DE1142491B

DE1142491B - Process and devices for the production of metal bands from metal powder

Info

Publication number: DE1142491B
Application number: DEM32602A
Authority: DE
Inventors: Arthur Reginald Boughton; Roy Philip Perks; David Kenneth Worn
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1955-12-15
Filing date: 1956-12-10
Publication date: 1963-01-17

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

M32602Ib/49IM32602Ib / 49I

ANMELDETAG: 10. DEZEMBER 1956REGISTRATION DATE: DECEMBER 10, 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLSGESCHRIFT: 17. J A N U A R 1963NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF RELEASE PUBLICATION: JANUARY 17, 1963

Zum Herstellen von Metallbändern wird Metallpulver zwischen zwei zylindrischen Walzen mit horizontalen Achsen durch Vorverdichten in Bandform gebracht und hierauf gesintert und kaltgewalzt.To produce metal strips, metal powder is placed between two cylindrical rollers with horizontal Axles brought into strip form by pre-compression and then sintered and cold-rolled.

Zur Ausführung des ersten Schrittes dieses bekannten Verfahrens werden Vorrichtungen mit einer oberhalb der Walzen befindlichen, den Pulvervorrat aufnehmenden Mulde angewendet, wobei der Auslauf des Pulvers aus der Mulde auf eine oder beide Walzen durch eine oder mehrere verstellbare, innerhalb der xo Mulde angeordneten Verteilerplatten geregelt wird. Dabei tritt das von den Walzen mitgenommene Pulver bei über die Walzenbreite gleichmäßiger Schichtdicke in den Zwickelraum der Walzen ein. Dieses Verfahren liefert befriedigende Ergebnisse beim Herstellen verhältnismäßig schmaler Bänder, deren Breite 25 mm nicht wesentlich übersteigt. Sollen breitere Bänder hergestellt werden, beispielsweise solche von 150 mm Breite, dann neigt das Band am Rand zur Falten- und Runzelbildung, die sich während des Kaltwalzens ständig verstärkt und so weit gehen kann, daß sich das Band spaltet.To carry out the first step of this known method, devices with an above of the rollers located, the powder supply receiving trough applied, the outlet of the Powder from the trough on one or both rollers through one or more adjustable, within the xo Trough arranged distribution plates is regulated. The powder carried along by the rollers occurs with a uniform layer thickness across the width of the roll into the gusset space of the rolls. This method gives satisfactory results when producing relatively narrow tapes, the width of which is 25 mm does not significantly exceed. If wider belts are to be produced, for example those of 150 mm Width, then the strip tends to form folds and wrinkles at the edge, which develop during cold rolling constantly amplified and can go so far that the bond splits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Faltenbildung an den Kanten des Bandes zu beseitigen oder auf ein unbedenkliches Maß herabzusetzen. Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Pulver den Walzen im mittleren Bereich des zu formenden Bandes in größerer Menge zugeführt wird als in den Randbereichen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Pulveimenge dabei von der Mitte der Walzen nach ihren Seiten hin stetig abnimmt.The invention is based on the object of eliminating the formation of wrinkles on the edges of the tape or to reduce it to a harmless level. The object is achieved according to the invention in that the powder is fed to the rollers in the central area of the strip to be formed in larger quantities than in the edge areas. It is of particular advantage if the amount of powder is from the middle of the Rolling steadily decreases towards their sides.

Während bei der üblichen Beschickung der verdichtenden Walzen mit über die Walzenbreite konstanter Pulvermenge ein Metallband entsteht, dessen Dichte nahe den Kanten höher ist als in der Mitte, wird beim Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Band hergestellt, das über seine ganze Breite im wesentlichen die gleiche Dichte hat. Dabei erweist es sich im übrigen als vorteilhaft, die Beschikkung der mittleren Zone gegenüber den Randzonen so stark zu erhöhen, daß die im mittleren Bereich des Bandes erhaltene Dichte sogar etwas größer ausfällt als in den Randzonen. In der bevorzugten Ausführung des Verfahrens ist mithin das vorverdichtete Band von im wesentlichen gleicher Dicke über seine Breite, nicht aber notwendigerweise von überall gleicher Dichte, obwohl die Änderungen in der Dichte über den Querschnitt verhältnismäßig gering sein sollen. Es hat sich gezeigt, daß etwas erhöhte Dichte in der mittleren Zone sich beim nachfolgenden Kaltwalzen gerade für die Herstellung eines breiten Bandes günstig auswirkt.While with the usual loading of the compacting rollers with more constant over the roller width Amount of powder a metal band is created, the density of which is higher near the edges than in the middle, when working according to the method according to the invention, a tape is produced over its whole Width has essentially the same density. It also proves to be advantageous for the loading to increase the central zone in relation to the edge zones so much that the in the central area of the The density obtained in the band is even somewhat greater than in the edge zones. In the preferred embodiment of the process, the pre-compressed strip is essentially of the same thickness across its width, but not necessarily of the same density everywhere, although the changes in density are about the cross-section should be relatively small. It has been shown that somewhat increased density in the middle Zone is particularly favorable for the production of a wide strip during the subsequent cold rolling affects.

