DE2126856B2 - METAL POWDER MANUFACTURING METAL PROCESS AND DEVICE - Google Patents

METAL POWDER MANUFACTURING METAL PROCESS AND DEVICE

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DE2126856B2 DE19712126856 DE2126856A DE2126856B2 DE 2126856 B2 DE2126856 B2 DE 2126856B2 DE 19712126856 DE19712126856 DE 19712126856 DE 2126856 A DE2126856 A DE 2126856A DE 2126856 B2 DE2126856 B2 DE 2126856B2
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    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
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Description

Metallschmelze in Form eines Rieselfilmes an der und 4 erstreckt sich durch das Schmelzengefäß bis inMetal melt in the form of a trickle film on and 4 extends through the melt vessel to in

Oberfläche eines dornartigen Leitkörpers entlangzu- den oberen Teil des Auffangbehälters der dornartigSurface of a thorn-like guide body along to the upper part of the collecting container of the thorn-like

führen, der den inneren Durchmesser des Ringquer- ausgebildete hohle Leitkörper 4. Die Schmelze trittlead, the inner diameter of the ring transverse formed hollow guide body 4. The melt occurs

schnittes bildet. durch den Ringspalt des Bodenauslaufes aus demcut forms. through the annular gap of the floor outlet from the

Die Zerstäubung kann in der Weise erfolgen, daß 5 Gefäß 1 aus und wird an dem freien Ende des Leitdas Zerstäubungsmittel erfindungsgemäß dem Hohl- körpers 4 als ein Rieselfilm 3 entlanggeführt. Das raum des Gießstrahles zugeführt wird. Die Zerstäu- Zerstäubungsmittel wird bei den Vorrichtungen nach bung erfolgt also in diesem Fall in Richtung von in- den Abb. 1 und4 bei8 in das Innere des Leitkörnen nach außen. Sie kann aber auch so durchgeführt pers 4 zugeführt und trifft bei 6 an dessen Ende von werden, daß das Zerstäubungsmittel in an sich be- ίο innen gegen den Rieselfilm 3, wodurch dessen Zerkannter Weise, z. B. mit einer Ringdüse, von außen stäubung erfolgt. Zur Regelung der Menge des Zerauf den Gießstrahl gerichtet wird, wobei jedoch er- stäubungsmittels und zur Ausbildung eines düsenartifindungsgemäß dessen Ringquerschnitt durch Ein- gen Austrittsspaltes am Ende des Leitkörpers 4 dient führen eines Gases in den Gießstrahl-Hohlraum auf- der höhenverstellbare Stopfen 5. Durch die Richtung rechterhalten wird. Hierfür kann z.B. das gleiche 15 dieses Düsenspaltes kann die Flugrichtung der zer-Gas wie das Zerstäubungsmittel oder ein anderes stäubten Metalltröpfchen bestimmt werden. So ist es Gas, z. B. Luft, verwendet werden. Der Gasdruck z. B. bei der Zerstäubung der Schmelze mit Inertgas kann für diesen Zweck sehr gering gehalten werden. innerhalb des geschlossenen Behälters eine schräg Er soll nur so groß sein, daß der Hohlraum des nach oben gerichtete und bei der Zerstäubung mit Gießstrahles an der Zerstäubungsstelle nicht einge- 20 Wasser in einen offenen Behälter hinein eine fast schnürt wird. senkrechte Richtung nach unten zweckmäßig.The atomization can take place in such a way that 5 vessel 1 is guided along the hollow body 4 as a trickle film 3 at the free end of the guide. The space of the pouring stream is supplied. In the case of the devices according to exercise, the atomizing means is thus in this case in the direction from in FIGS. 1 and 4 at 8 into the interior of the guide grains to the outside. However, it can also be carried out in such a way supplied to pers 4 and occurs at 6 at its end of that the atomizing agent in itself be ίο inside against the trickle film 3, whereby its Zerkannter way, z. B. with an annular nozzle, dusting takes place from the outside. The pouring jet is directed to regulate the amount of the Zerauf, with atomizing means and the formation of a nozzle type according to its ring cross-section through an outlet gap at the end of the guide body 4 the direction is kept right. For this purpose, for example, the same nozzle gap can be used to determine the direction of flight of the zer gas as the atomizing agent or another atomized metal droplet. So it is gas, e.g. B. air, can be used. The gas pressure z. B. when atomizing the melt with inert gas can be kept very low for this purpose. Inside the closed container an inclined position. It should only be so large that the cavity of the water which is directed upwards and is not constricted at the atomization point when spraying with a pouring stream is almost constricted into an open container. vertical downward direction is expedient.

