DE1458127A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von zusammenhaengenden Metallkoerpern wie Blech,Stangen od.dgl. - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von zusammenhaengenden Metallkoerpern wie Blech,Stangen od.dgl.Info
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Description
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11. 7. 1968 P. 14 58 127.2
Maurice Donald Ayers, Greenwich, Connecticut/USA
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von zusammenhängenden Metallkörpern
wie Blech» Stangen ο ^ dgl.
Die Erfindung betrifft ein<
Verfahren zur Herstellung von Metallprodukten wie Bleche (strips), Profilstangen (bars) und
Stäbe (rods) in einer kontinuierlichen Arbeitsweise, beginnend mit der Herstellung einer Schmelze aus dem reinen Metall oder
aus einem Metall mit kontrollierter Zusammensetzung, und ohne unterbrechung weiterführend zur Stufe der heiß und kalt ausgewalzten
Bleche z. B. oder zu anderen fertigen Metallhalbzeugformen»
wie sie von den weiterverarbeitenden Betrieben verlangt werden. Die Erfindung betrifft außerdem bestimmte neuartige und
besser funktionierende Apparate und Apparateanordnungen für die Durchführung von Teilprozessen
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davon. Obwoial das Verfahren unä die Apparate anordnung der vorliegenden
Erfindung nicht auf ein bestimmtes Metall beschränkt ist, läsnt sich diese doch ;nit besonderem Vorteil für die kontinuierliche
produktion von Stahl- oder Bissnprodukten i?.oher
Reinheit und/oder kontrollierter Zusammensetzung aua einer
hochreinen Metallschmelze sinsstsen. Wichtige, mit der Erfindung
in Beziehung stehende Gesichtspunkte betreffen unter anderem neuartige und verbesserte Verfahren zur Herstellung von
hochreinem Eisenpulver, das sich für die verschiedensten 2wekke
eignet, und zur Herstellung von speziellen Endprodukten; ein derartiges, nach dem erfindungageiaässen Verfahren hergeatelltes
und besonders vorteilhaftes Endprodukt igt ein in der
Elektroindustrie zu verwendendes !Transformatorenblech (electrica.!
strip) mit günstigen magnstischen und anderen Eigenschaften
ρ das sich apesiell für die Herstellung von Elektromotoren
und dergleichen eignet.
Zur Herstellung von Handelaprodukten und anderen, praktisch
fertigen Formt.silen aus Stahl wird das gereinigte oder in bestimmter
Weise legierte schmelsflüssige Metall zu grossen Masseln
(ingots) gegossen» Diese Blöcke werden dann in grosse Tiefofen (soaking pits) eingebracht, in welchen sie einige
Zeit verbleiben, bis sie eine gleichnässig hohe'Temperat.ur
angenommen haben, ilach der vorgesehenen Yerweilzeit im Tiefofen
werden die erhitzten Blöcke in einem Platinen- oder in
einem Block-Walzwerk (slabbing or blooming mill) bearbeitet,
aodass man Platten (slabs), Blöcke (blooms) oder Sarren
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("billets) erhält. Diese -Zwischenprodukts werden dann oft
registriert mm anBohliessend erneut erhitzt, damit sie heias
oder zuweilen auch kalt zu Blechen, Stangen oder Stäben ausgewalzt
werden können, wobei für gewöhnlich ein.besonderer Arbeitszyklus mit Erhitzen, Beizen, Anlassen v.sv* eingehalten
wird. Die Produkte dieser »weiten V/alzstufe liegen günstigerweise
in einer 3?orm vor, in welcher sie an den weiterverarbeitenden
Betrieb abgegeben werden können.
Bei Verfahren, die erst in den letzten Jahren entwickelt- worden
sind, und die in der Stahl-Industrie nur wenig Eingang gefunden haben, wird das schmelaflüssige Metall nach dem Sutgaoen
kontinuierlich zu Platten oder Barren gegossen. Diese Verfahren haben den Vorzug, dass das G-ieseen der Blöcke, die Sief-8£en
sov/ie die Platinen- oder Block-Walswerke sich erübrigen;
doeJL· sind imitier noch alle Vorrichtungen und Arbeitsgängn, die·*
das ]?ertigwalaen der Platten und Barren in die lündprodulcte · betreffen,
nach wie vor erforderlich.
Sowohl bei der konTentionellen Verfahrensweise wie auch belui
Verfahren des kontinuierlichen G-iessens ist jeder Arbeixsgang
des gesamten Verfahrens so geartet, dass für seine Durchführung
ausgedehnte Anlagen Installiert und erhebliche Geldmittel
investiert werden müssen. So müssen z.B. Anlagen für die
Produktion von Metallblech, damit si? eine vrirtschaftliche
Arbeitsweise eruiöglichsns für eine Kapazität τοιι mindeatena
300 000 *7ato (und für gewöinslich ü'jer 500 000 Jato) ausgalegt
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sein, und dio für derartige Installationen erforderliehen
Seid- und anderen Mittel wirken auf die Beteiligung der Industrie sehr einschränkend, sodass nur verhältnismässig wenige
und finanzkräftige Konzerne in der lage sind, an verhältnisisässig
"wenigen Orten entsprechende Anlagen zu errichten»
Q-eiaäss der vorliegenden Erfindung werden "beträchtliche wirtschaftliche
12nd andere Yorteile durch ein neuartiges Yerfah-
ren zur Überführung von sehmelsflüssigeia Metall direkt in die
JOriu von Blechen, Stangen oder Stäben ersielt5 dieses ■verfahren
arbeitet in einem Zug und schliesst die Arbeitsgänge dar
Überführung des schmelzfluss igen Stahls in Eisenpulver und
der darauffolgenden Überführung des pulverförmigen Eisens oder
Stahls in die gewünschte Blech- oder andere Fertig- oder HaIbfertig-IOrm
ein. Eei der Anwendung des neuen "vereinfachten Verfahrens lassen sich bedeutende Einsparungen erzielenj ausserdem
sind wesentliche Einschränkungen der G-eldmittel für die
Anlage möglich. ^ Weiterhin ist es möglich, das erf indiingisgemässe
Terfahrenr in wirtschaftlicher ',?eise mit niedrigen Kosten
in Anlagen mit geringer Kapazität durchzuführen, sodaas die Herstellung von Eisen- und Stahlprodukten an einer grösseren'
Zahl von Orten in grösserer IJähe der Länder oder Anlagen, wel-·
ehe die Produkte aufnehmen, oder in grösserer nähe der Roh-,
stoff quellen betrieben werden kann. Das erfindungsgesiässe Verfahren
lässt sich r-äalich auch in Anlagen mit.einer Kapazität
von 5 000 bis 10 000 Jato noch in wirtschaftlicher Weise durchführen.
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Weitere wichtige Forteile in "bezug auf die Wirtschaftlichkeit
werden dadurch ersielt, dass sieh bei der Überführung des
sehmelzflüssigen. Metalls in die Fertigprodukte beträchtlich
höhere Materialausbeuten erzielen lassen? heim erfindung3gemsssen
Yerfahren kann man mit Ausbeuten von 90 Prozent und
mehr rechnens während die Ausbeuten bei vielen herkömmlichen
Eerstellungeverfahren iia Bereich τοπ 70 Prozent liegen. Weiterhin
ist ea mit dem vereinfachten erfindungsg.emässen Verfahren mSglieh, durch Heisswalsen Blechstärken zu erzielen9 die
weit unter &en Stärken liegen, die üblicherweise durch Eeiföswalzen
erreicht werden können; somit kann ein wesentlicher B.edarf an solchen leinblechen, der zur Zeit nur durch die teuren kaltgewalzten produkte befriedigt werden kann, durch die
erfindüngsgemäss hergestellten Produkte gedeckt werden. '
Auseer den oben erwähnten und anderen, im wesentlichen wir-t- *
sehaftliehen Torzügen bietet das erfindungsgemässa TTerfahren
eine grosse Tariationsb^reite in bezug auf die Art und die Qua
lität der herzustellenden Produkte „ indem das primär aufgegebe
ne schaielzflüssige Metall entsprechend gewählt oder indem Mischungen hergestellt oder andere Behandlungsverfahren vorgenoiamen
werden, vrenn die zunächst schraelzfIüs3ige. ,Hetallkomponente
intermediär in Pulverform vorliegt. Dies let .insofern von besonderer Bedeutung, als es dadurch möglich wird, dae Έ&-
teilprodukt gana spesifisch der gewünschten Terwendung aaeupassen,
anetatt die Yersrandung auf die zur Verfügung stauenden
Metalle abzustellen, wie dies seither üblich war. Eine
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bessere Qualität des Produkts lässt sich nicht nur durch eine
exakte Überwachung der Raffination des Metalls und eine genaue
Einstellung der Zusammensetzung erreichen, die durch die einheitliche
Art des Terfahrens ermöglicht werden, sondern auch
durch das Termeiden von fehlern, die sonst "bei dem konventionellen
Yerfahren des Block-Giessens, Walzens und der entsprechenden
Weiterverarbeitung auftreten können.
Allgemein ausgedrückt umfasst das erfindungsgemässe Tsrfahren
die Bereitstellung einer Eisen- oder Stahl-Schraelse der gewünschten
Zusammensetzung, vorzugsweise so rein al3 wirtschaftlich möglich, wozu auch die entsprechende Eaffination des Metalls
oder in gewissen fällen die Einstellung der gewünschten
Zusammensetzung gehört. Das schmelzfluss ige Metall "wird dann
direkt einer Zeratäubungskaratnsr sageführt, in welcher ein oder
mehrere Hetallströme äex Einwirkung von unter hohem Druck steif
henden ]?lüssigkeitsstrahlen, üblicherweise Wiass erstrahlen, ausgesetzt
werden, wodurch das schmelzflüssige Metall in die gewünschte
Pulverform überführt wird. ,Bei dieser Stufe des Verfahrens
und bei allen folgenden Arbeitsgängen wird das Pulver
in einer kontrollierten Umgebung gehalten, um die Oxydation herabzusetzen oder unter Eontrolle zu halten. Diese kontrollierte
Umgebung wird- aufrechterhalten, bis das Pulver bei einer
SPeaperatur» die tiefer liegt als diejenige, bei welcher leicht
Oxydation erfolgt, in die gewünschte Blech- oder Stangenform ©»erführt ist. -
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Hachdom der sohmelzfliissige §tahl oder das schmslsflüesige
Eisen raffiniert wad in. das gewünschte Metallpulver hoher
heit überführt worden ist, wird das Pulver, das von dsm Kühlwasser
mitgerissen "wird, eiiaem Aissoheider z«gsfüiirt, welclier
die Hauptmenge des aitgeführtes Wcisaers entisrat, Bäs ejitwässertet
aber iaimer »oak feuohte Pulver wird ansehliessend getrocknet
und durch. Sieben nach der Seilolieiigrössa Idassierti
das trockene Pulyer wird dann geeigneten Bunkern oder ¥orratsbehältern
augefüiart, von welchen es für den formgsbenden Arbeitsgang
des Verfahrens in kontrollierter ?/eise abgenoiaaen
A· wirä.
K.i" Das Pulrer wird den Vorratsbehälter» in scharf kontrollierter
Weise entnommen und gewünaehtenfalls mit geeigneten legierungs-Ijoapooenten
in Pulverform und/oder Zusatzstoffea vermischt.
Das Pulver oder die Pulvermischung wird dann durch eine Vor-
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erhitzungszone geführt, in welcher das Pulver auf eine fessperatur
erhitzt wird, bei welcher die Pulverteilehen beginnen,
-«eich und plastisch gu werdeii, aber noch nicht so sehr aneinander
haften, dass dadurch die Verarbeitung erschwert würde. Anechliessend wird das erhitzte Pulver rait kontrollierter Geechwindigkeit
und gleichmässig verteilt der ersten Stufe der Verdichtungswalzen zugeführt, welche das Pulver"zu einem sogenannten
^grünen1* Blech pressen, das formbeständig und dabei
noch weich ist und dessen Materialdichte zwischen ungefähr 70 und ungefähr 95 Prozent liegt.
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Das teilweise verdichtete grime Blech wird dann durch eine
spezielle Heizkammer, geführt, in welcher es auf eine höliere'
Temperatur gebracht viird, die ausreicht, dass das Blech in
einer zweiten Verdichtungsstufe auf eine Materialdichte- von
praktisch 100 Prozent gebracht wex-den kann. Ausseröem gibt
diese Heizkammer den idealen Platz ab für die -verschiedensten
Eeaktionsoshandlmigen des Metalls, ca das Metall noeli is einer
noch poröeen Pom vorliegt. Derartige Reaktionen wie etwa
das Carburieren, DecarKurieren, Hssozydieren, !Titrieren, Ghromanieren,
liickelieren usw. können wsgen der porösen Bssc-iiaffenheit
und der. ausgedehnten zu.gängliolien Oberfläche des teilweise
verdichteten Metalls "besonders v?irlcsaja durchgoführt -5WeI'-den.
