DE2124199B1 - Verfahren und Vorrichtung Herstellen von Metallpulver - Google Patents

Description

Verfuhren auch kleine Teilchen aus Hartstoffen, z. B. des als Transportmittel für dos leine Pulver dienen-

Oxyde, Karbide oder Nitride, an das zerstäubte den Gases wird fernerhin vorgeschlagen, daß im Be-

Metallpulver angelagert werden. Derart behandelte reich der Zerstäubungszonc und der Sogzone dei

Metallpulver eignen sich bevorzugt für die Her- Düse den Gasstrom umlenkende Leitbleche angeord-

stellung verschleißfester Werkzeuge. 5 net sind.

Für das Beschichten der zerstäubten Metalltröpf- Eine weitere Vorrichtung für die erfindungsgemäßt

chen mit einem Pulver aus einem Metall ist es zu- Verfahrensdurcbl'ührung besteht darin, daß die

weilen ?\veckmäßig, das Zerstäubungsgas und/oder Druckkammer der Zerstäubungsdüse an ein das zu-

das zugeführte Metallpulver vorzuheizen. zuführende Pulver enthaltendes Vorratsgefäß an-

Tn einer bevorzugten Ausführung des erfindungs- 10 geschlossen ist, welches über eine Leitung mit der an gemäßen Verfahrens wird das feine Pulver der Sog- die Druckkammer angeschlossenen Gaszuführungszone der Zerstäubungsdüse zugeführt. Diese Sogzone leitung verbunden ist.

befindet sich im Bereich der Stelle, an der der Gieß- In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand dei

strahl die Eintrittsöffnung der Düse passiert, und sie als Ausführungsbeispiele schematisch in Schnittdar-

enisteht durch das aus dem Längs- oder Ringschlitz 15 Stellungen veranschaulichten Vorrichtungen nähei

der Düse mit hoher Geschwindigkeit austretende erläutert, und zwar zeigen

Zerstäubungsgas. Das feine Pulver kann der Sogzone A b b, 1 und 2 je eine Zerstäubungseinrichtung, bei

\on oben her aus einem zwischen dem Gießbehälter drr das Pulver der Sogzone der Zerstäubungsdüse zu-

und der Düse befindlichen Pulverbehälter zugegeben geführt wird,

werden. Es gelangt auf diese Weise in den Strahl des 20 Abb. 3 und 4 eine Anord :ung zum Zuführen des Zersuiubungsgases und verbindet sich mit der Ober- Pulvers in die Düsendruckkammer.
fläche der zerstäubten Metalltröpfchen. Gemäß dem Die in Abb. 1 dargestellte Zerstäubungseinrichweiteren Merkmal der Erfindung ist es auch mög- tung besteht aus dem die Schmelze 2 enthaltenden lieh, einen Teil des zerstäubten Metallpulver noch Gießgefäß 1 und der senkrecht darunter angeordnewährend des Zerstäubungsvorganges, und zwar den 25 ten Längsschlitzdüse 7. Zwischen dem Gießgefäß und im Zerstäubungsmedium schwebenden Feinanteil, der Düse ist das zum Zuführen des Metallpulvers der Sogzone der Düse wieder zuzuführen. Diese Mög- dienende Vorratsgefäß 5 angeordnet. Dieses ist als lichkeit besteht \or allem bei der Zerstäubung des ein doppelwandiger Trichter ausgebildet, wobei die Gießstrahles in einer gegen Luftzutritt abgeschlosse- Außenwand 4 gleichzeitig eine Dosiereinrichtung nen Einrichtung. 30 darstellt. Durch senkrechtes Heben oder Senken der

In einer weiteren Gestaltung des Verfahrens gemäß Wand wird der enge Spalt in Richtung auf die Innender Erfindung wird das dem Zerstäubungsgas zuzu- wand verkleinert bzw. vergrößert, wodurch die aus führende Pulver während des Zerstäubens in die dem Zwischenraum austretende Menge des Metall-Druckkammer der Düse eingebracht, zweckmäßig pulvers verkleinert bzw. vergrößert werden kann. Der unter der Einwirkung des Soges oder Druckes des 35 Gießstrahl fällt senkrecht durch den inneren Hohlder Druckkammer zugeleiteten Gases. raum des Vorratsgefäßes hindurch und tritt dann in

