DE2124199C - Verfahren und Vorrichtung Herstellen von Metallpulver - Google Patents

Description

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

Düse zugeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, i₅
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zerstäubten ivietallpulvers während der Zerstäubung Dia Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorvon seiner 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 1, dadurch ge- 20 stäubungsmittel, wie Druckluft, 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 1 bis 4, da- Wasserdampf, Stickstoff oder Argon, zu Pulver zu durch gekennzeichnet, daß das Zuführen des 25 zerstäuben. Dafür wird im allgemeinen eine Längs-Pulvers durch den Ströniungssog oder -druck des oder Ringschlitzdüse verwendet, deren Druckkammer der Druck! immer zugeleiteten Zerstäubungs- unter hohem Druck das Zerstäubungsmittel zugeführt mittels erfolgt. wird, welches aus den Düsenschliizen mit hoher θεό. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- schwindigkeit austritt und die Schmelze, die als Gießrens nach den Ansprüchen 1 nd 2 mit einem die 30 strahl in die Eintrittsöffnung der Düse geleitet wird, Schmelze aufnehmenden, einen Bodenauslauf auf- in feine Tröpfchen zerstäubt. Diese werden unmittelweisenden Gießgefäß und einer senkrecht hier- bar anschließend durch Abschrecken in einem u lter angeordneten Zerstäubungsdüse, die eine Wasserbad abgekühlt und erstarren zu Pulver. Die zentrale Durchtrittsöffnung für den zu zerstäuben- Pulverteilchen haben d rmgeiL.äß 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 Oxydhaut auf.
Zerstäubungsdüse (7) ein für das Zuführen des I_n letzter Zeit sind die Bemühungen verstärkt wor-Pulvers dienendes Vorratsgefäß (S) angeordnet den, Metallpulver mit möglichst geringen Sauerstoffist, welches einen konzentrischen Durchtritt für gehalten zu erzeugen, und zwar dadurch, daß die den Gießstrahl aufweist und doppelwandig unter 40 Zerstäubung mit 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 Herstellung von Formkennzeichnet, daß das Vorratsgefäß (5) trichter- 45 teilen durch Pressen weniger geeignet als Pulver, förmig ausgebildet und mit einer die Zuführung welche eine spratzige Kornform haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Metallpulver zu erzeugen, deren Teilchenoberflächen gegenüber 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 Jeren Verpreß-

barkeit wesentlich zu verbessern. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß erfindungsgemäß dem Zersläubungsmittel feines Pulver zugeführt wird, welches

bei zwischen der Düse und den Wänden der Zer- 55 aus dem gleichen Werkstoff wie die SchmeJze und/ itäubungskammer ein Abstand gebildet ist, der oder einem anderen Werkstoff besteht. Infolge dieser ;inen Kreislauf des Zerstäubungsgases zwischen Maßnahme haften die zugeführten feinen Pulver-Jem Raum unterhalb der Düse und ihrer Sog- teilchen durch Verschweißen oder Sintern fest zone ermöglicht. auf der Oberfläche der zerstäubten, noch nicht

V. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- 60 vöüig erstarrten größeren Metalltröpfchen, ihr da- <ennzeichnet, daß die Zerstäubungskammer (9) durch eine Form gebend, die für das Verpressen ■■■-■■■ ^_cs p_ui_vers j_m besonderen Maße geeignet ist. In

manchen Fällen ist eine weitere Verbesserung der Preßbarkeit dadurch erzielbar, daß die in den Gas-65 strahl eingeleiteten Pulverteilchen aus einem weicheren Werkstoff als die zu zerstäubende Schmelze bestehen, z. B. aus Kupfer oder Nickel.

In besonderen Fällen können nach dem gleichen

des Puivers regelnden Dosiereinrichtung versehen ist.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah-

erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsdüse (7) innerhalb einer abgeschlossenen Zerstäubungskammer (9) angeordnet ist, wo-

jberhalb der Düse (7) und in der Nähe des Kammerbodens einen oder mehrere mit Ventilen /ersehene Gasaustrittsstutzen (12 bzw. 13) aufveist.

K). Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 ind 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich ler Zerstäubungszone und der Sogzone der Düse

Verfahren auch kleine Teilchen aus Hartstoffen, z. B. des als Transportmittel für das feine Pulver dienen-

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

Metallpulver angelagert werden. Derart behandelte reich der Zerstäubungszone und der Sogzone der

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 erfindungsgemäße

chen mit einem Pulver aus einem Metall ist es zu- Verfahrensdurchführung besteht darin, daß die

weilen zweckmäßig, das Zerstäubungsgas und/oder Druckkammer der Zerstäubungsdüse au ein das zu-

das zugeführte Metallpulver vorzuheizen. zuführende Pulver enthaltendes Vorratsgefäß an-

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungs- io 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 der

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

entsteht durch das aus dem Längs- oder Ringschlitz 15 Stellungen veranschaulichten Vorrichtungen näher