Aueserdesi ist es in diesem Stadium möglich- das poröse
Metall mit imähnlichen Metallen mit niedrigerem Schinelapunlct
zu durchtränkeii, wie z.B. poröses Eisen mit Eupfer zu sätti-
gen, was von besonderer praktischer Bedeutung ist.
Sach dem Verdichten des Bleches auf ungefähr 100 Prozent Katerialdichte
weist es im wesentlichen die lconventionellen Eigenschaften auf. Da es sich an- dieser Stelle noch bei erhöhter
temperatur befindet und es immer noch unter der Schutzwirkung
der kontrollierten Umgebung steht, wird das Band zusätzlich in einer oder mehreren Stufen heiss ausgewalzt, "bis es die
■gewünschte Sicke aufweist, die in typischer Weise weit unterhalb
der üblichen beim Eeisswalzen zu erzielenden Dicken liegt?
dies ist darauf zurückzuführen, dass das als Ausgangsiüaterial
dienende Blech von beträchtlich geringerer Dicke ist, al3 dies
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"bei den üblichen Eeisswals-Terfahren der Pail ist.
Haci?. äem Abkühlen zur Verminderung der Gefahr der Oxydation
wird das Bleck an die freie Atmosphäre gebracht, eventuellen Behandlungen unterworfen, die für die beabsichtigte Yer-wend-ang
günstig sind, sie etwa HJaltwalssn, um die gewünschten Oberflächeneigensehaften
au erzielen9 oder Sempern, und dann je nach
Wunsch zugeschnitten oder aufgerollt. Es ist "besondere darauf
hinzuweisen, dass daa Endprodukt des neuen Verfahrens nicht
ein heiss gewalztes KLeeh sein mass, sondern auch von der Art
eines porösen gesinterten Materials oder eines getränkten Materials usw. sein kann, -.und die Überführung des Pulvers in Ter—
dichtetes Material kann so kontrolliert werden, dass sich dabei
Profilatangen, Stäbe usw. ergeben.
Eines der besonders vorteilhaften Fertigprodukte 9 die nach dem
erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden können, ist
Eisenblech von der Art, wie es zur Herstellung von Elektromotoren,
Sransformatoren und dergleichen verwendet wird. Erfin~ .
dungsgemäsa hergestelltes Eisenblech kann so kontrolliert wer~
den, dass es die für die vorgesehene Yerwendung besonders erwünschten
Eigenschaften aufweist, wobei die Herstellungskosten beträchtlich niedriger liegen, als dies bei den herlconsslichen
Verfahren 2ur Eeratellung von ISransformatorenble.chen der Pail
ist. franaformatorenblecii (electrical strip) muss natürlich
die erwünschten magnetischen Eigenschaften aufweisen, frei vonf
Wölbungen sein und sich ausserdem für Stanzen.und Schneiden '
mit hohen Arbeitsgeschwindigkeiten eignen und auch sonst für
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die Verarbeitung au geschichteten Magnetkernen, die nur gelinge
Wirbelstromverluste ergeben, geeignet sein« Einer der wichtigsten Faktoren, welcher die magnetische» Eigenschaften
des Blechs beeinträchtigt, ist der 6-ehalt an Verunreinigungen
durch Kohlenstoff und -Stickstoff. Diese "Verunreinigungen müssen
auf ein unschädliches Mass herabgesetzt werden, was bei den bekannten Verfahren einen beträchtlichen Aufwand erfordert,
aber nach des erfindungsgesiässen Verfahren leicht und in wirtschaftlicher
"eise bi3 su den gewünschten niedrigen Gehalten
su erreichen ist. Die Art und die ßröase des Zorns ist auch
von wesentlicher Auswirkung auf die magnetischen wie auch auf
die mechanischen Eigenschaften, wie die Stanzbarke it, die Beständigkeit
gegen laltschweissen, Weichheit usw.5 die bei einem
iransformatorenbleeh. ersrfinseht sind; diese Eigenschaften können
nach dem erfindungsgemässen Verfahren optimal entwickelt werden. Mechanische Spannungen und eine Kornverfeinerung, die *
bei den üblichen Walzprozessen in typischer Weise auftreten
und dafür bekannt sind, dass sie die magnetischen Eigenschaft
ten des Transforatatorenblechs ungünstig- beeinflussen, treten
bei der Arbeitsweise des erfindungsgemä3sen Verfahrens nur in
sehr viel geringerem Hasse auf, da die anfängliche Dicke des Blechs, wie es direlct aus dem Pulver gebildet w£rd, verhältziismässig
gering ist und da die Zahl und die Art der aufeinanderfolgenden
Walzendurchgänge wesentlich geringer baw. in ihrer Wirkung erheblich abgeschwächt ist,, verglichen mit den in
die technische Praxis eingeführten Verfahren. Ein nach dem
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erfindungsgemäsaen Verfahren hergestelltes Blech wird z.B. dadurch
erhalten, dass das Pulver zunächst zn einem grünen Blech;
von ungefähr 1 mm Dieke verdichtet und dieses dann su einen
fertigen Blech von ungefähr 0,635 am Dicke verarbeitet wird»
Dieses Blech hat ausgezeichnete elektromagnetische Eigenschaften.
Hach einem weiteren spezifischen Aspekt der Erfindung ist in
Betracht zu ziehen, dass dann, wenn es erwünscht oder aus wirtschaftlichen
oder anderen Erwägungen sweckmässig ist, hochreines Eisenpulver (hochrein in bezug auf die üblichen Pulver)
für sich alB Endprodukt hergestellt werden kann, aoSass es darm
durch den Terbrauchör au den verschiedenen gewünschten Endprodukten verdichtet werden kann. Die erfindungsgemässen Arbeitsgänge
sind von besonderem Vorteil für die Herstellung von Eisenpulver selbst, da die Zusammensetzung des Pulvers wirksam und
in einfacher Weise dadurch kontrolliert werden kann, dass dae *
echmelzflüssige Metall in geeigneter \7eise raffiniert und wahrend
der Zerstäubung und der Überführung in den pulverförmigen
Zustand in geeigneter ?7eise gehandhabt wird. Anachliessend kann
das Pulver, wenn es praktisch als das Endprodukt anzusehen ist, in kontrollierter Weise angelassen werden, sodass das fertige
pülverförmige Produkt weich und gut bearbeitet 3,st, wie es sein
muss, damit sich das Pulver anschliessend zu festen JPormen
verdichten lässt. Ausserdem kann mit dem Arbeitsgang des Anlassens
günstigerweiee auch eine weitere chemische Behandlung des Pulvers verbunden werden. So kann z.B. das Pulver in einer
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geeigneten ßasatmosphäre angelassen werden, um eine weitere
Verminderung des Kohlenstoff~. Sauerstoff- und Stickstoff-Gohaltes
des Pulvers zu arreichen.
Zum besseren und genaueren Verständnis des erfirtdungsgeiaässen
Verfahrens folgt nun anhand der beigefügten Abbildungen eine
mehr ins einzelne geheiade Beschreibung. Die' Abbildungen betreffen:
Abbildung 1a und 1b seigen zusammen eine v/eitgeheüd
fachte sch.eniatische Darstellung eines Verfahrens geisäss dsr
"vorliegenden Erfindung für die direkte und fcontinuierliclie
Überführung von achiselzflüssigem Metall in fertiges Halbzeugmaterial,
?/ie Bleche, Stangen und Stäbe;
Abbildung 2 stellt einen ausschnittweisen Querschnitt durch eine modifizierte und vorteilhafte Pona einer Zerstäubungskammer
zur Herstellung von Met allpulvern dar;
Abbildung 3 gibt ausschnittweise einen Quez*sc2m±tt entlang
der Linie 3 - 3 in Abbildung 2 wieder;
Abbildung 4 zeigt aussehnittweise einen Querschnitt durch,
eine verbesserte Anordnung, mit deren Hilfe naeii einem Aspekt
der Erfindung daa vorerhitate Metallpulver einem Satz von Yerdichtungswalzen
augeführt wird; . ^-
Abbildung 5 g-S-b* einen Querschnitt entlang dar Linie 5-5
in Abbildung 4 ausschnittweise wieder.
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In diesen Abbildungen ist dis sülimelisfltissige Masse des gereinigten
oder in "seiner Zusammensetzung genau "eingestellte»
Metalls mit 1Ö bezeichnet; es befindet, sich in einem geeigneten
Betälter 11. Ber Behälter 11 kann ;Jeds geeignete Einrichtung
zur Behandlung der schmelsflüssigen Metallnasse 10 sein? sin
dafür typischer behälter ist z*B, ein offener Eerdofan, eis
Elektroofen, eis Ir-B-Sonvertar oder eine andere Einrichtung,
die sich für die Raffination von Stahl eignet. Bei der Yexarbeit«ag
von Staiil, auf welche aieii die vorliegende Si'i'iädusg
besonders bezielit, übt der B&hälter 11 Toriaitgsweiae eine für
die BaffinatioB wssentliciie !Punktion aus, nni schmelzflüssiges
Siseß von der Itoe&stes pxaktlatsh erreioitbaren ReinHeit zu erzeugen,
selt»st werta es in einer späteren Phase des Yerfahrens
notwendig oder erwünscht sein sollte, erneut Kohlenstoff oder
andere iegisnmgsMldsnde Mittel hinzuzufügen. ·
In geeigneten 2eitaijständen wird das raffinierte und/oder auf
eine genaue Eiisamensetzung gebrachte Metall 10 aus dem Behälter
11 abgelassen, trad awar vorzugsweise in eine"Giesspfanne 12,
mit deren Hilfe das achmelzflüssige. Metall zu einer Zerstäu-
, die allgemein mit der Hummer 13 gekennzeichnet
befördert und dieser in kontrollierter Vfeise zugefiihrt
wird. Bei dem abgebildeten speziellen System besteht die
Bier 13 ans einem, oberen Ghäuseabechnitt, der eine
kaJamer 15 fciidet# und aus einem unteren Gehäueeabschnitt 16»
der ale Saiamel- öder AuffanglmmTiier wirkt· Me obere Abdeckung
des oberen ÖeiigiJBeabschnittö besitzt einen Aufnahme tiegel 1f,
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der Ia Bereich seines Bodens mit einer oder mehreren (vorsugsweise
vielen) Austritts öffnungen 18 versehen ist, durch welche
viele kleine Strahlen des flüssigen Metalls einsein in die 2erstäubungskaBSHsr
15 einströmen. Die öffnungen 18 weisen günstigerweise
einen Durchmesser von ungefähr 6,35 sm auf j ü8ohsr
mit elneza Durchmesser γόη über ungefähr 12»7 ana. sind in der
Hegel zu gross für eine Zerstäubungskasmier der üblichen Dimensionierung»
Zwei Wasseraustrlttsdttsen 49 sind in geeigneter
^eise in der Zerstäubungskaimasr angebracht und so angeordnet,
dass sie das verstäubende Wasser unter hohem Druck (a.B.
über ungefähr 28 at) in nach innen und unten gerichteten Sträh~
len in die Säumer einführen? wobei diese Fasserstrahlen mit
den Metallstrahlen zusammentreffen, die aus den Löchern im Boden
des Aufnahmetiegels 17 In die Zerstäubungskamöier eintreten.
BIe räumlichen Beziehungen zwischen den Strahlen aus dem geschmolzenen
Metall und den zerstäubenden Wasserstrahlen sind
Yoxssugsweise derart, dass die Wasserstrahlen das schtaelaflüö-Sige
Setall kräftig zerteilen und rasch abschrecken, wobei sich weniger runde als vorwiegend scharfkantige und unregelmässig
geformte Pulverteilchen bilden. Normalerweise hat das serstäubte
schmelzflüssige Metall wegen der hohen Oberflächen-Spannung und anderen In der gleichen Weise wirksam werdenden
Faktoren die Seigung, praktisch kugelige Pulverteilchen zu
bildes, die aber für die anschlieseeade Verdichtung zu kompakten
Metallteilen weniger erwünscht sind,, da sie sich nicht so
dicht packen lassen und da sie sich nicht untei-elnanäer
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haken. Die mehr eri?ünsehtens unregelmässig geformten feilchen
können gemäss der vorliegenden Erfindung durch Anwendung
von günstigenlormen der abschreckenden Strahlen, die mit
einer ausreichend hohen Geschwindigkeit eingeführt werden, und durch die Abgabe des schmelzflüBsigen Metalls aus äem
Aufnahmetiegel in üform von ausreichend dünnen Einseletrahlen
erhalten werden.
