DE1291842B - Method and device for producing an ingot from purified material by electron bombardment - Google Patents

Method and device for producing an ingot from purified material by electron bombardment

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DE1291842B
DE1291842B DE1964S0088989 DES0088989A DE1291842B DE 1291842 B DE1291842 B DE 1291842B DE 1964S0088989 DE1964S0088989 DE 1964S0088989 DE S0088989 A DES0088989 A DE S0088989A DE 1291842 B DE1291842 B DE 1291842B
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Germany
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ingot
electron bombardment
under vacuum
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DE1964S0088989
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Sommeria Jean
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Alcatel Lucent SAS
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Alcatel SA
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Barrens aus gereinigtem Material durch Elektronenbeschuß eines Abschmelzbarrens in einer unter Vakuum gehaltenen geschlossenen Umhüllung.The invention relates to a method for producing an ingot from purified material Electron bombardment of a consumable bar in a closed envelope kept under vacuum.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to an apparatus for carrying out the method.

Es ist bekannt, ein Metall mittels Elektronenstrahlen zu schmelzen, um dasselbe im luftleeren Raum oder unter verringertem Druck zu reinigen, indem wenigstens ein Bündel von Elektronenstrahlen auf einen Abschmelzbarren gerichtet wird, der auf das Ende eines kleinen Auftragbarrens abläuft, der durch Elektronenstrahlen seinerseits schmelzflüssig gehalten wird.It is known to melt a metal by means of electron beams to evacuate the same Clean space or under reduced pressure by at least one bundle of electron beams is aimed at a consumable bar that runs down the end of a small applicator bar that is in turn kept molten by electron beams.

Seit vielen Jahren ist auch ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Metall durch Elektronenbeschuß eines Metallpulvers oder -granulates bekannt, das auf die Oberfläche eines absinkenden Barrens fällt, welcher durch Abkühlung des geschmolzenen Pulvers gebildet und progressiv verschoben wird, um die ao schmelzflüssige Oberfläche auf einem im wesentlichen konstanten Niveau zu halten.For many years there has also been a method of obtaining pure metal by electron bombardment a metal powder or granulate known, which falls on the surface of a sinking ingot, which formed by cooling the molten powder and is progressively shifted to the ao to maintain molten surface at a substantially constant level.

Es ist auch bekannt, daß das Gießen eines Barrens von gegebenem Querschnitt viel mehr Energie erfordert, wenn es durch das Schmelzen einer massiven Elektrode bewirkt wird als durch das Schmelzen von Pulver oder von zerteilten Materialien.It is also known that casting an ingot of a given cross-section requires much more energy, if it is effected by the melting of a solid electrode than by the melting of Powder or from parted materials.

Wenn man mit einer gegebenen Energie einen Barren mit dem größtmöglichen Querschnitt zu gewinnen wünscht, erscheint es daher angezeigt, als Ausgangsmaterial granulierte Materialien zu verwenden oder diese zerteilten Materialien vor dem Gießen des Barrens herzustellen.If you can win an ingot with the largest possible cross-section with a given energy if desired, it therefore appears advisable to use granulated materials as the starting material or to manufacture these divided materials prior to casting the ingot.