Für die Durchführung des Verfahrens wird mit die Eintrittsöffnung der Zerstäubungsdüse ein. Das a;r Lrfindung vorgesehen, daß zwischen dem Gieß- durch die Leitung 14 in der Druckkammer 6 der Zergefäß und der Zerstäubungsdüse ein für das Zufüh- stäubungsdüse 7 geleitete Zerstäubungsgas tritt von ren des Pulvers dienendes Vorratjgefäß angeordnet 40 hier durch die Längsschiitze V-förmig aus und zerist. weiches einen konzentrischen Durchtritt für den reißt unmittelbar unter der Austrittsstelle den Gieß-Gießstrahl aufweist und doppelwandig unter Bildung strahl in feine Tröpfchen. Dns zuzuführende Metallcines das Metallpulver aufnehmenden Zwischen- pulver gelangt, wie dargestellt, in die Sogzone der raumes ausgebildet ist, der in Richtung auf die Ein- Düse und trifft bei 8 auf den Strahl des Zerstäubungstrittsöffnung der Düse offen ist. Zweckmäßig ist das 45 gases. Die feinen Pulverteilchen werden dadurch mit Vorratsgefäß trichterförmig ausgebildet und mit einer den zerstäubten Metalltröpfchen zusammengebracht «lie Zuführung des Metallpulvers regelnden Dosier- und verbinden sich mit deren Oberfläche,
einrichtung verschen. A b b. 2 veranschaulicht das Zerstäuben unter

Für das Zerstäuben unter Luftabschluß wird er- Luftabschluß. Hierfür dient als Zerstäubungskammer

lindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Zerstäubungs- 50 der allseitig geschlossene Behälter 9, auf dessen

<lüse innerhalb einer abgeschlossenen Zerstäubungs- Oberseite das Gießgefäß 1 luftdicht aufgesetzt ist. Im

kammer angeordnet ist, wobei zwischen der Düse Inneren des Behälters befindet sich di? Ringschlitz-

iind den Wänden der Zerstäubungskammer ein Ab- düse 7, welche so angeordnet ist, daß sie von den

Hand gebildet ist, der einen Kreislauf des Zerstäu- Seitenwänden und von dem Behälterdeckel einen Ab-

Imngsgases zwischen dein Raum unterhalb der Düse 55 stand aufweist. An der Unterseite der Düse ist ein

lind ihrer Sogzone ermöglicht. Dafür ist es zweck- trichterfc.miges Ablenkblech 10 befestigt, und ober-

itiäßig, daß die Zerstäubungskammer oberhalb der halb der Ringdüse sind kurvenförmig ausgebildete

Düse ui.d in der Nähe des Kammerbodens einen oder Leitbleche 11 an der Behälter-Innenwand angeord-

rnehrcre mit Ventilen versehene Gasaustrittsstutzen net. In dem Behälterdeckel, und zwar oberhalb der

aufweist. Mit diesen Stutzen kann die Menge des 60 Ringdüse, sowie in der Nähe des Bchälterbodens sind

dem Zerstäubungsgas bzw. der Düse zugeführten die Gasaustrittsstutzen 12 bzw. 13 vorgesehen.

Metallpulver': geregelt werden. Sollen der Düse ge- Die Schmelze tritt wiederum als Gießstrahl 3 durch

ringere Mengen zugeführt weiden, wird ein Teil des die Öffnung der Düse und wird durch das aus dem

2'crstäubiingsgasc.s durch die in der Nähe des Ringschlitz der Düse austretende Zerstäubungsgas

Kammerbodens angeordneten Stutzen abgelassen. 65 zerstäubt. Ein Teil des zerstäubten und erkalteten

Soll die Menge größer sein, läßt man das über- Pulvers. und zw?r der Feinanteil, wird durch den

schüssige Gas durch die oberhalb der Düse befind- Sog der Düse und mit Unterstützung der Ablenk-

lichen Stutzen ab. Zur Unterstützung des Kreislaufes bleche wieder nach oben und in die Sogzone der

Düse geführt, so daß es in die mittlere Düseneintrittsöffnung gelangt und sich an deren Gasaustrittsseite mit dem Zerstäubungsgas vereinigt. Durch das wechselseitige öffnen der Gasaustrittsöffnungen 12 bzw. 13 kann, wie oben beschrieben, die Menge des zuzuführenden Metallpulvers geregelt werden.