Nach einem oder mehreren spezifischen, aber deswegen nicht weniger bedeutenden Aspekten der Erfindung herden die serstäubten
Pulverteilchen dann in überwiegend unregeliaässiger lora,
Äie ein gutes gegenseitiges Verhaken ermöglicht, gebildet,
wenn die Wasser- und Metallstrahlen so aufeinander gerichtet
werden, dass eine Berührung zwischen den austretenden Hetallstrahlen
oder Metalltr^fchen mit kleinen Wassertropfen weitgehend
vermieden wird. Dies lässt sich nach der vorliegenden
Erfindung dadurch erreichen, dass, die Wasseraustrittsdüsen
so gestaltet sind, dass sie die Strahlen des abschreckenden Wassers sehr bevorzugt in Form von kompakten Massen und nicht
in Torrn von Sprühstrahl en abgeben, die aus vielen einzelnen
Strahlen oder tröpfchen bestehen. Es ist vorteilhaft,. zu
diesem Zweck eine Düse mit einem verlängerten Austritts schlitz
▼on z.B. ungefähr 12,7 mm länge und einer Breite'-von ungefähr
0,8 ma Dicke zu verwenden. Die Düse 19, die in Abb* 3 genauer
wiedergegeben ist, eignet sich dann» wenn sie mit Wasser /enter
ausreichend hohem Druck (von uag^fi&hr 35 at) betriebenxWir4,
gan* 'besonders da?u, das ,WaBsaf ^i^^orjn eines geschloßssnen .···.·. '■■.
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faehsrs absugsben, sie dies mit 70 in Abbildung 3 dargestellt
ist. Bei einer be vorsagten Installation fächert sich die geschlossene
Wassermasse bis zu einer Breite iron imgefähr 152,4
am und einer Dicke τοη ungefähr 3,2 mm auf * gemessen in einem
Abstand τοη ungefähr 305 ffiia von 'der Düse.
Ein susasmien?7irkendes Paar oder einige Paare solcher Wasssreinspritzdüsen
19 sind vorzugsweise so angeordnet, dass ihre
nach unten und innen gerichteten platteaahnlichen Wasserstrcme
aufeinandertreffen und so eine V-förmige Anordnung ergeben, deren* Scheitel sich direkt unter ä.en Auslauf öffnungen 18 für
das Schmelzfluss ige Metall "befindet, sodass die eintretenden ,
Strahlen oder. Sröpfchezi des schmelzflüsnigen Metalls sysiastrisch
in die T—föraige Anordnung der Wasserstrahlen einfallen.
An der Stelle, an welcher die Waäserstrb'me. 70 mit sich selbst
und mit der nach unten fallenden schmelaflüssigen Metallfaser
se ausamaentreffen, neigt das Wasser in erheblichem Masse zum
Jtafwallen und Schäumen, was bis zn einem gewissen Grad teils
einfach auf die Energie der zusammentreffenden Ströme5 teilsauf
die Wirkung des schmelzfluss igen Metalls, das mit dem Wasser
zusarnmentrifft, zurückzuführen ist. Es hat sich gezeigt,
dass die Blasenbildung und Schaumentwicklung an dieser Stelle
auf die Bildung von geeigneten Pulverteilchen sich wegen der
unerwünschten Saspfbildung und aus anderen Gründen sehr ungünstig
auswirkt. Infolgedessen umfasst die erfindusgsgemässe
Zerstäuber-Installation ausser d.en Düsen- dis in der. Lage sind,
äas abschreckend wirkende Wasser in Iobe von geschlossenen
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Fächerstrahlen abzugeben, auch die Anordnung dar Düsen, die
so getroffen ist, dass die aufeinandertreffenden Wasserstrahllen
einen ausreichend spitzen Winkel gegen die Tes'tikale "bilden
3 wodurch an der Stelle, an welcher die Wasserstx^ahlen
und die Metallstrahlen zusammentreffen, die Blasenbildung und
das Schäumen wirksam unterdrückt isird. Bei der Installation
einer Yersuchsanlage zeigte sich, dass die Anordnung der Düsen 19 in einem Winkel von 26 ° gegen die Senkrechte, sur Erzielung
besonders auf riedenstellender Ergebnisse führte,
die Bildung von überwiegend unregelmässig geformten Pulver-Seilchen
mit scharfen Kanten betrifft. ' Bei einer solchen Anordnung
der Düsen 19 alt einem ausreichend spitzen Win&al gegen
die Senkrechte, neigen die ausströmenden Wasserstrahlen
dazu, sich glatt zu vereinigen und als einheitlicher Wasser-* ..
strom in den unteren Abschnitt des' <!ehäu3es abzufHessen.
Die zerstäubten Seilchen des raffinierten Metalls fallen in
äen Sammelraum, der von &em unteren Abschnitt 16 des gehäuses
gebildet wird, uüd reichern sich in der darin befindlichen, sum
Kühlen dienenden Wassertasse 20 an. Die Pulverteilchen werden
in gewissen Zeitabständen (oder,, falls gewünscht, auch kontinuierlich) dem SamaeihrauBi entnommen, wofür die Pumpe 21 vorgesehen
ist, mit deren Hilfe das Kühlwasser zusammen Hit den mitgerissenen
PulverteilcKen abgepumpt werden kann.
I1Ur bestimmte Tsrfahren imä. besonders für die Herstellung von
Bisen- oder Stahl-Stäben oder -Bleehsn, ist es wünschenswert f
das schmelaf-lüssige Metall im Takuum zu. entgasen, was dadurch ■
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geschehen kann, dass in der Serstäubungskaasner 15 mittels
einer Takuumpumps 22 ,,ein geeigneter Unterdrück aufrechterhalten
wireL Bie Anwendung eines Takuums auf die Zerstäubungskaioster
15 ist in mehrfacher Hinsicht von Torteil. Einmal verursacht die Einwirkung des Yakuums der Zeratäubungekannaer auf
die Strahlen des schnielzflüssigen Metalls, dass diese buchstäblich
auseinander gerissen werden, wodurch eingeschlossene Gase von dem Metall leichter abgegeben werden.. Zum Zweiten
wird durch den Unterdruck im Innern der Kammer eine grössere Druckdifferenz zu den Dampfdrücken der Gaee herbeigeführt, die
infolgedessen besser aus dem Schmelzfluss igen Metall entgehen
können. Die Anwendung von Unterdruck in der Kammer 15 verbessert
auch &en Wirkungsgrad der Zerstäubungsoperation sehr wirksam,
da unter diesen Bedingungen das Metall gleich von Anfang an mit einer viel grösseren Oberfläche mit den unter hohem
Druck einschiessenden Wasserstrahlen in Berührung koxroat, und
weil dadurch das schmelzflüssige Metall» das in die Zerstäubtmgseinriehtung
eingeführt werden soll, mit grosser er Geschwind
digkeit durch die Öffnungen 18 einströmt, als dies unter sonst
gleichen Bedingungen, aber unter der alleinigen Wirkung der Schwerkraft der Fall wäre.
Ausser der Evakuierung der Zerstäubungskammer 1$-» oder auch
statt dessen» ist es wünschenswert, in die Umgabung der durch
Zerstäubung entstandenen Metallteilehan eins kontrollierte Atmosphäre
einzuführen. Bei einer typischen Installation ist es gB&stig, in die Zerstäabungskammer ein Ine&'tgäe wie a.B.
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Argon einzuführen» sodass die teilchen von einem kontrollierten
inerten Medium umgebe^ sind, durch Reiches eine Oxydation oder
eine Aufnahme von Stickstoff verhindert wird. Wenn die Zerstäubungskasnasr
unter Unterdruck gehalten vtirä, so ist die Strömungsgeschwindigkeit der kontrollierten Atmosphäre in die Kammer
selbst—verständlich relativ gering, damit durch das einatrSman&s
Gas die Wirkung der Vakuumpumpe 22 nieht wieder aufgehobeil wird.
Zu diesem Zweck ist in dem Einlassrohr für das Schutzgas 24 eine geeignete Segeleinrichtung 23 vorgesehen.
In manchen 3?ällen - und zwar besonders, wenn das sei
sige Metall durch Vakuum entgast werden soll - kann es S3
und von Torteil sein, wenn in der Zerstäubungskanmier eine reduzierend
wirkende Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten wird. In diesem EaIl wird Wasserstoff gas in kontrollierter Weise eingeführt, damit es sich mit dem Sauerstoff verbindet, der beim Entgasen von dem schmelzflüssigen Metall abgegeben wird, und diesen
dadurch, unschädlich macht.
Bei einer sehr vorteilhaften anderen Ausführungsform der Zeratäubungskammer,
die in Ü&n Abbildungen 2 und 3 gezeigt ist, wird die teilweise Evakuierung des oberen Gehauseabschnittes
7t durch die Wirkung der unter hohem Drück stehenden #asser-
etrahlen 70 hervorgerufen, die durch die öffnung 72'in der
Scheidewand 73 hindurchgehen» welche den oberen und den msteres
Abschnitt im Gehäuse der Zerstäu-bungseinrichtung voneinander ν
trennt· Me konvergierenden Wasserstrahlen sind so geriehtet,
dass sie sich Im Bereich der Öffnung 72 treffen, deren
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und !Form sehr ?/eitgehecd dem gut definierter! Querschnitt der
Wasserstrahlen angepasst ist.
Wie in Abbildung 1a angedeutet, wird, das Kühlwasser mit des
darin enthaltenen Bisenpulverteilehsn durch die Pumpe 21 abgenommen
und diireh die Leitung 25 einer Vorrichtung zur Abscheidung
des Wasse2"s auge führt; diese kann ein übliches Absetzbecken,
ein filter oder eine Zentrifuge sein. Die vom Wasser
mitgeführten Teilchen lässt man vorzugsweise zunächst einen
geeigneten Apparat, z.B. einen Separator 27} passieren, mit
dessen Hilfe verunreinigende Seuchen geringerer Dichte 3 wie
etwa Sehlackenteilahen, Ofenauskleidung und dergleichen? von
dem Metallpul^rer, dessen Dichte höher ist, ausgesondert und
durch den Auslass 28 abgegeben werden.
Das von Wasser abgetrennte Metallpulver, das natürlich isisier
noch sehr nass ist (der Wassergehalt kann zv/isshen 1 und viel-*
leicht 15 bis 20 Prozent liegen) und in Έοτά einer dickflüssigen
Masse vorliegt, ähnlich einem Schlamm, wird über die
leitung 29 oder in anderer Weise einer Trocken- und Sieb-Kammer 30 zugeführt, in welcher das Pulver auf eine Temperatur
im Bereich von ungefähr 150 0G oder darüber erhitzt wird, ua
das Wasser zu verdampfen.
Dae in diesem System für die Zerstäubung, Kühlung und den
Iransport des Sisenpulvers verwendete Wasser enthält günstigerweise
geeignete Zusätze oder wird in geeigneter Weise be-
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handelt, um seinen Gasgehalt (hauptsächlich den ßeiialt an
Sauerstoff mid Stickstoff)" herabzusetzen. Das Wasser wirkt
dann zeitweise wie eine schützende Umgebung, um eine Oxydation oder" eine ETitrierung des Pulvers während des Zerstäubens und,
solange es vom Wasser umschlossen ist, zu vermeide».
iiach einem Aspekt der Erfindung wird das in die Traeksn- xm&
Sieb-Eassaer eingebrachte Eisenpulver einer kontrollierten inerten
Umgebung ausgesetzt, z.B. in einer Schutzgasatmosphäre von
Stickstoff oder Argon gehalten* wobei man diese Umgebung so lange aufrecht erhält, bis das Blech, die Stange oder der Stab
praktisch fertiggeetellt sind xm& das Fertigprodukt bei einer
lemperatur, die unter derjenigen liegt, bei welcher eine Q^jdation
leicht eintritt, aus. dem Fabrikationsgang entlassen wird. Somit wird in die Brocken- und Sieb-Kammer 30 durch eine geeignete
Zuleitung 31 (vergleiche Abb. 1a) ein inertes Schutz- i
gas wie z.B. Stickstoff eingeführt, sodass daa Bisenpulver während
des Irockenvorganges dieser Atmosphäre ausgesetzt ist.
