DE2063779B - Use of liquid inert gases in an atomization system for the production of metal powder - Google Patents
Use of liquid inert gases in an atomization system for the production of metal powderInfo
- Publication number
- DE2063779B DE2063779B DE2063779B DE 2063779 B DE2063779 B DE 2063779B DE 2063779 B DE2063779 B DE 2063779B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- metal
- particles
- powder
- cooled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 20
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 title claims description 16
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 title claims description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 4
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims 2
- 108060005223 NARF Proteins 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims 1
- 230000002238 attenuated Effects 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 claims 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
Description
feuerfesten Material ausgekleidet. Mit dem oben auf dem Behälter 12 angebrachten Trichter 20 (s. Anordnung in der Zeichnung) wird der Behälter 12 gegen die Atmosphäre durch den O-Ring-Verschluß26 abgeschlossen. Wird das Innere des Behälters durch Verwendung eines inerten Gases ausgespült oder mit einer Pumpe auf Unterdruck gebracht, so kann auf diese Weise die erhaltene nichtoxydierende Atmosphäre darin während der anschließenden Atomisierung des geschmolzenen Metalls aus dem Trichter aufrechterhalten werden. Unterhalb des oberen Teils des Behälters 12 erstreckt sich durch die Wände des Behälters und in sein Inneres eine Vielzahl von Gasdüsen 28. Die Düsen 28 sind auf die Achse der Düse 22 des Trichters in einer kurzen Entfernung unter deren Ende gerichtet.refractory lined. With the funnel 20 attached to the top of the container 12 (see arrangement in the drawing) the container 12 is against the atmosphere through the O-ring closure26 closed. Is the inside of the container flushed using an inert gas or with If a pump is brought to negative pressure, the non-oxidizing atmosphere obtained can in this way therein during the subsequent atomization of the molten metal from the funnel be maintained. Below the upper part of the container 12 extends through the walls of the Container and inside a plurality of gas nozzles 28. The nozzles 28 are on the axis of the Nozzle 22 of the funnel directed a short distance below its end.
Bei der Durchführung der Erfindung wird der Trichter 20 mit geschmolzenem Metall 24 gefüllt, das in einem. Strom 30 aus der Düse 22 herausquillt. Ein inertes Gas 32 aus den Gasdüsen 28 bestreicht den Strom aus geschmolzenem Metall 30 und atomisiert ihn in geschmolzene Metallteilchen 34. Die Teilchen 34 fallen auf den Boden des Behälters und in den Vorrat 14. Die auf Tiefsttemperatur abgekühlten flüssigen Inertgase des Vorrats kühlen die Teilchen 34 schnell, bevor sie agglomerieren, und schützen sie ferner während des Abkühlens gegenüber einer Oxydation. Da innerhalb des Behälters eine nichtoxydierende Atmosphäre vorhanden ist, werden die Teilchen auch während ihres Durchgangs von der Trichterdüse 22 zu dem Vorrat 14 gegenüber einer Oxydation geschützt.In practicing the invention, hopper 20 is filled with molten metal 24, that in one. Stream 30 oozes out of nozzle 22. An inert gas 32 is brushed from the gas nozzles 28 the stream of molten metal 30 and atomizes it into molten metal particles 34. The Particles 34 fall to the bottom of the container and into the reservoir 14. Those cooled to cryogenic temperature liquid inert gases in the supply rapidly cool and protect the particles 34 before they agglomerate furthermore during cooling against oxidation. Since inside the container a non-oxidizing If the atmosphere is present, the particles are also removed from the atmosphere during their passage Funnel nozzle 22 to the supply 14 protected against oxidation.
Ist das gesamte Metall aus dem Trichter atomisiert, so wird der Trichter von dem Auffangbehälter 12 entfernt, um ihn zur Atmosphäre hin zu öffnen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ventil 18 des Ablaufs 16 geöffnet, um die auf Tiefsttemperatur abgekühlten flüssigen Inertgase aus dem Behälter abzuziehen. Die gesamte noch auf den Teilchen verbleibende Flüssigkeit wird durch Verflüchtigung entfernt, wenn das Innere des Behälters 12 zur Atmosphäre hin geöffnet wird. Das gekühlte Pulver wird nun zur anschließenden Lagerung und Verwendung bei der Verdichtung von Pulvermetallurgieprodukten aus dem Behälter entfernt.When all of the metal from the funnel has been atomized, the funnel is removed from the collecting container 12 removed to open it to the atmosphere. At this point in time, the valve 18 of the drain 16 becomes opened to withdraw the liquid inert gases cooled to the lowest possible temperature from the container. Any liquid remaining on the particles will be removed by volatilization when the inside of the container 12 is opened to the atmosphere. The cooled powder is now used subsequent storage and use in the compaction of powder metallurgy products from the Container removed.
