特点为，将弹簧（19，22，23）用来作为沿着变形器具主副两部件的法线产生恒定压力的装置。

Images