Sobald das Pulver trocken geworden ist, wird es über eine geeignete
Siebvorrichtung (nicht speziell gezeigt) gegeben. Ih
manchen lallen kann es erwünscht sein, das Pulver nach verschiedenen
ieilchengrSssenbereiehen zu klassieren. Bei dem
erfindungsgemässen Terfanren ist es jedoch für gewöhnlich mehr
erwünscht, das Pulver einfach za sieben, sodass alle ieilchea,
deren GrÖsse unter einem bestiisaten Grenzwert liegt, hindurchgehen, und alle grösseren Seuchen zurückgehalten werden. CHJnstigerweiae
werden alle Teilchen, die duröh ein 40-Maschensisb
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hindurchgehen (feilehengrösse bis ungefähr 0,4 mm) insgesamt
zur Weiterverarbeitung gebracht, während alle grösseren 3?eilchen
ausgesondert und aufgearbeitet oder verworfen werden. Es ist beim erfindungsgemässen Verfahren sehr erwünscht, mit Misehungen
von teilchen unterschiedlicher Grosse zu arbeiten, da sieh die feineren !Beilchen in die Zwischenräume zwischen
den gröberen teilchen einlagern und somit das "Verdichten ä&a
Pulvers au eines dichten, kohärenten Metallblech erleichtern.
Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung
HQTäen die getrockneten MetaHpulverte3.1ehen, welche durch
die Siebkaamer 30 gegangen sind, durch eine Leitung 32 in den
Zwischen- oder Pufferbehälter 33 gefördert, was vorteilhafterweise
durch eine pneumatische !Fördereinrichtung geschieht. In
den Behältern wird eine inerte Gasatiaosphäre, z.B. aus Sticls>etioff.,
aufrecht erhalten, wofür das £aaeinleitungsrohr 34 trorgesehen
ist, Uie Zwischen- oder Pufferbehälter 33 haben die Aufgabe, zeitweise Schwankungen in der Geschwindigkeit der
Pulvergewinnung und in iex Geschwindigkeit der ansehliessenden
Blecherzeugung aufzunehmen, wie leicht einzusehen ist·
IELt der Austrittsöffnung 35 eines Zwischenbehälters ist eine
Mischkammer 3S verbunden, in welcher die Pulverte lichen des
Grundmetalls nit d.Qn gewünschten Zusätzen versehen und gemischt
werden können; derartige Zusätze sind z.B. Detergentien, Aktivatoren, Sshmierstoff8, Bindemittel, oder in entsprechenden
lallen andere Metallpulver oder legierungsbildende Mittel.
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Diese Zusätze werden durch die Zugabe-Einrichtung 37 eingetragen.
Eb können auch reduzierend wirkende Gase hinzugegeben
worden, die dann wirksam werden, wenn das Pulver später für
das Verdichten erhitzt wird· ··
Die Miseh-Operation ist bei einem typischen Verfahren gemäss
der vorliegenden Erfindung von besonderer Bedeutung, da auf
diese Weise die endgültige Zusammensetzung des Metalls besonders
günstig eingestellt werden kann, und weil damit auch die Möglichkeit
"besteht, bestimmte nachfolgende Arbeitsgänge zu unterstützen oder zu erleichtern. So können a.B. durch Zusatz voa
geeigneten Detergentien und Aktivatoren die Zeiten und !Temperaturen,
die für die nachfolgenden Arbeitsgänge des Erhitssens und/oder des Sinterns erforderlich sind, erheblich herabgesetzt
werden. Dee weiteren können die Detergentien und Aktivatoren wie auch verschiedene geeignete Schmierstoffe und Bindemittel
den Arbeitsgang des Verdichtens des Pulvers zürn sogenannten
grünen Blech sehr erleichtern. Ton vielleicht noch gröseerer
Bedeutung ist der Arbeitsgang des Yermischens jecloch deswegen,
weil er ermöglicht, die sonst hochreinen Metalle mit legierungsbildenden
Pulvern zu vermischen, um auf diese Weise eine grössere Zahl von günstigen Effekten au erzielen, wie z.B. die
Bildung von solchen Legierungen, die auf andere"ffeise nicht
oder nur sehr umständlich zu gewinnen sind.
Bei der Herstellung von Stahlblechen mit genau festgelegt
Zusammensetzung des Metalls gemäsa der vorliegenden Erfindung
wird z.B. der Stahl zuerst zu einem Eisen der höchsten praktisch
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zn erreichenden Reinheit (speziell was aen Kohlenstoffgehalt
betrifft) raffiniert, vorzugsweise bis zu einem Kohlenstoffgehalt
von 0,05 Prosent odsr weniger, sodass das als Basis dienende
Pulver so weich als möglieh für die später erfolgende Verdichtung in Blechform zur Verfügung steht. Bei der Miseh-Stafe
können die gewünschten Anteile an Kohlenstoff in verschiedenen formen oder Pulver von Stahl mit einem hohen Kohlenstoffgehalt dem wenig Kohlenstoff enthaltenden Eisenpulver beigesischt
werden, sodass das fertige Stahlblech-Material den gewünschten mittleren Sohlenstoffgehalt aufweist, Während die
Herstellung eines Metallbleches direkt aus einem Stahlpulver mit höherem Kohlenstoffgehalt mit erhebliehen Schwierigkeiten
verbunden ist, weil dieses Pulver sehr hart ist, können diese Schwierigkeiten leicht dadurch umgangen werden, dass das Pulver
eines Eisens oder Stahls mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit einem Stahlpulver von hohem Kohlenstoffgehalt so gemischt
wird, dass das fertige Blech den gewünschten mittleren Kohlenstoffgehalt aufweist.
Bin weiteres, besonders günstiges Mischverfahren, das im Rahmen des erfindungsgemässen Prozesses durchgeführt werden kann, ist
das Legieren von Eisen oder Stahl mit verhältnismässig hohen Anteilen von Kupfer, was zu Materialien mit beträchtlich erhöhter
Zug- und. Zerreissfestigkeit und zu einer erhöhtes Ermüdnngsbeständigksit
des fertigen Produkts sowie su einer betrachtlichen Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit führen
kann. Bei der üblichen Praxis der Stahl-H^rstellung ist es
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nicht siSglieh, Kupfer als Legierungsbestandteil in Anteilen
von über ungefähr 0,5 Prozent anzuwenden, mindestens, solange
keine anderen Legierungskomponanten gleichseitig eingesetzt
werden, da das Kupfer dazu neigt, sich heim Erhitzen dss Stahls
aussuseheidea. Im Gegensatz dasu kann beim erfindimgsgemässen
Verfahren in der Mischstufe (oder bei einem naohgesehalteten
Infiltraticrasprozesss der weiter unten beschrieben wird)
gewünschte Kiipfer-Anteil dem Metall beigemischt werden,
das !Fertigprodukt die Eigenschaften einer echten legierung
erhält.
if ie aus den vorstehenden Erläuterungen hervorgeht, bietet die
Misch-Stufe eine Gelegenheit sur "bequemen Herstellung einer
Tielzahl von üegierungskoinbinationen, die ihrerseits die Herstellung
der verschiedenartigsten Endprodukte ermöglicht, Des weiteren kann das Zusammenmischen der verschiedenen Eoiaposi- t
tionen auch in üeinen Mengen sehr wirksam durchgeführt werden,
sodass die Metallprodufcte insbesondere für ganz spezielle Yerwendungszwecke
auf wirtschaftliche Weise hergestellt werden können·
Das Metallpulver kann direkt verdichtet werden, indem es in kontrollierter Weise den Verdiehtungswalzen 39 zugeführt wird,
doch empfiehlt es sich.im Interesse einer wünschenssarten
Flexibilität der Arbeitsweise und auch dann, wenn grössere
Produktionsgeschwindigkeiten angestrebt werden, die Yerweh-
dung eines Vorerhitsungsapparätes 38 vorzusehen· Eine sehr
genaue Regelung der Beschickung ist wichtig, um eine gleich-
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massige Beschiekungsgeschwindigkeit der Verdiehtungswalzen 39
zu erreichen und um .sicherzustellen, dass die Geschwindigkeit
über die ganze Breite der Vsrdichtungawalzen hin?/eg gleichmassig
ist. Werden bei diesem Arbeitsgang Pulvermischungen für die Eisen- oder Stahlherstellung verwendet, so kann die
Vorrichtung zum Regeln der Beschickung (in den Abbildungen nielri;
besonders erläutert) a.B« geeignete magnetische Pumpen- öder
Walaen-Einrichtungen umfassen.
In der Vorerhitaungskammer 38 werden die Pulverteilchen auf
eine solche lemperatur erhitst, bei welcher sie.zu erweichen und plastisch zu werden beginnen, wobei jedoch sorgfältig darauf
au achten ist, dass die 3?emperatur unter dem Punkt gehalten
wird, an dem die Pulvermasse für die weitere Verarbeitung zu selir verbackt. Bei einer Seilohenmiechung zur Herstellung
von Stahl-Halbzeugen liegt die günstige ITorerhitzungstempera- i
tür im Bereich von ungefähr 540 0G oder darüber. Wie die Versuche
ergeben haben, ist die maximal mögliche Temperatur besonders günstig, doch variiert diese maximal mögliche Temperatur
mit den verschieden Metallen' oder Legierungen und mit den angewandten
Verfahren. " . ' "
Falls durchführbar, ist es günstig, wenn die von .den Pulverteilchen
bei der !Erockenstufe aufgenommene Wärme gleich für
das Vorerhitzen mit ausgenützt werden kann. Dies lässt sich
dadurch erreichen, dass das frisch getrocknete Pulver sofort in die Vorerhitzungsstufe übergeführt wird, wobei die Binrioh-
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tungen zur Förderung und Speicherung des Pulvers gegen rasche
Wanaegerluste isoliert sind.
Eine günstige Form für das Yorerhitziings- und Beschiekungs-System
ist in den Abbildungen 4 und 5 v/iedergegebenf dieses ist
für hohe Besehiekungsgösehwinciigkeiten vorgesehen, wobei sowohl
eine gleichmässige Verteilung als auch eine gleichiaässige Erhitzung
des Pulvers sichergestellt ist. Zu der Anlage gehört eine Vorratskammer 74« in welcher das Pulver in einer ersten
Stufe auf eine Temperatur von ungefähr 4-83 0C vorerhitst «ird.
Das teilweise vorerhitzte Pulver wird dann durch viele, in einem gleichmäsaigen Abstand voneinander angeordneten Zuteilrohre
75» die zusammengeno.mmen eine wirksame kontinuierliche
AustrittsSffnung bilden, unmittelbar auf den Spalt der Verdichtungswalzen
59 aufgebracht.
Die Zateilrohre 75 sind mit den Heizelementen 7# versehen, welche die zweite Vorerhitzungastufe für das Pulver ergeben und
durch welche dieses (im Falle einer Mischung zur Herstellung Ton Eisen- oder Stahlhalbzeug) auf die endgültige Vorerhitzungstemperatur
von ungefähr 510 0C oder höher gebracht wird. Die Zateilrohre, deren 1/ichte Weite von der Gröesenordnung von 25
mm oder weniger ist, stellen eine genaue, individuell koatrollierte
und gleichmässig wirkende Erhitzung des Pulvers sicher.
Wenn die Temperatur des Pulvers steigt, dehnen sich die eingeschlossenen
Gase aus; sie müssen daher entfernt werden. Demgeeäss
gehören zu dem erfindungsgemässen System vorteilhafter-
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weise die Svakuierungsrohre TS5 die konzentrisch in den Zuteilrohren
untergebracht sind. Sie sind so angeordnet, dass äie
luft oder andere Gase, die aus dem Pulver während der Zuteilung, des Yorerhitzens und der Verdichtung frei werden, wirkungsvoll
entfernen.
Bei den im vorliegenden Terf ahren angewandten YorernitsungBtemperatures
^exäen die dem Pulver zuvor beigege'oenen reduzierenden
Gase wirksam, indem sie e-fa?a vorhandene Oxide reduzieren.
Somit dieat das Toi'erhitzen des Pulvers, "s?ie es beiis erfindungsgemässen
Terfahren vorgesehen ist, nicht nur daau, die Pulverteilchen
zn erweichen, damit sie sich besser"verdichten lassen?
es macht zugleich auch die Arbeitsgänge des Anlassens und dex' Oxid-Reduktion überflüssig, die "bei den üblichen Terfahren zur
Pulver-Herstellung notwendig sind.
Die Regelung der Pliessgeschwindigkeit des Eisen- oder Stahl-
pulvers durch die Zuteilrohre 75 kann günstigerweise mit Hilfe
von Magnetspulen, die um die Rohre angeordnet sind (in ä<än Abbildungen
nicht wiedergegeben), vorgenoimaen werden. Wird ein
nach unten wanderndes magnetisches PeId angewandt, so kann das Pulver tatsächlich nach unten "gepumpt" werden. Magnetische
Vorrichtungen tonnen auch aur Erzielung einer TTentilwirkung
angewandt werden, um auf diese Weise eine individuelle Regelung
des nach unten gerichteten Pulverstroiaes vorzunehmen. Der
Äeigung des heissen Pulvers, an den Rohren hängen zu bleiben,
kann durch öie Anwendung von Tibratoren 79 begegnet werden.