Verfahren und VorrichtungenMethods and devices

zum Herstellen von Metallbändernfor the production of metal strips

aus Metallpulvermade of metal powder

Anmelder:Applicant:

The International Nickel Company (Mond) Limited, LondonThe International Nickel Company (Moon) Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. G. EichenbergRepresentative: Dr.-Ing. G. Eichenberg

und Dipl.-Ing. H. Sauerland, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. Sauerland, patent attorneys,

Düsseldorf, Cecilienallee 76Düsseldorf, Cecilienallee 76

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 15. Dezember 1955Great Britain December 15, 1955

und 29. Mai 1956 (Nr. 36 066 und Nr. 16 066)and May 29, 1956 (No. 36 066 and No. 16 066)

Arthur Reginald Boughton, Quinton, Birmingham, David Kenneth Worn, Hall Green, Birmingham,
und Roy Philip Perks, Great Barr, BirminghamArthur Reginald Boughton, Quinton, Birmingham, David Kenneth Worn, Hall Green, Birmingham,
and Roy Philip Perks, Great Barr, Birmingham

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden(Great Britain),
have been named as inventors

Die unterschiedliche Schichtdicke des zu formenden Bandes wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Vorrichtung dadurch erhalten, daß der Abstand der Ablaufkante der vorstehend erwähnten Verteilerplatten von der Walze in der Mitte größer ist als an den Seiten und die Form der Ablaufkante einstellbar ist. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß die Verteilerplatten aus mehreren parallelen, gegeneinander längsverstellbaren und feststellbaren Streifen bestehen, deren Stirnkanten zusammen die Ablaufkante bilden.In a preferred embodiment, the different layer thicknesses of the strip to be formed is that for carrying out the invention Method used device obtained in that the distance of the runoff edge of the above mentioned distribution plates of the roller in the middle is larger than on the sides and the shape of the drainage edge is adjustable. This can be B. happen that the distributor plates from several parallel, against each other longitudinally adjustable and lockable strips exist whose front edges together the Form a run-off edge.

In einer weiteren Ausführungsform der Beschikkungsvorrichtung kann die gewünschte Verteilung des Pulvers entlang der Walzen dadurch erhalten werden, daß man zwei verstellbare Platten vorsieht, die die innerhalb der Pulvermulde liegenden Flächen der Walzen teilweise abdecken. Erfindungsgemäß sind die Ablaufkanten der Platten konkav gekrümmt.In a further embodiment of the loading device, the desired distribution of the Powder along the rollers can be obtained by providing two adjustable plates that hold the Partially cover the surfaces of the rollers lying within the powder trough. According to the invention are The edges of the panels are concave.

209 758/145209 758/145

Das Verfahren nach der Erfindung und Vorrichtungen zu seiner Durchführung sind an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben. Es zeigtThe method according to the invention and devices for its implementation are based on the in Examples shown in the drawing are described in more detail. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch zwei zur Verdichtung des Metallpulvers dienende Walzen mit einer Beschickungsvorrichtung,1 shows a cross section through two rollers with one serving to compact the metal powder Loading device,

Fig. 2 eine Ansicht einer Verteilerplatte, die in der Vorrichtung nach Fig. 1 Verwendung findet,FIG. 2 is a view of a distributor plate which is used in the device according to FIG. 1,

Fig. 3 eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung,3 shows a modification of the device according to FIG. 1 in a schematic representation,

Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform,FIG. 4 shows a cross section corresponding to FIG. 1 through a second embodiment,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4 undFig. 5 is a section along line V-V in Fig. 4 and