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

von oben her aus einem zwischen dem Gießbehälter der 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 Anor-lnung zum Zuführen des Zerstäubungsgases und verbindet sich mit der Ober- Pulvers in die Düsendruckkammer,
fläche der zerstäubten Metalltröpfchen. Gemäß dem Die in A b b. 1 dargestellte Zerstäubungseinrichweiteren Merkmal der Erfindung ist es auch mög- tung besteht aus dem die Schmelze 2 enthaltenden lieh, einen Teil des zerstäubten Metallpulvers 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 vor 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 zugeleiteter. Gases. raum des Vorratsgefäßes hindurch und tritt dann in

Für die Durchführung des Verfahrens wird mit die Eintrittsöffnung der Zerstäubungsdüse ein. Das der Erfindung 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 Vorratsgefäß angeordnet 40 hier durch die Längsschlitze V-förmig aus und zerist, welches einen konzentrischen Durchtritt für den reißt unmittelbar unter der Auitrittsstelle den Gieß-Gießstrahl aufweist und doppelwandig unter Bildung strahl in feine Tröpfchen. Das zuzuführende Metalleine-j 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 die Zuführung des Metallpulvers regelnden Dosier- und verbinden sich mit deren Oberfläche,
einrichtung versehen. A b b. 2 veranschaulicht das Zerstäuben unter

Für das Zerstäuben unter Luftabschluß wird er- Luftabschluß. Hierfür dient als Zerstäubungskammer findungsgemäß vorgeschlagen, daß die Zerstäuburgs- 50 der allseitig geschlossene Behälter 9, auf dessen düse innerhalb einer abgeschlossenen Zerstäubungs- Oberseite das Gießgefäß 1 luftdicht aufgesetzt ist. Im kammer angeordnet ist, wobei zwischen der Düse Inneren des Behälters befindet sich die Rmgschlttz- und den Wänden der Zerstäubungskammer ein Ab- düse 7, welche so angeordnet ist, daß sie von den stand gebildet ist, der einen Kreislauf des Zerstäu- Seitenwänden und von dem Behälterdeckel einen Abbungsgases zwischen dem Raum unterhalb der Düse 55 stand aufweist. An der Unterseite der Düse ist ein und ihrer Sogzone ermöglicht. Dafür ist es zweck- trichterförmiges Ablenkblech 10 befestigt, und obermäßig, daß die Zerstäubungskammer oberhalb der halb der Ringdüse sind kurvenförmig ausgebildete Düse und in der Nähe des Kammerbodens einen oder Leitbleche 11 an der Behäher-Innenwand angeordmehrere 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 Behälterbodens sind dem Zerstäi'.bungsgas bzw. der Düse zugeführten die Gasaustrittsstutzen 12 bzw. 13 vorgesehen.
Metallpulvers geregelt werden. Sollen der Düse ge- Die Schmelze tritt wiederum als Gießstrahl 3 durch ringere Mengen zugeführt werden, wird ein Teil des die öffnung der Düse und wird durch das aus dem Zerstäubungsgases durch die in der Nähe des Ringschlitz der Düse austretende Zerstäubungseas Kammerbodens angeordneten Stutzen abgelassen. 65 zerstäubt. Ein Teil des zerstäubten und erkalteten Soll die Menge größer sein, läßt man das über- Pulvers, und zwar der Feinanteil, wird durch den schüssige Gas durch die oberhalb der Düse befind- Sog der Düse und mit Unterstützung der Ablenklichen Stutzen ab. Zur Unterstützung des Kreislaufes bleche wieder nach oben und in die Sogzcne der

Düse geführt, so daß es in die miltlere 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 Gaszuführungsleitung 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 15 befindliche Metallpulver wird aufgewirbelt und in die Leitungen 14 vor der Kammer 6 transportiert.

Eine ähnliche Einrichtung ist in A b b. 4 dargestellt, jedoch ist das ringförmige Vorratsgefäß IS unmittelbar mit der Druckkammer 6 der Ringschlitzdüse 7 verbunden. Auch in diesem Fall besteht eine die Gaszuführungsleitung 14 mit dein Vorratsbehälter 15 verbundene Druckleitung 16. Das Vorratsgefäß 15 weist eine Dosiereinrichtung auf, die ähnlich, wie in A b b. 1 dargestellt, arbeitet. Auch in diesem Fall ist die Außenwand 19 senkrecht heb- und

ίο senkbar ausgebildet. Beim Senken wird der Spalt be 20 vergrößert, so daß eine größere Menge Pulver ir die Druckkammer gelangen kann. Durch das Heber der Wand 19 wird zwecks Verringerung der durchtretenden 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 (1)

den Gasstrom umlenkende Leitbleche (10 bzw 11) angeordnet sind. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (6) dei Zerstäubungsdüse (7) an ein das zuzuführende Pulver enthaltendes Vorratsgefäß (15) angeschlossen ist, welches über eine Leitung (16) mit der an die Druckkammer angeschlossenen Gaszuführungs'eitung (14) verbunden ist. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Metallpulver durch Zerstäuben einer Schmelze mit einem gas- 5 förmigen Zerstäubungsmittel, wie Druckluft, Stickstoff od. dg!., unter Verwendung einer Düse, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zerstäubungsmittel feines Pulver zugeführt wird, welches aus dem gleichen Werkstoff wie die Schmelze io und/oder einem anderen Werkstoff besteht.