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Saeh dem erfindungsgSBässen Verfahren werden die vorerhitzten
leuchen des Pulvers *&urch dia Walzen 39 su einer Materialdielite
im Be33e.ch zwischen 70 und S5 Prozent des festen Matallbleches
verdichtet; dies wird günstigerweise mit Verdichtuagswalzen
durchgeführt, deren Durchmesser sehr viel grosser ist als
die Dicke des Bleehee, zu äem. das Pulver verdichtet werden eoll
(z,B, werden Waisen verwendet» deren Durchmesser 1GO bis 3ÖQisal
so gross ist wie die Sicke des herzusts3.1enden Bleches). Bas
Produkt, das die erste Stufe der Terdiehtungswal2en 39 verlässt,
wird ala grünes Blech beseichnet. Bs ist sin praktisch
einheitliches, formbeständiges Gebilde, dag jedoch, verglichen
mit dem fertigen Metallblech, immer noch verhältnisniässig weich
ist.
Nach der ersten Türdichtung wird das grüne Blech durch die Leitwalze
41 umgelenkt and einer !anhexen Heizkammer 42 zugeführt^
in welcher das grüne Blech auf eine höhere QJemperatur im Bereich
zwischen ungefähr 870 und ungefähr 1200 0G erhitzt wird. Das
grüne Blech, da3 in der Heizkaamer 42 gewünsehtenfalls teilweise
gesintert werden kann, ist Jedenfalls auf einer solchen Seiaperatur,
dass es nach des Verlassen der Heiasone mittels der
Verdiehtungswalaen 43 für die letzte Verdichtungsstufe weiter
verdichtet werden kann. Die Walzen 43 haben die" Aufgabe ? das
erhitzte Band auf praktisch 100 Prozent Materialdiehte zu ver- dichten.
Das Blech, daä durch die Heiskaiuaer 42 geführt wird, ist von
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poröser Beschaffenheit und zugleich einer hohen ^temperatur ausgesetzt,
Bedingungen, unter denea es in idealer Weise für die
verschiedensten Gas-£eaktionebehandlungen zugänglich ist, wie
z.B. für die Carburierung, die Deearburierung, die Desoxydation,
die Nitrierung, die Chromanierung, die Mckelierung usw. Biese
Reaktionsbehandlungen werden am beaten in der Weise durchgeführt,
dass dafür geeignete 6-ase in die Heislcammer oder in ausgewählte,
abgeteilte Abschnitte dsr Heizkainmsr eingeführt werden.
Mit Bücksiöht darauf wird die Säumer so lang gebaut, als
notwendig ist, damit das Blech in der gewünschten Weise erhitzt
und dem Reaktionsmedium ausgesetst werden kann. Des weiteren
kann die poröse Beschaffenheit des erhitzten grünen Bleches, wie es in der Eeizkammer vorliegt» ausgenützt v/erden, um in das
Blech ein Metall mit einem niedrigeren Schmelzpunkt eindringen oder infiltrieren zu lassen. Bleche aus Eisen oder Stahl kon-
nen z.B· leicht mit schmelzflüssigem Kupfer getränkt werden,
sodass das Produkt, das die Heizkammer verlässt, ein praktisch
festes Material mit besonderen Eigenschaften ist. Verschiedene Zusätze, die in der Hiseh-Stufe zugegeben worden sind, wirken
sich ebenfalls günstig aus. Detergentien und Aktivatoren begünstigen das Zusammensintern oder die Heissverdichtung, und
Terbindungen von der Art der dissoziierbaran Hyd3?ide geben
Schatz- oder Behandlungs-ßase In der unmittelbaren Nachbarschaft
der Seilchen frei. .
Für die Herstellung von Ei3en- oder Stahlblechen gemäss der
vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das verdichtete
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Blech, das in Abb. 1b mit 44 bezeichnet ist, noch auf eine
endgültige Gr8sse oder- Dicke gebracht wird? diesem Sweek dienen
eine oder mehrere Eeiss-Walzstufen 45 und 46, die sich unmittelbar
an die Walzen der Verdichtungs-Endstufe 43 ansehliessen,
und die das verdichtete Metallblech übernehmen, solange es die
in der Kammer 42 aufgenommene Wärme im wesentlichen noca nicht
abgegeben hat. Mit Rücksicht darauf kann die heiss gewaJäe
Jtona eines Stahl- oder Eisen-Bleches, die in Abb. 1b mit 47 be-?
zeichnet ist, leicht einem Diekenbereieh angehören, der nach den üblichen Verfahren durch Kaltwalzeh allein erreicht werden
kann- Bei der Herstellung von Eisen- und Stahlblechen nach den konventionellem Verfahren liegt demnach die praktische untere
Grenze für das Heisswalzen eines Bleches bei einer Dicke von ungefäjir 1,5 mm, wobei auch der dieser Grenze nahe liegende Bereich
nur schwierig zu erreichen ist. unter Anwendung des srfindungsgemässen
Verfahrens kann durch Heisswalsen jedoch, da
die Sicke des voll verdichteten Bleches 44 durch die erste Verdichtungsstufe
leicht eingestellt werden kann, eine miniisale
Blechstärke von ungefähr 0,25 mm ohne Schwierigkeit erreicht
werden. Ähnliche Vorzüge lassen sich natürlich auch bei der Herstellung von Profilstangen und Stäben erzielen.
Bach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird' das Eisenpulver
oder das Pulver eines anderen Metalls vom Zeitpunkt des
Eintritts als trockenes Pulver in den Zifischenbehälter 33 "bis
V2U dem Zeitpunkt, an dem es als praktisch fertiges Produkt ®it
einer Temperatur, die unterhalb derjenigen liegt, bei welcher
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eine Oi-cvdation au befürchten ist9 die Anlage verlässt, unter
einer inerten Schutsgasatinosphäre gehalten. Zu diesem Z?/eck
empfiehlt es sich, das Blech in einer geeigneten Kammer 48 (oder
in .einer Reihe von derartigen Kammern) vollständig eingeschlossen
zu halten, welche das Blech tatsächlich mindestens vom Seitpunkt seiner ersten Bildung an "bis zum Ausstoss nach dem Abkühlen auf eine verhältnismäasig niedrige Temperatur in sich aufnimmt.
Die Kammer 43 ^ird, etwa durch die Zuleitung 49, mit
einem geeigneten inerten Schutzgas '- wie etwa Stickstoff odsr Argon - versorgt. Im Hinblick auf diese !Forderung erscheint
es angebracht, das Blech in eine Eeihe von einseinen Kammern
und nicht, wie es in Abb. 1b wiedergegeben ist, in eine einsige
grosse Kammer einzusehliessen, um dadurch verschiedene praktische
Vorteile zu erreichen und den Bedarf an Inertgas zur
Aufrechterhaltung der schütsenden Atmosphäre herabzusetzen. Des weiteren ist darauf hinauweisen, dass Stickstoff sr/ar für
einige Stufen des Verfahrens aur Herstellung von Metallblechen
ganz gut geeignet ist, dass er aber bei höheren Temperaturen mit Eisen oder Stahl reagiert; infolgedessen werden andere ease wie.etwa Argon oder bestimmte Gasgemische für den Schutz und
die Behandlung des Bleches bei der Passage durch die Heiskaomer
42 bevorzugt. ^-
Das Blech 44 kann auf dem Weg vom Ofen 42 zu den Sprühdüsen
für die Abkühlung durch einen Vorhang von "Flamnsn, die reduzierend
eingestellt sind9 gegen Oxydation geschützt werden.
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In manchen fällen kann es jedoch erwünscht sein, dass sieh auf
der Oberfläche des Bleches in kontrollierter Weise eine osydisehe
Anlaufsehicht bildet.
Bevor das praktisch fertiggestellte Blech aus der schützenden
Umgebung entlassen wird, ftird es vorteilhafterweise äex Einwir
kung von SprüMüsen 50 auegesetzt, welche die Temperatur des
Bleches auf einen Wert im Bereich zwischen ungefähr 150 und un
gefähr 205 0G herabsetzen. Bei dieser Temperatur seigt das.
Eisen- oder Stahlblech praktisch keine Neigung mehr zu oxydieren.
Bas abgekühlte, nahezu fertige Produkt wird dann einer Kaltwalzstufe 51 zugeführt, um es hart^aufwalzen oder um gewisse
Oberfläeheneigenschaften au erzielen. Anschliessand gelangt
das fertige Produkt z.B. zu einer kontinuierlichen Schere 52»
die es in Platten, Stablängenoder dergleichen zerschneidet,
oder zu einer Wickelvorrichtung 53» in welcher längere, aus. einem Stück bestehende Abschnitte aufgerollt werden. Zweckmässigerweise
werden im letzteren lall zwei Wiekelvorrichtungen
verwendet, damit eine ununterbrochene Arbeitsv/eise gewährleistet
ist.
t ■'*
£ür den Pail, dass die Produktion an Metallpulver- grosser ist,
als dem Haterialausstoss auf der ^ertigproduktseite der kontinuierlich
arbeitenden Anlage entspricht, ader wenn ©s s^ß:
anderen Gründen erwünscht und günstig arscheint, kann, ein--:$&&&■
äes Pulvers, das aus der trocken- und Sieb-Saiarner 30 abgeaogoa
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wird, dem Systeia entnommen und abgesackt oder in anderer Weise für die spätere Verwendung gelagert werden. Zu diesem 2weck
kann das System mit einer Hilfsleitung 54, einem Regelventil 55 und einer Ahsack~ "bzw. einer anderen Lagervorrichtung, die
mit 56 schematisch angedeutet ist, ausgestattet werden. Das
gelagerte oder abgesackte Pulver wird günstigerweise imtsr einer
kontrollierten SchutagasatmoSphäre gehalten, um eine Oxydation
au vermeiden. Diee wird für gewöhnlich dadurch erreicht } dass
in das Pulver ein feuchtigkeit aufnehmendes Material, wie z.B.
Packungen von Kieaelgel, eingebettet wird«
In manchen Fällen kann es erwünscht oder von Torteil sein,
grössere Mangen des Pulvers ala Endprodukt in einer besonderen
Anlage zu erzeugen, um es an die Verbraucher zu verkaufen oder anschliessend in irgend einer anderen Weise weiterzuverwenden.
In solchen Pällen wird das vom Wasser abgetrennte oder getrocknete
Pulver vor dem Verpacken in bestimmter iffeise angelassen,
Bodass das pulverförmige Endprodukt die Weichheit aufweist, die
für die spätere Verdichtung zu metallischen Normteilen nach Üblichen Verfahren erforderlich ist. Das Anlassen wird normalerweise
in einer kontrollierten Atmosphäre vorgenommen, doch ist es auch möglich und praktisch interessant und in manchen
lallen sogar erwünscht und von Vorteil, wenn das Anlassen mit einer chemischen Behandlung kombiniert wird. Wenn z.B. ein
besonders niedriger Kohlenstoffgehalt erwünscht, ist, so kann
das Anlassen in einer feuchten Atmosphäre vorgenommen werden, ,
um Eeaktionen hervorzurufen, die zu einer Verringerung des
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Kohlenstoffgehalts führen. Das in Pulverform vorliegende Metall "bietet dem reaktionsfähigen Gas eine -ausgedehnte Oberfläche, wodurch die gewünschte chemische Wechselwirkung wirksam ·
unters tut 2st wird. Für manche Anwendungen kann es auch erwünscht
sein, auf den leuchen des Eisenpulvers eine kontrollierte oxydischs
Anlaufschicht zu erzeugen; in einein solchen Fäll wird
das Aalassen insgesamt oder teilweise1 ■'in einer oxydierenden'
Atmosphäre vorgenommen.
Bei der Herstellung von Eisenpulver wird das Anlassen durch Erhitzen
des Pulvers auf eine !Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 595 und ungefähr 730 0C vorgenonmien.
Beim erficdungsgemässen Verfahren ist das Anlassen von besonderer Bedeutung» da heim Zerstäuburigsvorgang zwangsläufig weitgehend
gehärtete Puiverteilchen gebildet werden, die ohne Zwischenbehandlung
nur sehr schlecht verdichtet werden können, /"
speziell wenn es eich um ein Verdichtungsverfahren handelt,
bei welchem einzelne Chargen mit einer Plättenpresseinrichtung J
(platen ^ress eqüipmeät) verdichtet -werden. Das nach dem neuen
Verfahren hergestellte Pulver hat wegen der Raffination und der/
kontrollierten Zerstäubung des achmelzfiüssigen Metalls nicht I
nur dies genau eingestellte gewünschte Zusammensetzung und eine
günstige "iliüchenfbrm, sondern zeigtnach dem Ählas-een auch eine
Weichheitί wie sie sonst für die teureren, elektrolytiscH oder
aus der CarbonylTrerbindung hergestellten Eisenpulver typiseh
ist· Barttber hinaus kann das nach dem'neüW^ei'fähren herge-
- BAD ORIGINAL 80981 1 /Ö 5^1 Oj f Π;
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3. Hoy. 1964· "·
stallte Eisenpulver spesiell gewünschte Eigenschafisn durch
ein reaktives Anlassen erhalten.