Fig. 6 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 4 und 5 von oben.6 shows a view of the device according to FIGS. 4 and 5 from above.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 liegen zwei Verdichtungswalzen 1 und 2 im Scheitel 3 des zwischen ihnen befindlichen Zwickelraumes dicht aneinander. Wird Metallpulver in den Zwickel gebracht, so wei- ao chen die Walzen so weit seitlich aus, daß ein sehr dünnes verdichtetes Band entsteht. Das Pulver wird der Walze 1 aus einer oberhalb des Zwickels liegenden Mulde 4 zugeführt. Diese Mulde hat zwei zu den Walzenachsen parallele Seitenwände 5, die bis dicht an die obere Walzenfläche herangeführt sind, und zwei weitere Wände 6, die rechtwinklig zu den Wänden 5 liegen und an ihren Unterkanten in Anpassung an die Walzen bogenförmig ausgeschnitten sind. Innerhalb der Mulde 4 befindet sich eine auf einer Stützplatte 8 befestigte Verteilerplatte 7. Die Stützplatte ist mit Augen 9 an den Seitenwänden 6 befestigt. Die Verteilerplatte ist geneigt und erstreckt sich über den Zwickel hinweg so weit nach unten, daß sie mit der Walze 1 nahezu in Berührung steht. Das in die Mulde gefüllte Pulver wird durch die Bewegung der Walze 1 relativ zur Verteilerplatte 7 in den Zwickelraum gebracht. Die Neigung der Verteilerplatte ist einstellbar, um die zugeführte Menge regem zu können. Die untere Kante der Platte 7 kann konkav gestaltet sein, etwa in der Form eines Kreisbogens. Vorzugsweise wird jedoch eine Verteilerplatte verwendet, bei der die Form der die Beschickung steuernden Ablaufkante einstellbar ist.In the embodiment according to FIG. 1, two compaction rollers 1 and 2 lie close to one another in the apex 3 of the gusset space located between them. If metal powder is placed in the gusset, the rollers move sideways to such an extent that a very thin, compacted band is created. The powder is fed to the roller 1 from a trough 4 located above the gusset. This trough has two side walls 5 parallel to the roller axes, which are brought up close to the upper roller surface, and two further walls 6 which are at right angles to the walls 5 and are cut out in an arc at their lower edges to match the rollers. Inside the trough 4 there is a distributor plate 7 fastened to a support plate 8. The support plate is fastened to the side walls 6 with eyes 9. The distributor plate is inclined and extends so far down over the gusset that it is almost in contact with the roller 1. The powder filled into the trough is brought into the gusset space by the movement of the roller 1 relative to the distributor plate 7. The inclination of the distributor plate is adjustable in order to be able to regulate the amount supplied. The lower edge of the plate 7 can be concave, for example in the form of an arc of a circle. Preferably, however, a distributor plate is used in which the shape of the run-off edge controlling the loading is adjustable.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Verteilerplatte mit veränderlicher Ablaufkante. Die Platte besteht aus mehreren parallelen, schmalen Streifen 11 aus Metall oder einem anderen verschleißfesten Werkstoff, die auf der Stützplatte 8 gegeneinander längsverstellbar angeordnet sind. Ihre unteren Stirnkanten bilden zusammen die Ablaufkante. Zur Festlegung der Streifen in der jeweils gewählten Stellung dienen Klemmschrauben 13, die durch Schlitze 12 ragen. Zur Feineinstellung der Streifen 11 können Stellschrauben auf der Stützplatte vorgesehen sein, die beispielsweise auf die oberen Stirnkanten der einzelnen Streifen wirken und diese längs verschieben, wenn sie gedreht werden. Solche Stellschrauben sind aus Übersichtlichkeitsgründen in der Zeichnung nicht wiedergegeben.Fig. 2 shows an embodiment of a distributor plate with variable drainage edge. The plate consists of several parallel, narrow strips 11 made of metal or another wear-resistant material, which are longitudinally adjustable in relation to one another on the support plate 8 are arranged. Their lower front edges together form the drainage edge. Establishing the Strips in the selected position are used for clamping screws 13 which protrude through slots 12. To the Fine adjustment of the strips 11, adjusting screws can be provided on the support plate, for example act on the upper front edges of the individual strips and move them lengthways when rotated will. Such adjusting screws are not shown in the drawing for reasons of clarity.

Anstatt gemäß Fig. 1 das Pulver nur auf eine der beiden Walzen fließen zu lassen, kann man es auch gemäß Fig. 3 gleichzeitig auf beide Walzen bringen. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind zwei Verteilerplatten 17 vorgesehen, die ein umgekehrtes V bilden. Dazwischen liegt eine senkrechte Platte 18, die unmittelbar oberhalb des Scheitels des Zwickelraumes endet. Die Ausführung nach Fig. 3 erweist sich als besonders zweckmäßig in Fällen, wo ein aus zwei verschiedenartigen Metallpulvern zusammengesetzter Streifen hergestellt werden soll.Instead of only allowing the powder to flow onto one of the two rollers as shown in FIG. 1, it can also be used Bring according to Fig. 3 simultaneously on both rollers. In this embodiment of the invention there are two Distribution plates 17 are provided which form an inverted V. In between is a vertical plate 18, which ends immediately above the apex of the gusset space. The embodiment of FIG. 3 turns out to be particularly useful in cases where one composed of two different types of metal powders Strip is to be made.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sind oberhalb der Walzen 1 und 2 zwei Platten 14 und 15 in der Form von zylindrischen Segmenten vorgesehen, deren Ablauf kanten 16 konkav, etwa in der Form von Kreisbogen, gekrümmt sind. Sie bilden zwischen sich einen unmittelbar oberhalb des Eintrittszwickels liegenden Spalt, dessen Breite in der Mitte am größten ist und nach beiden Seiten hin abnimmt.In the embodiment of FIG. 6, two plates 14 and 15 are above the rollers 1 and 2 in the Provided in the form of cylindrical segments, the drainage edges 16 concave, approximately in the form of a circular arc, are curved. Between them they form a gusset immediately above the entry gusset Gap, the width of which is greatest in the middle and decreases on both sides.