In manchen Fällen empfiehlt es sich, gemäß der Gemäß Abb. 2 ist der Leitkörper 4 umgekehrt anErfindung, daß die zerstäubten Metalltröpfchen geordnet, und zwar erstreckt er sich von unten durch durch einen weiteren Strahl des gleichen oder eines den geschlossenen Auffangbehälter 7 nach oben und anderen auf sie gerichteten Zerstäubungsmittels wei- 25 mündet mit einer kegelförmigen Spitze 9 in den Boter zerteilt und/oder in eine andere Richtung umge- denauslauf des Schmelzgefäßes 1. Das Zerstäubungslenkt werden. Diese Maßnahme ist besonders vorteil- mittel wird demgemäß von unten zugeführt und wiehaft, wenn z.B. die Tröpfchen eine zunächst nach derum von innen gegen den Rieselfilm 3 gerichtet,
oben gerichtete parabelförmige Flugbahn beschrei- A b b. 3 veranschaulicht die Zerstäubung des hohben sollen, um die Zeit bis zu ihrem Auftreffen auf 30 len Gießstrahles 3 von außen, und zwar mit HiEe der den Behälterboden zu vergrößern. Ringdüse 10. In diesem Fall wird bei 12 ein nur zur
In some cases it is advisable, according to Fig. 2, the guide body 4 is reversed to the invention, that the atomized metal droplets are ordered, namely it extends from below through another jet of the same or one of the closed collecting container 7 upwards and others Atomizing means directed at it opens out with a conical tip 9 in the boter and / or in a different direction around the outlet of the melting vessel 1. The atomization is steered. This measure is particularly advantageous; accordingly, it is supplied from below and as it is, if, for example, the droplets are initially directed towards the inside against the trickle film 3,
Describing upward parabolic trajectory A b b. 3 illustrates the atomization of the upper should in order to increase the time until it strikes 30 len pouring stream 3 from the outside, namely with HiEe of the container bottom. Ring nozzle 10. In this case, at 12 there is only one for

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber Aufrechterhaltung des Ringquerschnittes des Gieß-The inventive method offers compared to maintaining the ring cross-section of the casting

dem bisher bekannten folgende Vorteile: Strahles 3 an der Zerstäubungsstelle dienendes Gas inthe following advantages: the jet 3 at the atomization point serving gas in

1. Bei der Zerstäubung des hohlen Gießstrahles den Hohlraum des Leitkörpers 4 eingeleitet.1. When the hollow pouring stream is atomized, the cavity of the guide body 4 is introduced.

von innen her trifft dieser auf das mit Maximal- 35 Die zerstäubten Metalltröpfchen können, wie infrom the inside, this hits with a maximum of 35 The atomized metal droplets can, as in

geschwindigkeit strömende Zerstäubungsmittel. Abb. 4 dargestellt ist, durch einen zweiten Zerstäu-speed-flowing atomizers. Fig. 4 is shown by a second atomization

2. Es können große Pulvermengen pro Zeiteinheit bungsstrahl noch weiter zerteilt werden, dies gezerstäubt werden, weil schon mit einem dünn- schieht durch die zweite düsenähnliche Einrichtung wandigen Strahl ein großer Strahlquerschnitt 4', die in gleicher Weise ausgebildet und mit einem verwirklicht werden kann. 40 höhenverstellbaren Stopfen 5' ausgerüstet ist wie der2. Large amounts of powder per unit of time can be broken up even further by atomizing because with one thin layer it passes through the second nozzle-like device walled beam a large beam cross-section 4 ', which is formed in the same way and with a can be realized. 40 height-adjustable stopper 5 'is equipped as the

3. Das erzeugte Pulver ist gleichmäßiger in der Leitkörper 4. Bei der gezeigten Anordnung ergibt es Krongröße und auch feiner als bei der Zerstäu- sich ferner, daß die Metalltröpfchen durch den anbung eines Gießstrahles mit vollem Querschnitt. ders gerichteten Strahl eines Zerstäubungsmittels aus3. The powder produced is more uniform in the guide body 4. In the arrangement shown, it results Crown size and also finer than in the case of atomization. Furthermore, the metal droplets through the surface of a pouring stream with a full cross-section. the directed jet of an atomizing agent