Das erfindungsgeiaässe Verfahren lässt sich zwar auf sine ganze
Anzahl von Metallen anwenden, doch ist es für die Überführung
von schmelzflussigeia Eiaen oder Stahl in Eisen- oder Stahlprodukte,
wie stwa Bleche, wegen der beachtlichen wirtschaftlichen und verfahrenstechnischen Vorteile besonders interessant, da
diese Torteile bei den extrem hohen Temperaturen, wie sie für die Herstellung von Eiaen und Stab! erforderlich sind, besonders stark su Buche schlagen» Auch für die Herstellung "von
Kupfer- und liiekelprodukten oder Produkten, die aus Legierungen
mit mehr als 50 Prozent Kupfer, Sicke! oder Eisen gewonnen werden,
besitzt das erfindungsgemässe Verfahren einige Bedeutung«
Bei einer typischen Arbeitsweise nach dein erfindungsgemässen
Verfahren wurde ein Abfallstahl als Ausgangsmaterial verwendet}
dieser, hatte ungefähr die folgenden Gehalte an üTichteisen-Ele-
menten: Kohlenstoff · 0,18 $
Mangan 0,57 #
Schwefel 0,032 #
Silicium 0,04 #
Chrom 0,01 $>
Molybdän 0,01 9$
Kupfer 0,03 ^ t -.
Phosphor 0,015 jS " .
Das Ausgangsmaterial der angegebenen Zusammensetzung wurde in
dem Bellälter 11 einer Saffination unterworfen, sodass sich ein hochreines Eisen ergab. Das aus diesem raffinierten Stahl her-
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gestellte Pulver zeigte nach dem Anlassen die folgende Zusammensetzung:;
Kohlenstoff 0,02ββ
Mangan 0,120 $
Schwefel 0,027 $>
Silicium 0,050 g ·
Chrom 0,000 $
Molybdän 0,010 $
Kupfer 0,030 #
Phosphor 0,010 $
Sauerstoff 0,4-10 #
Stickstoff 0,010 #
Säursimlosliclies 0^280 ψ>
Eisen 99»18 ^
Sieltanalyse (Anteile, die
ein 8ö—Saschensisb — unge~
fähr 0,18 mm - passieren) 90,10 $
Bas so erhaltene Eisenpulver mit niedrigem Kohlenstoffgehalt
eignet sieh in ganz besonderem Masse in Form der daraus herge-
stellten Bleche für die Herstellung von kleinen Elektromotoren,
Sa diese Bleche auasergewöhnlieh gute magnetische Eigenschaften
aufweisen und auaserdem mit geringem Kostenaufwand hergestellt
werden können. Hoch grSssere Vorteile für den vorliegenden Verwendungssweck ergeben sich, wenn das Blech mit einer kontrollierten oxydischen Anlauf schicht versehen wird.
Bei Verwendung von Ausgangsmaterialien von ausgewählter Qualität,
wie z»B» Eoheisen mit ausgesuchter günstiger Zusammen-Setzung,
lässt sieh ohne Schwierigkeiten ein Pulver von noch grösserer Reinheit gewinnen. Eine für ein derartiges Pulver
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-I*
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6
6
von noch grösserer Reinheit typische Zusammensetzung gibt die
Prozent | |
Kohlenstoff | 0,015 |
Mangan | 0,008 |
Schwefel | 0,t)2Q |
Silicium | 0,038 |
Chrom | 0,000 |
Molybdän | 0,001 |
Kupfer | 0,025 |
Phosphor | 0,010 |
Sauerstoff | 0,520 |
Stickstoff | 0,010 |
Säureunlö*sliches | 0,025 |
Eisen | 99*30 |
Siebanalyse (Anteile, die ein
80-Hascliensieb - ungefähr
0,18 ESA - passieren/ 98,00
Ein Eisenpulver mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, entsprechend
der obenstehenden typischen Zusammensetzung, kann zur Legie- -ä
rungsbildung verwendet oder durch Pulverguaätze in der Miachstufe
in anderer Weise modifiziert werden, so dass sich völlig neue Gebiete ergeben, was die Metalle und die daraus hergestellten
Produkte betrifft. Unter Anwendung der erfindungsgemässen
Arbeitsweise werden Metallprodukte für die allgemeine Praxis zugänglich, von welchen entsprechende Typen seither nur
unter unvertretbar hohen Kosten oder sonstigen wirtschaftlichen
Sacht eil en erhältlich waren. So tetfWLen z.B. Produkte aus rostfreiem Stahl wie Bleche, Stangen und Stäbe nach dem vorliegenden
Verfahren sehr vorteilhaft hergestellt werden, da dafür
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3.HOT.I964 .
nur eine wesentlich geringere Anzahl von Arbeitsgängec erforderlich, ist. Es wurde ein Edelstahl-Pulver der folgenden-Zusammensetzung hergestellt:
. · Prozent
Kohlenstoff 0,09
Chrom 18,15
ITiokel 9*08
Mangan 0,47 ·
Silicium 0,91
Dieses Pulver ergab Bänder aus hochwertigem rostfreiem Stahl,
wenn beim Erhitzen eine iemperatur von ungefähr 1Q95 0O eingehalten
und eine Schutzgasatmosphäre von sehr trockenem Wasserstoff angewandt wird.
Ein besonders günstiger praktischer Aspekt des erfindungs~
gemässen Verfahrens ist in dem Umstand zu erblicken, dass dieses Verfahren ohne Unterbrechung von der Stufe des schmelzflüssigen
Metalls beginnend bis zum nahezu fertigen Produkt , durchgeführt werden kann, wobei die Zusammensetzung des schmelzflüssigen
und der gusammengeinischten Metalle, wie auch des fertigen
Bleches sehr genau unter Kontrolle gehalten werden kann. Dn Falle von Stahlprodukten wird eine deutlich gesteigerte
Qualität dadurch erzielt, dass eine ganze Reihe von Defekten
ausgeschaltet wird; so z.B. Lunker, Gaseinschlüsse, Ausscheidüngen,
Bisse -und nichtmetallische Einschlüsse, die sich bilden
können* wenn Stahl in der herkömmlichen Weise in Masseln
gegossen wird, und auch andere Defekte, die durch das mehrfache Erhitzen, Walzen, Sandhaken und andere zahlreiche Ar-
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3.3ffOT. 1964
beitegänge gerursacht warden, die normalerweise zur Herstellung
derartiger Materialien angewandt werden.
Eisenblech, das gemäss den oben beschriebenen Arbeitsgängen
hergestellt wurde, eignet sieh besonders für die Anwendung in
der Elektroindustrie zur Herstellung von gepackten Kernen für KLeinmotore, Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen;
dies ist eine spezielle und recht bedeutende Anwendungsmögllehkeit
der Erfindung. Die Herstellung von Blechen für die Elektroindustrie
ist ein wichtiger Zweig der Eisen- und Stahl-Industrie,
bei dem es um erhebliche Sonnenmengen an Blechen geht.
Derartige Bleehe sind dadurch gekennzeichnet, dass sie bestimmte
magnetische Eigenschaften aufweisen und ausserdem in bestiianiter
Weise verarbeitet werden können. Zu den Eigenschaften der guten Verformbarkeit gehören eine gute "Stanzbarkeit"
und ausserdem eine gleichaässige Stärke, Ebenheit, eine gtinstige"
Korn- und kriställographische Struktur, Weichheit, Beständigkeit
gegen Kaltschweißen ubw. Ein Eisenblech, das- nach
dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt worden ist, eignet
sich für die Terwendung zu den genannten elektrischen Geräten
ganz besonders, da mit dem neuen Verfahren unter anderem sowohl die Art als auch die Menge der Verunreinigungen und auch
die Korngrösse unter Kontrolle gehalten werden kann, Die wahr-BCheinlich
wichtigsten Faktoren, welche die magnetischen Eigenschaften Ton Eisen-Pulver und -Blechen (wie auch die Möglichkeit,
Eisenpulver zu Eiaenblech zu verdichten) beeinträchtigen, sind die Gehalte an Kohlenstoff und Stickstoff im Metall. Bei
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dan Arbeitsgängen der vorliegenden Erfindung können sowohl der
Stickstoff- als auch der Kohlenstoff-Gehalt sehr genau unter.
Eontrolle gehalten und auf ausserordentlich niedrige Werte gebracht
werden, ohne dass der Herstellungsproaesa sich dadurch in besonderem Masse verteuern würde. !Darüber hinaus liegen
die noch vorhandenen Terunreinigungen sehr weitgehend in Form
von feinen Ausscheidungen an den Eorngrensen vor, welche ä
magnetischen Eigenschaften - im Gegensatz zu den gelösten
unreinigungen - nicht beeinträchtigen? sie wirken sich vielmehr
eher günstig aus, indem sie gewisse günstige Eigenschaften des Bleches, wie die Stansbarkeit und die Erniedrigung
der Wirbelstromverluste, -unterstützen. Die Torteile der
Kohlenstoff- und Stickstoff-Kontrolle ergeben sich natürlich bei allen Anwendungen des Pulvers; die Möglichkeit, das Pulver
mit minimalem Druck zu Blechen oder anderen festen Formstüeken
von maximaler Materialdichte zu verdichten, ist eine i
der wichtigsten Eigenschaften des Pulvers. Diese günstigen Eigenschaften sind für die Herstellung von Transformatorenblechen
von besonderer Bedeutung, da ausserdem durch die Kontrolle ■ der Menge und der Art der Kohlenstoff- und Stickstoff-Terunreinigung
bei der Herstellung des Pulvers und der Bleche die gewünschten magnetischen und andere günstige Eigenschaften
erzielt werden können, ■„.
Bei der erfindungsgemässen Arbeitsweise kann der Stickstoffgehalt durch eine Beine verschiedener Terfahrensschritte herabgesetzt
und kontrolliert werden, die bei einer speziellen
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Operation gunstigerweise alle öder dock viele davon variiert
werden. So kann der Stickstoffgehalt "bei der Raffixation
dureli Ausspülen oder durch. Zusatz von Eisenerzen oder von
Eisenoxidsn zu dem schmelzfluss igen Metall, waa eine sogenannte
Kohlenstoff-Wallung (carbon "boil) verursacht, die von der
Eeduktion der Erze und Oside begleitet ist, herabgesetzt werden. Unabhängig von der Anwendung dsr Kohlenstoff-Wallung kann das
sehnielzflüssige Metall sowohl während des Aufenthaltes im Raffinätionsbehälter
als auch bei der Zerstäubung gegen den Stickstoffgehalt
der Atmosphäre geschützt werden, indem auf der Schmelze im Raffinationsbehälter eine Schlackenschicht gebildet
und/oder während der Raffination, dem. Giessen und dsm Zerstäuben
eine geeignete inerte Schutzgasatmosphäre (2.B. aus Argon) angewandt wird. Das zum Zerstäuben verwendete Hilfemedium.
selbst, als welches vorzugsweise Wasser verwendet wird, kann
nach Wunsch behandelt werden, um so viel als möglich von dem
gelösten oder darin enthaltenen Stickstoff oder den Stickstoffverbindungen zu entfernen, sodase das Metall auch dann j wenn
es von der zum Abschrecken verwendeten Flüssigkeit umgeben ist,
gegen Terunreinigungen geschützt ist. Ψβηη das nach der Zerstäubung
vorliegende Pulver immer noch einen höheren Stickstoffgehalt
aufweist, als gefordert wird, so kann eine^ weitere Herabsetzung
des Stickstoffgehaltes während des Anlassens oder
beim Sintern des Pulvers, des verdichteten Pulvers oder des porösen Bleches etwa dadurch erreicht werden, dass diese Behandlungen
in einer Wasserstoffatmosphäre vorgenommen werden.
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Auch der Kohlenstoffgehalt kann nach dein neuen Yerfahren
leicht unter Kontrolle gehalten werden; die era te Möglichkeit besteht in der geeigneten Auswahl des für den Schmelz- und Ra?-
finationsprosess zu verwendenden Metalls und - bei der Durchführung
dieses Prozesses - in der Zugabe oder in der Entnahme von Kohlenstoff aus dem schmelzflüssigen Metall nach Terfahren,
die allgemein "bekannt sind. Falls es geeignet erscheint,
kann eine weitere Terainderung des Kohlenstoffgehaltes bei der Zerstäubung erreicht werden, indem das schmelzflüssige Metall
in einem evakuierten Raum zerstäubt wird, wodurch sich der Kohlenmonoxidgehalt des Metalls vermindert. Später können noch
weitere Kohlenstoffanteile leicht und in kontrollierbarer Weise beim Anlassen oder Sintern aus dem Pulver, dem verdichteten
Pulver oder dem Blech entfernt vrerden. . .