Der im vorliegenden verwendete Begriff »inert« bedeutet, daß die zur Verwendung kommenden, auf Tiefsttemperatur abgekühlten flüssigen Gase keinen schädlichen Einfluß auf das jeweilige Metall oder die Legierung, die darin abgeschreckt wird, haben.The term "inert" used in the present means that the coming to be used on Liquid gases cooled at low temperatures do not have a harmful effect on the respective metal or have the alloy that is quenched in it.
Als spezifisches Beispiel der Durchführung der Erfindung wurde ein Werkzeugstahl (REX 71) und eine Superlegierung auf Nickelbasis (ASTROLOY) verwendet, die die nachstehende Zusammensetzung hatten:As a specific example of practicing the invention, a tool steel (REX 71) and a nickel-based superalloy (ASTROLOY) is used, which has the following composition had:
REX 71REX 71
C .
Mn
S ..
P ..
Si ..
Cr .C.
Mn
S ..
P ..
Si ..
Cr.
1,20
0,30
0,02
0,02
0,30
4,101.20
0.30
0.02
0.02
0.30
4.10
V .,
W ,
Mo
Co .
Fe .V.,
W,
Mon
Co.
Fe.
1,25 10,0 5,2 12,2 Rest1.25 10.0 5.2 12.2 remainder
C ..
Al .
Ti .
Mo
Cr .C ..
Al.
Ti.
Mon
Cr.
ASTROLOY
CoASTROLOY
Co
0,10
4,35
3,35
5,25
15,00.10
4.35
3.35
5.25
15.0
18,518.5
Fe 1,0 max.Fe 1.0 max.
B 0,030B 0.030
Ni RestNi rest
Diese Legierungen wurden der nachstehenden herkömmlichen Behandlung unterworfen, und eine gleichwertige Menge der Legierungen wurde der erfindungsgemäßen, im nachstehenden beschriebenen Behandlung unterworfen.These alloys were subjected to the following conventional treatment and equivalent The amount of alloys was the treatment according to the invention, described below subject.
Getrennte Einsatzmengen der vorstehend aufgeführten beiden Legierungen wurden in einem Induktions-Schmelztiegel bis zur Schmelze erhitzt und in einen Trichter gegossen; dann ließ man sie durch eine feuerfeste Düse im Boden des Trichters in einen Atomisierungsbehälter fließen. Die zur Verwendung kommende Vorrichtung glich der in der Zeichnung gezeigten und im vorliegenden beschriebenen Vorrichtung. Der Atomisierungs- und Auffangbehälter war mit gasförmigem Stickstoff gespült worden. Das aus der Trichterdüse kommende geschmolzene Metall wurde mit einem gasförmigen Stickstoffstrom in einer Geschwindigkeit in Kontakt gebracht, die ausreichte, um das Metall zu atomisieren und so geschmolzene Metallteilchen herzustellen. Der untere Teil des Atomisierungs- und Auffangbehälters wurde im Fall des herkömmlichen Verfahiens mit Wasser und im Fall der Erfindung mit flüssigem Stickstoff gefüllt. In beiden Fällen wurden die geschmolzenen Metallteilchen in der jeweiligen Flüssigkeit abgeschreckt. Nach Abschluß der Versuche wurden die Metallteilchen analysiert, um den Sauerstoffgehalt zu bestimmen; die Ergebnisse werden nachstehend angegeben:Separate amounts of the two alloys listed above were placed in an induction crucible heated to melt and poured into a funnel; then you let them through a refractory nozzle in the bottom of the funnel into an atomization container. The to use The upcoming device was similar to the device shown in the drawing and described herein. The atomization and collection container had been purged with gaseous nitrogen. The Molten metal coming out of the funnel nozzle was injected into a gaseous nitrogen stream brought into contact at a rate sufficient to atomize the metal and so melt it To produce metal particles. The lower part of the atomization and collection container was in the case of the conventional process with water and in the case of the invention with liquid nitrogen filled. In both cases the molten metal particles were quenched in the respective liquid. After completion of the experiments, the metal particles were analyzed for the oxygen content to determine; the results are given below:
AbschreckmediumQuenching medium
SauerstoffgehaltOxygen content
(Teile/Million)(Parts / million)
REX 71 ASTROLOYREX 71 ASTROLOY
Wasser 500 400Water 500 400
Flüssiger Stickstoff 90 170Liquid nitrogen 90 170
Hieraus kann geschlossen werden, daß die in flüssigem Stickstoff abgeschreckten Teilchen einen viel niedrigeren Sauerstoffgehalt als die in Wasser abgeschreckten Teilchen haben.From this it can be concluded that the particles quenched in liquid nitrogen form one have much lower oxygen content than the particles quenched in water.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
von auf Tiefsttemperatur abgekühlten flüssigen Inert- 25 Bei der Durchführung der Erfindung wird eine gasen als Kühlflüssigkeit im Auffangbehälter einer Menge an geschmolzenem Metall oder einer Legie-Verdüsungsanlage zur Herstellung von Metallpulver. rung zu einem Strom geformt, der mit einem Flüssig-In der Pulvermetallurgie ist es bekannt, Metall- keitsstrahl in Berührung gebracht wird, um ihn zu pulver herzustellen, die anschließend verdichtet wer- atomisieren und dadurch einzelne Teilchen zu bilden, den. Dabei wird ein Strom aus geschmolzenem Metall 3° Die Teilchen werden in einen Auffangbehälter geleimit einem Strahl aus inertem Gas, beispielsweise tet, in dem sich ein Vorrat an auf Tiefsttemperatur Stickstoff, bestrichen, so daß der Strom aus geschmol- abgekühlten flüssigen Inertgasen befindet, die vorzenem Metall unter Bildung von Teilchen atomisiert zugsweise aus Stickstoff bestehen; Argon und Helium wird. Diese Teilchen werden zur anschließenden können auch verwendet werden. Die Teilchen werden Behandlung und Verwendung auf Raumtemperatur 35 zur Kühlung in der Flüssigkeit abgelagert; gleichabgeschreckt. Infolge der vergrößerten spezifischen zeitig werden sie durch die flüssigen Inertgase gegen-Oberflächen des geschmolzenen Metalls ist das Metall über einer Oxydation geschützt. Der Flüssigkeitsoder die Legierung nach der Atomisierung und vor strahl ist vorzugsweise auch ein inertes Gas, und die dem Abkühlen auf Raumtemperatur stark anfällig Kammer hat vorzugsweise eine nichtoxydierende für eine extreme Oberflächenoxydation. Diese Oxy- 4° Atmosphäre, die entweder durch Evakuieren auf subdationsanfälligkeit wird ferner dann verstärkt, wenn atmosphärischen Druck oder durch Spülen mit einem die Legierung Metallbestandteile hat, die zu den inerten Gas erhalten wird, das vorzugsweise aus den stark oxydierbaren Typen gehören, wie beispielsweise auf Tiefsttemperatur abgekühlten flüssigen Inertgasen Titan und Zirkon. Die nach der Atomisierung erhal- des Vorrats gewonnen wird. Nach vollständiger Atotenen geschmolzenen Metallteilchen müssen schnell 45 misierung werden die auf Tiefsttemperatur abgekühlauf Raumtemperatur gekühlt werden, damit sie nicht ten flüssigen Inertgase aus dem Behälter abgezogen, sintern oder agglomerieren, wodurch sie ungeeignet der Behälter wird zur Atmosphäre hin geöffnet, und für eine anschließende Verwendung bei der Verdich- der Rest der Flüssigkeit wird durch Verflüchtigung tung zu Gegenständen nach den herkömmlichen von dem Pulver entfernt. Die einzige Figur der Zeich-Verfahren der Pulvermetallurgie werden. 50 nung erläutert eine Ausführungsform der Vorrich-The present invention relates to apparatus suitable for use with the invention.