4. Zur Zerstäubung werden weniger Zerstäubungs- ihrer ursprünglichen Richtung abgelenkt werden, mittel benötigt als bei der Zerstäubung mittels 45 Diese Anordnung empfiehlt sich insbesondere für die Ringdüse. Herstellung sehr feiner Pulver durch Zerstäubung4. For atomization, less atomization will be deflected from their original direction, medium required than in the case of atomization by means of 45. This arrangement is particularly recommended for the Ring nozzle. Manufacture of very fine powders by atomization

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der mit Inertgas in einem geschlossenen Behälter.
Erfindung schematisch dargestellt. Der Auffangbehälter 7 wird in diesem Fall zweck-
In the drawings are exemplary embodiments with inert gas in a closed container.
Invention shown schematically. In this case, the collecting container 7 is

Die A b b. 1 bis 4 zeigen im Längsschnitt je eine mäßig durch einen mit Wasser gefüllten Kühlmantel Vorrichtung zum Erzeugen von sauerstoffarmem 50 11 umgeben.The A b b. 1 to 4 show in longitudinal section one each moderately through a cooling jacket filled with water Device for generating oxygen-poor 50 11 surrounded.

Metallpulver innerhalb eines gegen Luftzutritt abge- Bei der in Abb.5 dargestellten Zerstäubungsein-Metal powder is separated from air in the case of the atomizing inlet shown in Fig.

schlossenen Behälters; richtung weist der Leitkörper 4 einen Vorsprung 13closed container; in the direction of the guide body 4 has a projection 13

Abb.5 veranschaulicht die Zerstäubung in einem auf, von dem sich der Rieselfilm ablöst. Dadurch offenen Behälter. trifft er als frei fallender Hohlstrahl 3 auf die Zerstäu-Fig.5 illustrates the atomization in one from which the falling film is peeling off. Through this open container. it hits the atomizer as a freely falling hollow jet 3

Den Abb. 1 bis 4 ist gemeinsam, daß das die 55 bungsstelle, bevor er wie zuvor beschrieben, von inSchmelze 2 enthaltende Gefäß 1 luftdicht in den obe- nen her zerstäubt wird. Das Pulver wird in dem darren Deckel des Zerstäubungsbehälters 7 eingesetzt unter befindlichen, das aus Wasser bestehende Abist. Gemäß den Darstellungen in den Abb. 1, 3 schreckbad enthaltenden Behälter aufgefangen.A common feature of Figs. 1 to 4 is that the practice point before it melts as described above 2 containing vessel 1 is atomized airtight into the above. The powder is in the kiln Lid of the atomization container 7 is inserted under, the Abist consisting of water. According to the representations in Figs. 1, 3 containing the detergent bath container.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (13)