Bei der typischen erfindungsgemässen Verfahrensweise kann man
ohne Schwierigkeit ein Iransformatorenblech herstellen, dessen
Kohlenstoffgehalt unter ungefähr 0,02 Prozent und dessen Stickstoffgehalt
unter ungefähr 0,01 Prozent liegt. Bleche alt diesen
niedrigen Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalten sind für die
Verwendung als Iransformatorenbleche ganz besonders geeignet.
Im allgemeinen gilt, dass der Kohlenstoff- und der Stickstoffgehalt
des Eisens zusammengenommen einen Wert von 0,04 Prozent nicht wesentlich übersteigt, wenn das !Transformatorenblech genäse der vorliegenden Erfindung hergestellt wirdj die Erfahrung
selgt weiterhin, dass diese Verunreinigungen ohne grosse
Mühe weit unter dieser oberen Grenze gehalten werden können.
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Wenn !Dransformatorenbleche mit gans "besonders günstigen Eigenschaften
gewünscht werden, so treten, wag die Stanzbarkeit des · Bleches "betrifft, besondere Schwierigkeiten auf, äa die fertigen
hochreinen Bleche verhältnismässig wsich sind. In einem
solchen fall kann es erwünscht und von "vorteil sein, wenn die
Pulverteilchen oberflächlich (aber nicht gleiohmässig über die
ganze Metallmasse verteilt) mit sehr feinen Übersügen von Oxiden,
Mitriden, Phosphor oder Mangan versehen werden. Biese
oberflächlichen Verunreinigungen verbessern die Absohsrbarkeit
des Bleches gana erheblich ixnä führen damit zu einer guten
Stanzbarkeit, wobei sie die elektrischen Eigenschaften des
fertigen Bleches nur unwesentlich·beeinflussen.
Eine andere Möglichkeit ? die das erfindungsgemässe "Verfahren
bietet, um die Stansbarkeit der Bleche su verbessern, besteht darin, die Bleche mit einer Materialdichte unter 100 Prozent
herzustellen. Durch sorgfältiges Verdichten und Verarbeiten
des Bleches kann ein weiches, angelassenes Material hergestellt werden, das viele kleine Poren oder Hohlräume enthält, deren
Anwesenheit die Scherwirkung des Stanzstem£>els beim Durchdrükken
des Bleches verbessert.
Sehr feine Oberflächenschichten aus verunreinigendem Material
auf den Pulverteilchen und kleine Hohlräume im siech, entweder einzeln für sich oder zusammen angewandt 3 ermöglichen die Herstellung
von Blechen, die nach einer Schluss-vTärmabehandluiag
gestanzt und verv/sndet werden közman. Sach der üblichen
- i η r. -in BAD
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Praxis wird das einseine Blatt aus dem Blech. ausgestanzt, einer
Wärmebehandlung unterworfen und dann verwendet. Bleche der herkoiamlichen Art lassen siaii nach der absehliessenden Wärmebehandlung
nicht auf riedsnsteilend stanzen.
Es kann auch erwüasont sein, die Oberfläche des fertigen EraasfO2?matorenbleohes
mit einer Oxidschicht "faestisimter Stärke su
vereeiien, damit gieß, zwischen den benachbarten Blättern eines
Paketa die gewünschte elektrische Isolation ergibt»
Ganz abgesehen von der bequemen Möglichkeit, den G-ehalt an we^
sentlichen Terunreinigungen einsustellen, wie etwa den an Kohlenstoff
oder Stickstoff, ist die erfindungsgeaiässe Arbeitsweise auch deswegen für die Herstellung von Sransiormatoresblech
beeonders geeignet, weil die Bildung des Bleches dabei in einem besonders einfachen Arbeitsgang erfolgt. Uaeh den herkömmlichen
Yerfahren z.B. •srird das Metall in der bekannten ^ei-Be
raffiniert tind eeu Masseln gegoeeen, die anschliessend zu
Platten ausgewalzt werden. Diese Platinen werden dann üblicherweise
in kontinuierlich arbeitenden Eeissblechwalawarken heiss ausgewalzt und aufgerollt und anschliessend zur Entfernung
der an den Oberflächen gebildeten Oxide gebeizt. Dann. wird das heisa gewalzte Blech einer grösseren Zahl von Saltwalzungen unterworfen, wobei das Blech nach jedelia. Walsendurchgang
angelassen wird· Zum Schluss wird das kalt gewalzte Blech einer abschliassenden Wärmebehandlung bei einer höheren
femperatur unterworfen.
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Demgegenüber ermöglicht die erfindungsgeinässe Arbeitsweise,
das Metall gleich su Anfang zu einer kontrollierbaren geringen Bleehstärke auszuforsten, von welcher ausgehend es direkt auf
eine praktisch anzuwendende Dicke heiss ausge?/alzt werden kann.
Auf diese Weise wird die fertigung nicht nur um eine ganze Anzahl von Arbeitsgängen vereinfacht, für die sonst ein beträchtlicher
Zeitaufwand und erhebliche lertigungsanlagen erforderlich sind, es wird dadurch vielmehr auch eine sehr erwünschte Kontrolle der inneren Spannungen und der Kornbildung möglich, die
von erheblichem Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften des
fertigen Produktes sind.
Ein für die erfindungsgemässe Arbeitsweise zur Herstellung von
ühransformatorenblechen, die für den Eoutinebetrieb geeignet
ist, brauchbares Ausgangsmaterial ist leichtes Abfalleisen, am" besten von Stanzereien und von Anlagen zur Herstellung von Magnetkernen,
doch sind auch Abfälle von unlegiertem Kohlenstoff-i
stahl von anderer Quelle geeignet. Diese Abfälle werden in einem Elektroofen aufgeschmolzen, wobei solche Bedingungen eingehalten
werden, unter denen ein Eontakt des Metalls mit Stickstoff
praktisch ausgeschlossen ist, d.h. man arbeitet in einer Schutzgasatmosphäre aus Argon oder unter einer Schlackenschutz-Bchicht.
Das Schmelzen und Raffinieren des Metalls wird normalerweise so weit getrieben, bis der Kohlenstoff gehalt der
Schmelze verhältnismäßig niedrig ist, günstigerweise 0,13 i>
oder weniger. Das raffinierte schmelzflüssige Metall wird dann in der weiter vorn beschriebenen Weise zerstäubt, wobei mit
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besonderer Sorgfalt darauf geachtet wird, dass das sehmelzflüssige
Metall nfeht mit einer stickstoffhaltigen Gasatmosphäre
oder mit einem Kühlwasser in Beriüirüng kommt, das Stickstoff
enthält. . Zwar kann ein geringer Stickstoffgehalt, der in iOrrn
Ton Oberflächennitriden vorliegt, von Torteil sein, doch sind dann, wenn an dieser Stelle keine besonderen Vorkehrungen getroffen
werden, um den Zutritt von Stickstoff zum schmelsflüseigen
Metall zu verhindern (ebenso wie auch an späteren Stellen,
wenn sich das Pulver auf einer Temperatur von ungefähr 730 °0 öder darüber befindet), leicht grosser© Mengen von gelöstem
Stickstoff im Metall vorhanden, die von ungünstiger Wirkung öind Haoh der Zerstäubung wird das verhältnismässig stickstoffarme
Pulver entwässert. 3?alls gewünscht, kann der Troekenvorgang so durchgeführt werden, dass dabei ein Anlassen und eine ausgedehntere chemische Wärmebehandlung erfolgt, um den Kohlenstoffund
den Sauerstoffgehalt noch weiter herabzusetzen, auf z.B. 0,005 i>
Kohlenstoff bzw. 0,05 # Sauerstoff. . Als anderes Extrem kann die Entwässerungsoperation so durchgeführt werden,
dass der Wassergehalt nur auf ungefähr 5 Prozent herabgesetzt wird4 worauf dann die chemische Wärmebehandlung in einem anachliessenden
Arbeitsgang vorgenommen wird.
Das getrocknete Pulver wird dann gesiebt, um zu grosse (Teilchen
auszusondern, wobei ein Bestand von Teilchen anfällt, deren Grosse vorwiegend im Bereich unter ungefähr 40 Maschen
(ungefähr 0,4- mm Maschenweite) liegt. Die abgesiebten Teilchen
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können dann ganz nach Wunsch einer weiteren Behandlung durch-.
Walzen, Umwälsen, Mischen unterworfen werden? um bestimmte Eigenschaften
der fliessfähigkeit, Kompressibilität und scheinbaren
Dichte zu erzielen; das Pulver kann in dieser Stufe auch, mit
sogenannten Detergentien versetst werden. Wenn 2r£insformatorenbleche
von besonderer Qualität hergestellt v/erden sollen, so können dafür sviei Wege eingeschlagen werden: Die Metallschmelze
kann mit Silicium oder Silieium-Yerbinciungen,. für gewöhnlich Ferroßiliciuia,
versetzt werden, sodass das daraus hergestellte Pulver aus einer Eisenlegierung der gev/ünschten Zusammensetzung besteht.
Bin typisches Beispiel für ein Pulver aus einer Silieium-Eisen-üegierung,
wie es auf diese Weise hergestellt werden kann, zeigt z.B. die folgende Analyse:
Kohlenstoff 0,13 #
Mangan 0,33 $>
Schwefel 0,03 ?°
Silicium 1,35
Phosphor 0,01
Stickstoff .0,029
Bei dem daraus hergestellten Blech war der Kohlenstoffgehalt auf 0,015 i>
und der Stickstoffgehalt fifä ebenfalls auf 0,015 #
reduziert. Die zweite Möglichkeit besteht darin, den£ Eisenpulver
Zusätze beizumischen, die so berechnet sind, dass sie eine Verbesserung der elektrischen Eigenschaften der Mischung bewirken;
geeignete derartige Zusätze sind z.B. elektrolytisches Silicium-Metall-Pulver,
Ferrosilicium, oder bestimmte organische Siliciumverbindungen
wie etwa bestimmte Silane. Ss soll besonders darauf
hingewiesen werden, dass derartige Zusätze im Falle ihrer An-
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sowohl zu dem zerstäubten und erstarrten Pulver gageben al© auch in die ursprüngliche Schmelze eingetragen werden
können.
Das getrocknete »elektrische* Pulver, das - sofern erforderlich
zuvor erhitzt uurds, wird dann dem Walzenstand augeführt, in
welchem es in der weiter vorn beschriebenen Weise verdichtet und heiss gewalzt wird. Palis gewünscht, kann das verdichtete
und/oöer teilweise heiss gewalzte Blech einer chemischen Wärmebehandlung
ausgesetzt werden, und zwar vorzugsweise in einem Zu stand, in welchem die Materialdichte im Bereich zwischen 85 und
98 i* der theoretischen liegt. Die Wärmebehandlung wird so lange
ausgedehnt, wie erforderlich ist, um die Gehalte an Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff auf die gewünschten niedrigen
Werte zu bringen. Ein aus Bisenpulver hergestelltes Blech (ohne Silicium und andere Zusätze) kann bei einer magnetisierenden
Kraft von nur TO HMS Amperewinduiigen je 2,54 ein eine magnetische
Induktion von 15 kilo-Gauss erreichen, wobei die 7erlnste
nicht mehr als ungefähr 12 Watt/kg betragen. Dies ist,
verglichen mit einem herkömmlichen ailiciumfreien Stahl für
elektrische Zwecke, der magnetisierende Kräfte bis zu 15 SMS
Ampere-Windungen je 2,54 cm erfordert und bei Induktionen von 15 Mlo-Guass Yerluste bis zu ungefähr 15,4 Watt/kg zeigt,
eine sehr deutliche Verbesserung.
Bei der chemischen Wärmebehandlung der verdichteten und/oder
gewalzten Bleche enthält die zur Behandlung verwendete Atmosphäre
vorteilhafterweise eine gewisse Menge Wasserdampf, um
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den Kohlenstoff gehalt deB Bleches herabzusetzen, und ist reduzierend
eingestellt, damit sie mit dem vorhandenen Seuerstoff reagiert. Das Pulver oder das poröse Blech ist gegenüber Gasen
so reaktionsfähig, dass der Kohlenstoffgehalt eines Pulvers von 0,38 $>
beim normalen Anlassen auf 0,07 c£ herabgesetzt werden
konnte, und dass dieses gleiche Pulver (mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,38 $£) nach dem Verdichten zu einem Blech und
nach dem Sintern (ohne ein besonderes Anlassen des Pulvers) einen Kohlenstoffgehalt von mir 0,02 $ aufwies.