Die Achsen der beiden Walzen brauchen nicht in einer gemeinsamen, waagerechten Ebene zu liegen. Es ist im Gegenteil vielfach von Vorteil, die eine Walze etwas höher zu legen als die andere.The axes of the two rollers do not need to lie in a common, horizontal plane. It On the contrary, it is often advantageous to place one roller a little higher than the other.

Die nachstehend beschriebenen Beispiele dienen der Erläuterung der durch die Erfindung erzielten Vorteile. Es soll ein Band von 145 mm Breite aus reinem Carbonyl-Nickelpulver hergestellt werden durch Vorverdichten mittels der Walzen 1 und 2, die beide 150 mm breit sind und einen Durchmesser von 200 mm haben. Zu diesem Zweck wird zunächst eine gleichmäßig dicke Schicht von etwa 3 mm auf die Walzen gebracht, so daß zwischen den Walzen ein vorverdichtetes Band von 0,75 mm austritt. Wenn man dieses Band sintert und einmal auf 0,125 mm kaltwalzt, so zeigt sich die unerwünschte Falten- und Runzelbildung in den Randzonen des Bandes. Bringt man jedoch das Pulver bei gleicher Zuführungsgeschwindigkeit auf die Walzen unter Verwendung einer Verteilerplatte 7, die so geformt ist, daß die Pulverschicht von 1,6 mm an den Rändern auf 6,4 mm in der Mitte ansteigt, so entsteht bei derselben Walzengeschwindigkeit ein Band, das gleichfalls etwa 0,75 mm dick ist, nach dem Sintern aber schrittweise zu einem vollständig gleichmäßigen, zusammenhängenden, nicht porösen Band kalt ausgewalzt werden kann, das eine gleichmäßige Dicke von 0,125 mm hat und keinerlei Faltenbildung oder andere Verzerrungen oder Spannungen aufweist.The examples described below serve to illustrate the advantages achieved by the invention. A band of 145 mm width is to be produced from pure carbonyl nickel powder by precompaction by means of rollers 1 and 2, both of which are 150 mm wide and have a diameter of 200 mm. For this purpose, a uniformly thick layer of about 3 mm is first applied to the Brought rollers so that a pre-compressed band of 0.75 mm exits between the rollers. if if this band is sintered and cold-rolled once to 0.125 mm, the undesirable wrinkles and folds are evident Wrinkles in the edge zones of the tape. However, if the powder is applied to the rollers using the same feed rate a distribution plate 7 which is shaped so that the powder layer from 1.6 mm at the edges to 6.4 mm rises in the middle, a band is produced at the same roller speed, which is also approximately 0.75 mm thick, but gradually after sintering to a completely uniform, coherent, non-porous tape can be cold rolled, which has a uniform thickness of 0.125 mm and is free from wrinkling or other distortion or tension.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A method for producing metal strips from metal powder, in which the powder is brought into strip form by precompaction between two cylindrical rollers with horizontal axes and then sintered and cold-rolled, characterized in that the powder is larger than the rollers in the central region of the strip to be formed Amount is fed than in the edge areas.

2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of powder from the center the rollers steadily decreases towards their sides.

3. Apparatus for performing the method according to claims 1 or 2 with a arranged above the rollers, the powder supply receiving troughs and one or more, the outlet of the powder from the trough on one or both rollers regulating, adjustable, Distribution plates arranged within the trough, characterized in that the spacing the run-off edge of the distributor plates from the roller in the middle is larger than at the Sides and the shape of the drainage edge is adjustable.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 with the means according to claim 3, characterized in that the distributor plates consist of several parallel, against each other There are longitudinally adjustable and lockable strips (11), the front edges of which together form the drainage edge.

5. Apparatus for performing the method according to claims 1 or 2 with two in arranged in a trough receiving the powder supply, which lie within the trough Partially covering the roller surfaces, adjustable

ble plates, characterized in that the run-off edges (16) of the plates (14, 15) are concave are curved.

Considered publications:

German Patent Nos. 616 775, 847 835, 778;

German patent application F5867Ib / 491 (published on December 4, 1952);

British Patent No. 714,927; Zeitschrift für Metallkunde, June 1954, p. 330; Shees Metal Industries, August 1955, p. 590.

1 sheet of drawings