1 2 Austrittsöffnungen versehenen Behälter einge- Patentansprüche: ' setzt sind. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 12,1 2 outlet openings provided container used claims: 'are set. 14. Device according to claims 6 to 12, 1. Verfahren zum Herstellen von Metallpulver dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsdurch Zerstäuben eines aus einem Schmelzenge- S einrichtung oberhalb eines nach oben offenen faß senkrecht nach unten austretenden Gieß- wannenartigen Behälters angeordnet sind.
Strahles mit einem gasförmigen oder flüssigen
1. A method for producing metal powder, characterized in that the atomization is arranged by atomizing a tundish-like container exiting vertically downward from a melting device above an upwardly open barrel.
Jet with a gaseous or liquid
Zerstäubungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in Gestalt eines Atomizing agent, characterized in that the melt in the form of a Gießstrahles mit ringförmigem Querschnitt zer- io
stäubt wird. ·■ ~- . ■ ■
Pouring stream with an annular cross-section zer- io
is dusted. · ■ ~ -. ■ ■
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine kennzeichnet, daß der Gießstrahl in Form eines Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver durch Rieselfilmes zerstäubt wird. Zerstäuben eines aus einem Schmelzgefäß senkrecht2. The method according to claim 1, characterized in that the invention relates to a method and a indicates that the pouring stream takes the form of a device for producing metal powder Trickle film is atomized. Atomizing one from a melting vessel vertically 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, 15 nach unten austretenden Gießstrahles mit einem gasdadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungs- förmigen oder flüssigen Zerstäubungsmittel.3. The method according to claims 1 and 2, 15 downwardly exiting pouring stream with a gas thereby characterized in that the atomizing or liquid atomizing agent. mittel dem Hohlraum des Gießstrahles zugeführt Es ist bekannt, Metallschmelzen mit unter hohemmedium fed to the cavity of the pouring stream It is known to melt metal with under high wird. .. , . Druck stehenden Zerstäubungsmitteln, z.B. Preßluft,will. ..,. Atomizing agents under pressure, e.g. compressed air, 4. Verfahren'nach den Ansprüchen 1 und2, Stickstoff, Argon oder Preßwasser, unter Verwendadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungs- 20 dung einer Ringdüse zu zerstäuben. Dabei wird die mittel von außen auf den Gießstrahl gerichtet Metallschmelze aus einem oberhalb der Ringdüse anwird, wobei der Ringquerschnitt des Gießstrables geordneten, einen Bodenauslauf aufweisenden Gießdurch Einführen eines Gases in dessen Hohraum gefäß als Gießstrahl der mittleren Eintrittsöffnung aufrechterhalten wird. der Ringdüse zugleitet und von dem aus dem Ring-4. Process according to claims 1 and 2, nitrogen, argon or press water, using thereby characterized in that the atomization 20 to atomize an annular nozzle. The medium directed from the outside onto the pouring stream, molten metal is applied from a nozzle above the ring nozzle, wherein the ring cross-section of the Gießstrable through orderly, a bottom outlet having pouring Introducing a gas into the cavity of the vessel as a pouring stream of the central inlet opening is maintained. the ring nozzle and from which the ring 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- 25 schütz der Düse mit hoher Geschwindigkeit austredurch gekennzeichnet, daß die zerstäubten Me- tenden, einen Kegelmantel bildenden Zerstäubungstalltröpfchen durch einen weiteren Strahl des mittel in feine Tröpfchen zerrissen. Diese erstarren, gleichen oder eines anderen auf sie gerichteten werden in einem unterhalb der Düse angeordneten Zerstäubungsmittels weiter zerteilt und/oder in Sammelbehälter aufgefangen und weiter abgekühlt, eine andere Richtung umgelenkt werden. 30 z. B. in einem Wasserbad.5. The method according to claims 1 to 4, that 25 protects the nozzle at high speed characterized in that the atomized metres, a cone shell forming atomizing barn droplets torn into fine droplets by another jet of the medium. These freeze the same or a different one directed at them are arranged in a below the nozzle Atomizing agent further divided and / or collected in collecting containers and further cooled, be diverted to another direction. 30 z. B. in a water bath. 6. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren Bekannt ist auch, statt einer Ringdüse eine Düse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn- mit geradem oder V-förmigem Schlitz zu verwenden, zeichnet, daß im Bereich der Ausflußöffnung der ein oder mehrere Gießstrahlen senkrecht zugeeines Gefäßes, eines " Trichters (1) od. dgl. ein führt werden.6. Apparatus for carrying out the method It is also known to use a nozzle instead of an annular nozzle according to claims 1 to 5, characterized to be used with a straight or V-shaped slot, shows that in the area of the outflow opening the one or more pouring jets are perpendicular to one another Vessel, a "funnel (1) or the like. A leads. einen Ringspalt belassender Dorn (4) vorgesehen 35 Die bekannten Zerstäubungsverfahren weisen fürA mandrel (4) leaving an annular gap is provided ist, der einen zylindrischen Teil unterhalb der manche praktischen Anwendungsfälle den Nachteilis that of a cylindrical part below which some practical applications have the disadvantage Ausflußöffnung aufweist. auf, daß in der Nähe der Achse des Zerstäubungske-Has outflow opening. on that in the vicinity of