Wenn schließlich ein in schmelzflüssigem Zustand befindliches Metall in Tröpfchen auf eine abgekühlte Platte geschleudert wird, werden bekanntlich feine Metallteilchen erhalten, deren Abmessungen sich in Abhängigkeit von der geometrischen und physikalischen Ausbildung der Platte verändern.When finally a molten metal in droplets to a cooled Plate is spun, fine metal particles are known to be obtained, the dimensions of which are in Change depending on the geometric and physical design of the plate.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem möglichst wirtschaftlich Barren reinen Materials gewonnen werden können. Unter Benutzung der genannten bekannten Lehren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem ersten Schritt das durch Elektronenbeschuß geschmolzene. Material des Abschmelzbarrens tröpfchenweise in Berührung mit einer kühlenden Oberfläche gebracht wird, daß das an der kühlenden Oberfläche verfestigte Granulat in einem zweiten Schritt gleichfalls unter Vakuum auf die Oberfläche eines in Bildung begriffenen Barrens gebracht wird, daß die Oberfläche des Barrens in an sich bekannter Weise durch Elektronenbeschuß im Schmelzzustand gehalten und der in Bildung begriffene Barren in ebenfalls an sich bekannter Weise derart verschoben wird, daß sein oberer Teil nach Maßgabe des Schmelzens des Granulates auf einem im wesentlichen konstanten Niveau bleibt. Praktisch geht man so vor, daß in einem zweiten Schritt das im ersten Schritt gerade gebildete Granulat unmittelbar auf die Oberfläche des in Bildung begriffenen Barrens gebracht wird. Auf diese Weise läßt sich der endgültige Barren in der gleichen Umhüllung herstellen wie das Granulat.The object of the invention is to create a method in which bars are as economical as possible pure material can be obtained. Using the aforementioned known teachings This object is achieved in that in a first step the melted by electron bombardment. Bring material of the consumable bar dropwise into contact with a cooling surface is that the solidified on the cooling surface granules in a second step also under Vacuum is placed on the surface of an ingot being formed that the surface of the ingot held in a known manner by electron bombardment in the molten state and the ingot being formed is shifted in a manner known per se in such a way that its upper one Part remains at a substantially constant level in accordance with the melting of the granules. In practice, the procedure is that in a second step the granules just formed in the first step is brought directly to the surface of the ingot being formed. In this way the final ingot can be produced in the same coating as the granulate.

Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform werden die vom Stab herkommenden Tropfen abgekühlt und gleichzeitig durch eine Schleuderbewegung mitgenommen, um in feine Teilchen umgewandelt zu werden.According to a modified embodiment, the drops coming from the rod are cooled and at the same time entrained by a centrifugal motion in order to be converted into fine particles will.

Der erste Verfahrensschritt kann in einer Vorrichtung ausgeführt werden mit einer Elektronenkanone innerhalb einer unter Vakuum gehaltenen geschlossenen Umhüllung, in welche der Abschmelzbarren in seiner Längsrichtung eingeführt wird, wobei dem Abschmelzbarren eine Drehung um seine Achse erteilt wird und der sich drehende Barren mindestens in der Schmelzzone von einem Behälter mit gekühlter Wand umgeben ist, auf welche hin die Schmelzetröpfchen geschleudert werden, wobei der Boden dieses Behälters zum Sammeln des Granulates dient, welches in einem anderen Behälter unter Vakuum und Elektronenbeschuß auf die Oberfläche des in Bildung begriffenen Barrens gebracht wird.The first method step can be carried out in a device with an electron gun inside a closed envelope, held under vacuum, into which the consumable bar is introduced in its longitudinal direction, the consumable bar rotating about its Axis is issued and the rotating ingot at least in the melting zone of a container with cooled wall is surrounded, towards which the melt droplets are thrown, the Bottom of this container is used to collect the granules, which are in another container below Vacuum and electron bombardment is applied to the surface of the ingot being formed.

Das Wiedereinschmelzen im zweiten Verfahrensschritt erfolgt mit den üblichen Vorrichtungen. The remelting in the second process step takes place with the usual devices.

In der Zeichnung ist schematisch die bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschrittes dargestellt. Die Elektronenkanone und die Vakuumumhüllung sind nicht dargestellt.In the drawing, the preferred embodiment of the device for implementation is schematically of the first process step. The electron gun and vacuum enclosure are not shown.

Es wird ein Abschmelzbarren 3 von beliebigem Querschnitt verwendet, der aber vorzugsweise kreisförmig ist.A consumable bar 3 of any cross-section is used, but which is preferably circular is.

Dem Barren 3 werden eine rasche Drehbewegung um seine Achse und eine axiale Verschiebung erteilt, die beide regelbar sind. Ein Behälter 17 umgibt den Barren 3 wenigstens in dem der Vorderseite 3' des Barrens benachbarten Bereich. Das Ende des Abschmelzbarrens wird durch ein Elektronenbündel 2 in schmelzflüssigen Zustand gebracht. Die Fliehkraft schleudert die Metalltröpfchen weg, die durch den gekühlten Behälter 17 von beliebiger Form gesammelt (8) werden.The bar 3 is given a rapid rotational movement about its axis and an axial displacement, both of which are adjustable. A container 17 surrounds the ingot 3 at least in that of the front 3 'of the Barrens neighboring area. The end of the consumable bar is represented by a beam of electrons 2 brought into a molten state. The centrifugal force flings away the metal droplets that pass through the cooled container 17 of any shape are collected (8).