Bei der im Sinne der vorliegenden Erfindung typischen Arbeitsweise
wird das präparierte Pulver verdichtet und dann, günstigerweise in Verbindung mit einer chemischen Behandlung, einer
Wärmebehandlung unterworfen. Anschliessend wird das verdichtete und behandelte Pulver in einem weiteren Behandlungsschritt
des kontinuierlichen Verfahrens heiss ausgewalzt, bis die Dicke des Bleches gleich oder doch nahezu gleich der gewünschten endgültigen
Dicke geworden ist. In anderen Fällen kann es erwünscht sein, die chemische Wärmebehandlung in einem anderen
separaten Arbeitsgang durchzuführen; in diesem Fall wird das präparierte Pulver verdichtet, erhitzt und dann zu Rollen heiß
gewalzt, Anschliessend werden dann die heiß gewalzten Rollen den vorgesehenen chemischen Wärmebehandlungen oder anderen Behandlungen
unterworfen, worauf sie dann zur endgültigen Dicke kalt ausgewalzt werden, falls bei dem Verfahren kalt gewalzt
wird, schliesat sich dara^n in der Hegel noch ein Anlassen des
Bandes bei höheren Temperaturen an.
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Bin ^transformatorenblech, das nach der oben beschriebenen Arbeitsweise
hergestellt worden ist, zeichnet sich durch besondere Beliebtheit aus, da es ungewöhnlich günstige elektrische
und mechanische Eigenschaften aufweist, ohne dass dabei die Gestehungskosten höher sind.. Die besonders erwünschten Eigenschaften
dieses Materials werden durch das erfindungsgemässe
Verfahren erreicht, da das Transformatorenblech mit verhältnismäsaig
grobem Korn gebildet wird, das in sich extrem rein ist, wodurch das Material die erwünschte Weichheit und Permeabilität
sowie die günstige hohe Sättigungsmägnetisierung und die
niedrige Koerzitivkraft erhält, das aber in den Bereichen zwischen
den Surnern eine geringe Menge von Verunreinigungen in Fora von Hitriden, Oxiden und anderen ausgeschiedenen Materialien
enthält, die ursprünglich an der Oberfläche der Pulverteilohen gebildet worden sind und wahrscheinlich die ICorngrenzen
bilden und endgültig fixieren. Das Merkmal der nach dem erfindungsgemäsaen
Verfahren erzielten Strukturen sind demnach grosse einzelne Körner aus reinem Eisen, die durch Korngrenzen
mit hohem elektrischem Widerstand voneinander getrennt sind, wodurch die Wirbelstromverluste niedrig gehalten werden. Die
durch Verunreinigungen gekennzeichneten Korngrenzen ergeben auch die sehr erwünschte Abscherbarke it zwischen den einzelnen
Körnern, wodurch die Stanzbarkeit der Bleche sehr erheblich verbessert wird. Diese Eigenschaft kann auch noch dadurch verbessert
werden, dass man die Bleche mit Poren herstellt, sodass die Materialdiahte dieser Bleche unter 100 $ liegt» Sine gute
Stansbarkeit ist von grosser praktischer Bedeutung, da die
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Magnetkerne aus Transformatorenblechen durch Übereinanderschichten
von einzelnen Blättern hergestellt werden, die iaan
durch Stanzen erhält.
Die beschriebenen Korngrenzen-Eigenschaftsn der Seilchen und
die Porosität der Bleche sind auch insofern von Bedeutung : als
sie zwischen den einzelnen Blättern eines Sehiehtpakets einen
grösaeren Übergangswiderstand hervorrufen und indem sie der Heigung zum Kaltschweissen entgegenwirken, das bei verhältnismässig
weichem Eisen sonst dazu führt, dass die ausgestanzten Blätter an den Stanzstempeln oder den angrenzenden Blechab-Bchnitten
hängen bleiben.
Obwohl die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten
Transformatorenbleche gewisse Siliciummengen (z.B. Anteile bis
zu 5 - 6 #) zugesetzt erhalten können, wenn besonders hochqrua-•
lifizierte elektrische Eigenschaften gewünscht werden, ist es gemäss der vorliegenden Erfindung, möglich, Bleche aus silicium.-freiem
Kohlenstoffstahl herzustellen, deren elektrische Eigenschaften
so günstig sind, wie sie nach den herkömmlichen Verfahren nur durch Anwendung von Silicium- oder anderen Susätzen
erzielt werden können. Ausserdem hat das neue. Blech daneben wlfchtige Torzüge, welche die mechanische IJatur betreffen, wie
z.B* die günstigen Voraussetzungen für das Schichten und die
gute Stanzbarkeit.
Die Eigenschaften der fertigen Bleche für die Anwendung in der
Elektroindustrie sind insofern einmalig günstig, als die Kombi-
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nation τοπ groasen,. hochreinen leuchen, die mit Grenzschichten
überzogen und gegeneinander abgegrenzt sind, die aus Spureniaengen
von Kitriden, Oxiden und anderen Verbindungen bestehen, zusammen
mit einem ge?/ünschtsn Porositätsgrad desi fertigen Transforiaatorenblech
elektrische und mechanische Eigenschaften verleihen, von denen man zuvor angenommen hat, dass sie sioh bis
zu einem gewissen 6-rade gegenaeitig aussehliessen. Die großen
reinen Seuchen ergeben die geYrflnsehten elektrischen Eigenschaften
der hohen Sättigungsmagnetisierung, der hohen Permeabilität, der niedrigen Koerzitivkraft und des dadurch bedingten
geringen Bysterese-Verlustes. Dieses Blech weist die einmalige
Qualität der guten Stanabarkeit nach der letzten Wärmebehandlung auf, die zur Erzielung der maximalen elektrischen Qualitäten
angewandt wird. Dies ist bei Blechen, die in der herkömmlichen Weise hergestellt worden sind, nicht möglieh.
Die in der verhältnismässig geringen Menge vorhandenen Zwischenkorn-Ausscheidungen
und/oder die kontrollierte Porosität erteilen den Blechen sowohl in mechanischer als auch in elektrischer
Einsicht sehr erwünschte Eigenschaften. In elektrischer Hinsicht dienen diese Ausscheidungenj die aus Uitriden, Oxiden
und anderen den Strom nicht oder sohlecht leitenden Verbindungen bestehen, zur Begrenzung des Stromflusses !zwischen den £eil~
chen, sodass auf diese Weise die Wirbelströnie im wesentlichen
auf die einzelnen leuchen oder Körner beschränkt bleiben,
was insgesamt eine wesentliche Verringerung der Wirbelstromverluete
zur Folge hat. - βΑβ 0RIGlNAL
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Im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften sind die ZwI-schenkorn-Ausscheidungen
und Poren insofern günstig, als sie ; die Abscberbarkeit des Metalles verbessern, vergliche j mit den
in herkömmlicher Weise hergestellten Metallen mit einem ähnlich niedrigen Gehalt an Verunreinigungen, sodass die erwünschte
Stanzbarkeit erreicht werden kann, ohne daas das Metall durch Bearbeitung oder andere Behandlungen gehärtet werden
muss, was nicht nur zusätzliche Kosten verursachen würde, sondern auch von unerwünschten Bebenwirkungen wie 3.3. dem Auftreten
von Iwaeven Spannungen begleitet wäre. Gute Stanzbarkeit
erfordert geringe Duktilität bei fehlender Sprödigkeit,
eine wohldefinierte Streckgrenze und eine minimale Tendenz zum Kaltsehweissen; alle diese Bedingungen liegen in verhältnismässig
optimaler Weise in dem Material dar vorliegenden Erfindung vor, was auf die ungewöhnliche Kornstruktur des verdichteten
Bleches zurücksufuhren ist, das aus grossen reinen
Teilchen besteht, deren Koragrenzen durch verhältnismässig
feine und spurenweise Ausscheidungen von verhältnismässig spröden Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoff-Verbindungen
und/oder Poren im Blech gekennzeichnet sind.
Pur die Herstellung von anderen Stahlprodukten für eine allgemeine
Verwendung, wie auch für (üransformatorenbleehe ist es.
beim erfindungsgemässen Verfahren besonders wichtig, daas der
Zwischenzustand des Metalls die 3?orm von Eisen- oder Stahl-Pulvörteilchen
mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist und nicht die herkömmliche Form von Masseln in einem ersten Zwisohenzu-
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stand und die EOrm von Platinen, vorgewalsten Blöcken oder
Barren in einem zweiten Zwisehensustand.. Bei der erfindungsgemässen
Arbeitsweise kann das gleiche Zwischenmaterial - das
Pulver mit der eingestellten gewünschten ZusannaenBetsung - zur
Herstellung der Bleche, Stangen, Stäbe usw. verwendet werden, sodass die zwisehengesehalteten Handhabungen und Lagerungen
auf ein Minimum beschränkt sind, verglichen mit der "herkömmlichen
Verfahrensweise zur Herstellung von Stahlprodukten. Das erfindungsgeniässe Verfahren ermöglicht auch die Herstellung
von vielen Stahlprodukten in handelsüblichen Mengen, die zuvor - mindestens in einem den Laboratoriumsmaßstab nicht
übersteigendem umfang - praktisch nicht hergestellt werden
konnten· Eine wichtige Klasse von Stahlprodukten, die nach dem neuen Verfahren hergestellt werden kann, sind heiß gewalzte
Bleche mit einer Dicke unter ungefähr 1,5 mm und weit hinein in den Boreich, in dem üblicherweise nur die teureren,
kalt ausgewalzten Bleche zur Verfügung stehen.
Ein wichtiger spezifischer Aspekt der Erfindung ist in dem
Konzept zu erblicken, zuerst ein Eisen- oder Stahlpulver der
höchsten praktisch zu|erreichenden Reinheit, speziell was den
Kohlenstoffgehalt anbetrifft, herzustellen, um auf diese Weise
besonders günstige Voraussetzungen für die anachiiessende
Verdichtung zu einem grünen Blech zu schaffen, und eine Legierung dadurch herzustellen, dass zu dem Eisenpulver noch
vor der Verdichtung Zusätze zur Bildung dieser Legierung in Pulverform gegeben werden. Auch wenn beim Zumischen einfach
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die Elemente wieder hinsugefügt werden, die bei der Raffination
entfernt worden sind, so ergeben sich bei dieser Arbeitsweise doch wesentliche praktische Torsüge dadurch, dass das reine,
weiche Pulver, das tatsächlich als eine Matris: für die legieruagsbildenden
Zusätae wirksam ist, ganz ungewöhnlich günstige Verdichtungaeigenschaften auf v/eist.
Die in der vorliegenden Beschreibung dargestellten v.nö. erläuterten
spezifischen Ausführungsfoi'men des erfindimgsgesäosen
Verfahrens sollen selbstverständlich nur Beispiele aus der grossen Zahl von Möglichkeiten sein, die sich.durch Abwandlungen
der Grundideen der Erfindung, die hier deutlich zum Ausdruck gebracht worden sindj insgesamt ergeben. Der volle Umfang
der Erfindung wird durch die nachfolgenden Ansprüche abgegrenzt.
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Claims (4)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von zusammenhängenden
Metallkörpern wie Blechen, Stangen o. dgl., bei dem die Schmelze in eine geeignete Kammer eingeleitet, dort zerstäubt
und damit pulverisiert und anschließend einem Verdichtungsprozeß unterworfen wird, in dessen Verlauf das durch die Zerstäubung
erhaltene Metallpulver in die gewünschte Porm des Metallkörpers überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das
Metallpulver von dem Zeitpunkt seiner Bildung in der Zerstäubungskammer (13) bis zum Zusammenpressen in den zusammenhängenden
Metallkörper (44, 47) gewünschter Form durchgehend in einer
nichtoxydierenden Atmosphäre in seinem bei der Zerstäubung angenommenen metallurgischen Zustand gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die strahlförmig in die
Zerstäubungekammer eintretende Schmelze mit Hilfe von Druck-WMseritrahlen zerstäubt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sauerstoffgehalt des zur Bildung der Wasserstrahlen (70)
«!geführten Wassers wenigstens weitgehend herabgesetzt wird.
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11. 7. 1968
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwasserstrahlen (70) mit der Strömungsrichtung des
Schmelzstrahls einen Winkel von etwa 26 einschließen.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß
dem Metallpulver nach seinem Austritt aus der Kammer (13) vor seiner Verdichtung zum zusammenhängenden Metallkörper (44,
47) Legierungselemente zugesetzt werden.
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