Bei der in A b b. 3 gezeigten Zerstäubungseinrichtung wird das feine Pulver in die Druckkammer 6 der Ringschlitzdüse 7 eingebracht. Hierzu dienen die beiden Vorratsbehälter 15. Diese sind mit den Leitungen 17 an die Gaszufuhrungsleitung 14 angeschlossen. Außerdem ist eine Abzweigleitung 16 vorgesehen, die den Behälterboden mit der Zuführungsleitung 14 verbindet. Durch die Ventile 18 wird ein Teil des Zerstäubungsgases aus den Leitungen 14 in die Leitungen 16 abgezweigt. Das in den Behältern IS befindliche Metallpulver wird aufgewirbelt und in die Leitungen 14 vor der Kammer 6 transportiert.

Eine ähnliche Einrichtung ist in A b b. 4 dar gestellt, jedoch ist das ringförmige Vorratsgefäß Ii unmittelbar mit der Druckkammer 6 der Ringschlitz düse 7 verbunden. Auch in diesem Fall besteht eini die Gaszufühtungsleitung 14 mit dem Vorratsbehäl ter 15 verbundene Druckleitung 16. Das Vorrats gefäß 15 weist eine Dosiereinrichtung auf, die ahn lieh, wie in A b b. 1 dargestellt, arbeitet. Auch in die sem Fall ist die Außenwand 19 senkrecht heb- um

ίο senkbar ausgebildet. Beim Senken wird der Spalt be 20 vergrößert, so daß eine größere Menge Pulver It die Druckkammer gelangen kann. Durch das Heber der Wand 19 wird zwecks Verringerung der durch tretenden Pulvermenge der Spalt verengt. Er kanr auch ganz geschlossen werden.

Selbstverständlich können mehrere Verfahrer kombiniert werden. So ist z. B. beim Verfahren nacl A b b. 2 auch die Zufuhr von feinem Pulver nacl einem der übrigen Verfahren möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

den Gasstrom umlenkende Leitbleche (10 bzw. Patentansprüche: U) angeordnet sind. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Ver-

1. Verfahren zum Herstellen von Metallpulver fahrens nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch durch Zerstäuben einer Schmelze mit einem gas- 5 gekennzeichnet, daß die Druckkammer (6) der förmigen Zerstäubungsmittel, wie Druckluft, Zerstäubungsdüse (7) an ein das zrzuführende Stickstoff od. dgl., unter Verwendung einer Düse, Pulver enthaltendes Vorralsgefäß (15) andadurch gekennzeichnet, daß dem Zer- geschlossen ist, welches über eine Leitung (16) stäubungsminel feines Pulver zugeführt wird, wel- mit der an die Druckkammer angeschlossenen ches aus dem gleichen Werkstoff wie die Schmelze io Gaszuführungsleitung (14) verbunden ist.
und/oder einem anderen Werkstoff besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver der Sogzone der

Düse zugeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, 15
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zerstäubten >¹etallpulvers während der Zerstäubung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorvon seinei Hauptmenge abgezweigt und der Sog- richtung zum Herstellen von Metallpulver durch Zerzone wieder zugeführt wird. stäuben einer Schmelze mit einem gasförmigen Zer-

4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- 20 stäubungsmittel, wie Diuckluft, Stickstoff od. dgl., kennzeichnet, daß das Pulver während des Zer- unter Verwendung einer Düse.

stäubens in die Druckkammer der Düse ein- Es ist bekannt, Metallschmelzen mit gasförmigen

gebracht wird. Zerstäubungsmitteln, z. B. Preßluft, hochgespanntem

5. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 4, da- Wasserdampf, Suckstoff oder Argon, zu Pulver zu durch gekennzeichnet, daß das Zuführen des 25 zerstäuben. Dafür wird im allgemeinen eine Längs-Pulvers durch den Strömungssog oder -druck des oder Ringschlitzdüse verwendet, deren Druckkammer der Druckkammer zugeleiteten Zerstäubungs- unter hohem Druck das Zerstäubungsmittel zugeführt mittels erfo._et. wird, welches aus den Düsenschlitzen mit hoher Ge-