In the implementation of the invention, a gas is used as a cooling liquid in the collecting container of a quantity of molten metal or an alloy atomization system for the production of metal powder. In powder metallurgy, it is known to bring a stream of metal into contact with one another in order to produce it into powder, which is then compacted and thus atomized to form individual particles. A stream of molten metal 3 ° The particles are glued into a collecting container with a jet of inert gas, for example tet, in which there is a supply of cryogenic nitrogen, coated so that the stream of molten, cooled liquid inert gases is located vorzenem metal with the formation of particles atomized, preferably consist of nitrogen; Argon and helium will. These particles can also be used for subsequent use. The particles are deposited in the liquid treatment and use at room temperature for cooling; scared off. As a result of the increased specific time they are protected by the liquid inert gases against surfaces of the molten metal, the metal is protected from oxidation. The liquid or alloy after atomization and before jet is preferably also an inert gas, and the chamber, which is highly susceptible to cooling to room temperature, preferably has a non-oxidizing chamber for extreme surface oxidation. This oxy-4 ° atmosphere, either by evacuating to susceptibility to subdation, is further intensified when atmospheric pressure or by purging with an alloy has metal components that are obtained from the inert gas, which preferably belong to the strongly oxidizable types, such as, for example Liquid inert gases titanium and zirconium cooled to the lowest possible temperature. The reserve obtained after atomization is obtained. Once the molten metal particles are completely attenuated, they must be cooled to room temperature as low as possible so that they do not sinter or agglomerate, making them unsuitable for opening the container to the atmosphere and for subsequent use the compaction- the rest of the liquid is removed from the powder by volatilization into objects according to the conventional methods. The only figure of the drawing process will be powder metallurgy. 50 tion explains an embodiment of the device
der Teilchen eintrat. Um eine schnellere Abkühlung Neben dem Boden des Auffangbehälters 12 befin-For cooling, inert or reduction, which is generally designated by 10, and the decorative gases or vapors under pressure or is also suitable for the invention. The device 10 uses the same circulating pressurized gas, e.g. B. helium, as consists of a closed collecting container 12, used for atomization. In this case, however, the amount of liquid inert gas cooled down to the lowest temperature, such as an undesired sintering or agglomeration of liquid nitrogen, is often too low.
the particle entered. In order to cool down more quickly, next to the bottom of the collecting container 12
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3730147A1 (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-23 | Leybold Ag | METHOD FOR PRODUCING POWDER FROM MOLTEN SUBSTANCES |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3730147A1 (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-23 | Leybold Ag | METHOD FOR PRODUCING POWDER FROM MOLTEN SUBSTANCES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4016502C2 (en) | Process for the production of titanium powder or titanium composite powder | |
DE69014075T2 (en) | Process for the production of titanium powder. | |
DE3877343T2 (en) | DEVICE FOR PRODUCING METAL POWDER. | |
DE3730147A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING POWDER FROM MOLTEN SUBSTANCES | |
EP1008407B1 (en) | Process and apparatus for preparing metal powder in a container by atomising molten metal | |
DE2063779B (en) | Use of liquid inert gases in an atomization system for the production of metal powder | |
DE2063779C (en) | Use of liquid inert gases in an evaporation plant for the production of metal powder | |
DE2043275A1 (en) | The method and apparatus for producing highly pure metal powder | |
DE1483688B2 (en) | Process for the powder metallurgical production of porous aluminum alloy articles | |
DE69810256T2 (en) | Metallurgy furnace for processing a liquid metal under negative pressure | |
DE60128119T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING POWDER OF NUCLEAR METAL OR METAL ALLOY | |
DE69711038T2 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING SPRAYED METAL POWDER, METAL POWDER AND USE OF THE METAL POWDER | |
DE4033182C2 (en) | ||
DE2124199C (en) | Process and apparatus for the manufacture of metal powder | |
DE2818720C2 (en) | Method and device for the production of metal powder | |
DE2109000A1 (en) | Method and apparatus for producing low-oxygen metal powders | |
DE2450196A1 (en) | PROCESS FOR VACUUM REFRESHING STEEL | |
EP0047431A1 (en) | Method and apparatus for producing highly pure metal powder | |
DE2732966C2 (en) | ||
EP0331993B1 (en) | Apparatus for pressure-atomising metals or alloys | |
DE2816803A1 (en) | PROCESS FOR COOLING AND ALLOYING MOLTEN STEEL DURING CONTINUOUS CASTING | |
DE2507242A1 (en) | Refining molten metals, esp. iron and steel - by adding sponge iron pellets coated with suitable reactants | |
DE328044C (en) | Method and device for the production of lead oxide by oxidizing molten lead in atmospheric air using the spraying process | |
DE3334989A1 (en) | Process for the production of low-oxygen metal powder | |
DE2049845C3 (en) | Process for the production of stainless steel |