Zu diesem Zweck besteht der Behälter 17 beispielsweise aus Kupfer und ist doppelwandig ausgebildet, so daß in demselben ein Kühlmedium umlaufen kann.For this purpose, the container 17 consists, for example, of copper and is double-walled, so that a cooling medium can circulate in the same.

Die geringen Abmessungen der Tröpfchen 8 begünstigen das Erstarren, das entweder vor dem Aufprall auf die Wand des Behälters oder durch diesen Aufprall bewirkt werden kann.The small dimensions of the droplets 8 favor solidification, either before the impact on the wall of the container or by this impact.

Die Achsen des Abschmelzbarrens und des Elektronenbündels fallen vorzugsweise zusammen und sind senkrecht, aber sie können auf beliebige Weise angeordnet werden.The axes of the consumable bar and the electron beam preferably coincide and are vertical, but they can be arranged in any way.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung eines Barrens aus gereinigtem Material durch Elektronenbeschuß eines Abschmelzbarrens in einer unter Vakuum gehaltenen geschlossenen Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt das durch Elektronenbeschuß geschmolzene Material des Abschmelzbarrens tröpfchenweise in Berührung mit einer kühlenden Oberfläche gebracht wird, daß das an der kühlenden Oberfläche verfestigte Granulat in einem zweiten Schritt gleichfalls unter Vakuum auf die Oberfläche eines in Bildung begriffenen Barrens gebracht wird, daß die Oberfläche des Barrens in an sich bekannter Weise durch Elektronenbeschuß im Schmelzzustand gehalten und der in Bildung begriffene Barren in ebenfalls an sich bekannter Weise derart verschoben wird, daß sein oberer Teil nach Maßgabe des Schmelzens des Granulates auf einem im wesentlichen konstanten Niveau bleibt.1. Process for the production of an ingot from purified material by electron bombardment a consumable bar in a closed envelope held under vacuum, thereby characterized in that in a first step the melted by electron bombardment Material of the consumable bar in droplets in contact with a cooling surface is brought that the solidified on the cooling surface granules in a second Step also placed under vacuum on the surface of an ingot being formed is that the surface of the ingot in a known manner by electron bombardment kept in the molten state and the ingot being formed is also known per se Way is shifted so that its upper part in accordance with the melting of the Granulate remains at a substantially constant level. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-2. The method according to claim 1, characterized kennzeichnet, daß in dem zweiten Schritt das im ersten Schritt gerade gebildete Granulat unmittelbar auf die Oberfläche des in Bildung begriffenen Barrens gebracht wird.indicates that in the second step the granules just formed in the first step immediately is brought to the surface of the ingot being formed. 3. Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschrittes nach Anspruch 1 mit einer Elektronenkanone innerhalb einer unter Vakuum gehaltenen geschlossenen Umhüllung, in welche der Abschmelzbarren in seiner Längsrichtung eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abschmelzbarren eine Drehung um seine Achse erteilt wird und daß der sich drehende Barren mindestens in der Schmelzzone von einem Behälter mit gekühlter Wand umgeben ist, auf welche hin die Schmelzetröpfchen geschleudert werden, wobei der Boden dieses Behälters zum Sammeln des Granulates dient, welches in einem anderen Behälter unter Vakuum und Elektronenbeschuß auf die Oberfläche des in Bildung begriffenen Barrens gebracht wird.3. Apparatus for performing the first process step according to claim 1 with a Electron gun inside a closed envelope kept under vacuum, in which the melting bar is introduced in its longitudinal direction, characterized in that the The melting bar is given a rotation about its axis and that the rotating ingot is surrounded at least in the melting zone by a container with a cooled wall which the melt droplets are thrown out, the bottom of this container for Collecting the granules is used, which is in another container under vacuum and electron bombardment is brought to the surface of the ingot being formed. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
DE1964S0088989 1963-01-10 1964-01-09 Method and device for producing an ingot from purified material by electron bombardment Pending DE1291842B (en)

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LU (1) LU45187A1 (en)
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DE1783089A1 (en) 1971-04-08
NL6400101A (en) 1964-07-13
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