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- schwindigkeit austritt und die Schmelze, die als Gießrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem die 30 strahl in die Eintrittsöffnung der Düse geleitet wird, Schmelze aufnehmenden, einr 1. Bodenauslauf auf- in feine Tröpfchen zerstäubt. Diese werden unmittelweisenden Gießgefäß und einer senkrecht hier- bar anschließend durch Abschrecken in einem unter angeordneten Zerstäubungsdüse, die eine Wasserbad abgekühlt und erstarren zu Pulver. Pie zentrale Durchtrittsöffnung für den zu zerstäuben- Pulverteilchen haben demgemäß eine der Schmelze den Gießstrahl aufweist, dadurch gekennzeich- 35 entsprechende Zusammensetzung und weisen häufig net, daß zwischen dem Gießgefäß (1) und der eine mehr oder weniger dicke Oxvdhaut auf.
Zerstäubungsdüse (7) ein für das Zuführen des In letzter Zeit sind die Bemühungen verstärkt wor-Pulvers dienendes Vorratsgefäß (S) angeordnet den, Metallpulver mit möglichst geringen Sauerstoffist, welches einen konzentrischen Durchtritt lür gehalten zu erzeugen, und zwar dadurch, daß die den Gießstrahl aufweist und doppelwandig unter 40 Zerstäubung mi.' Inertgasen in einem geschlossenen Bildung eines das Pulver aufnehmenden Zwi- Behälter unter Luftabschluß vorgenommen wird. Die schenraumes ausgebildet ist, der in Richtung auf nach einem solchen Verfahren erzeugten Pulverdie Durchtrittsöffnung der Düse offen ist. teilchen sind in der Regel stark abgerundet, oft fast

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- kugelförmig, und daher für die Hersteilung von Formkennzeichnet, daß das Vorratsgefäß (5) trichter- 45 teilen durch Pressen v.eniger geeignet als Pulver, förmig ausgebildet und mit einer die Zuführung welche eine spratzige Kornform haben.

des Pulvers regelnden Dosiereinrichtung ver- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, M :tali-

sehen ist. pulver zu erzeugen, deren Teilchenoberflächen gegen-

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- über denjenigen der durch die übliche Zerstäubung rens nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei das 50 mit gasförmigen Zerstäubungsmitteln hergestellten Zerstäuben des Metallpulvers unter Luftabschluß Pulver erheblich vergrößert sind, um deren Verpreßt-'rfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zer- barkeit wesentlich zu verbessern. Gelöst wird diese stäubungsdüse (7) innerhalb einer abgeschlosse- Aufgabe dadurch, daß erfindungsgemäß dem Zer· nen Zerstäubungskammer (9) angeordnet ist, wo- stäubungsmittel feines PuWcr zugeführt wird, welches bei zwischen der Düse und den Wänden der Zer- 55 aus dem gleichen Werkstoff wie die Schmelze und/ stäubungskammer ein Abstand gebildet ist, der oder einem anderen Werkstoff besteht. Infolge dieser einen Kreislauf des Zerstäubungsgases zwischen Maßnahme haften die zugeführten feinen Pulverdem Raum unterhalb der Düse und ihrer Sog- teilchen durch Verschweißen oder Sintern fest zone ermöglicht. auf der Oberfläche der zerstäubten, noch nicht

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- 60 völlig erstarrten größeren Metalltröpfchen, ihr dakennzeichnet, daß die Zerstäubungskammer (9) durch eine Form gebend, die für das Vorpressen oberhalb der Düse (7) und in der Nähe des des Pulvers im besonderen Maße geeignet ist. In Kammerbodens einen oder mehrere mit Ventilen manchen Fällen ist eine weitere Verbesserung der versehene Gasaustrittsstutzen (12 bzw. 13) auf- Preßbarkeit dadurch erzielbar, daß die in den Gasweist. 65 strahl eingeleiteten Pulvertcilchen aus einem weiche-

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 ren Werkstoff als die zu zerstäubende Schmelze be- und 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich stehen, z. B. aus Kupfer oder Nickel.

der Zerstäubungszone und der Sogzone der Düse In besonderen Fällen können nach dem gleichen