the axis of the atomization 7. Vorrichtung nach Ansprache, dadurch ge- gels meistens gröbere Pulverteilchen anfallen als an kennzeichnet, daß der Dorn (4) hohl und mit dessen Rande. Die Korngrößenverteilung ist daher Ein- und Austrittsöffnungen für das Zerstäu- 40 sehr unterschiedlich. Da die zerstäubten Tröpfchen bungsmittel versehen ist. nahezu senkrecht nach unten in den Sammelbehälter7. The device according to the address, as a result, mostly coarser powder particles are obtained than on indicates that the mandrel (4) is hollow and with its edge. The grain size distribution is therefore Inlet and outlet openings for the atomizer 40 are very different. As the atomized droplets is provided. almost vertically down into the collecting container 8. Vorrichtung nach Anspruch T, dadurch ge- geschleudert werden, sind im Falle der Herstellung kennzeichnet, daß die am unteren Ende des Dor- von sauerstofffreiem Metallpulver, bei der die Zernes (4) gelegenen Austrittsöffnungen durch einen stäubung und Abkühlung mit Inertgas in einem geverstellbaren Stopfen im Durchflußquerschnitt 45 schlossenen Behälter erfolgt, lange Wege und somit regelbar sind. Behälter großer Bauhöhe erforderlich, um ein Zu-8. The device according to claim T, are centrifuged, are characterized in the case of manufacture that the outlet openings located at the lower end of the mandrel of oxygen-free metal powder, in which the Zernes (4) are dusted and cooled with inert gas in one adjustable stopper in the flow cross section 45 closed container takes place, long distances and are thus adjustable. Large-height containers required in order to 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- sammensintern der Pulverteilchen auf dem Behälterkennzeichnet, daß zur Zuführung des Zerstäu- boden zu verhindern. Ferner muß der Durchmesser bungsmittels unterhalt) des Domes (9) ein Zufüh- des zu zerstäubenden Gießstrables absolut und im rungsrohr koaxial zurh Dorn vorgesehen ist. 5° Verhältnis zum Durchmesser der Durchtrittsöffnung9. The device according to claim 6, characterized in that the powder particles are sintered together on the container, that to prevent feeding of the atomizing bottom. In addition, the diameter of the dome (9) must maintain the diameter of the dome (9) in absolute and absolute terms extension tube is provided coaxially to the mandrel. 5 ° ratio to the diameter of the passage opening 10. Vorrichtung-nach Anspruch 9, dadurch ge- der Ringdüse klein sein, weil unbedingt verhindert kennzeichnet, daß Dorn und Zuführungsrohr werden muß, daß der Schmelzenstrahl oder davon axial einstellbar miteinander verbunden sind. abgelöste Tropfen die kalte Düsenwand berühren, zu10. Device according to claim 9, characterized in that the ring nozzle is small because it is absolutely prevented indicates that the mandrel and feed tube must be that of the melt jet or of it are axially adjustable connected to each other. detached drops touch the cold nozzle wall 11. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch ge- Auf schweißungen führen und die Düse verstopf en.
kennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Dorn (4) im 55 Erfahrungsgemäß sollte z. B. bei einer Durchtritts-Abstand von dessen unteren Ende eine Ringdüse öffnung der Ringdüse von 70 mm der Schmelzen-CIO) für die Zuführung eines zusätzlich von strahl die Größe von 15 mm Durchmesser nicht überaußen wirkenden Zerstäubungsmittels vorgesehen schreiten. Daher ist die pro Zeiteinheit zerstäubbare ist. Pulvermenge verhältnismäßig stark beschränkt.
11. The device according to claims, characterized on lead welds and clog the nozzle.
indicates that in addition to the mandrel (4) in 55 experience should z. B. at a passage distance from the lower end of a ring nozzle opening of the ring nozzle of 70 mm of the melt CIO) for the supply of an additional spray the size of 15 mm diameter not excessively acting atomizing agent step. Therefore the per unit time is nebulizable. The amount of powder is relatively limited.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- 60 Diese Nachteile werden mit der Erfindung vermiekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Dorn (4) im den. Sie besteht darin, daß die Schmelze in Gestalt Abstand von dessen unteren Ende eine koaxial eines Gießstrahles mit ringförmigem, vorzugsweise liegende zweite Zerstäubungseinrichtung, vor- kreisringförmigem Querschnitt zerstäubt wird,
zugsweise gleicher Ausbildung wie die obere, Durch geeignete Maßnahmen, z.B. durch eine vorgesehen ist. 65 kreisringförmige Ausbildung des Bodenauslaufes des
12. The device according to claim 6, characterized in 60 These disadvantages are avoided with the invention that in addition to the mandrel (4) in the. It consists in that the melt is atomized in the shape of a distance from its lower end coaxially of a pouring jet with an annular, preferably lying second atomization device, pre-circular cross-section,
preferably the same training as the above, by means of suitable measures, e.g. by means of a. 65 circular design of the bottom outlet of the
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 12, Schmelzengefäßes, kann ein hohlstrangförmiger dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungs- Gießstrahl erzeugt werden. Gemäß dem weiteren einrichtungen in einem geschlossenen oder mit Merkmal der Erfindung ist es jedoch vorteilhaft, die13. Device according to claims 6 to 12, melting vessel, can be a hollow strand-shaped characterized in that the atomizing pouring streams are generated. According to the further facilities in a closed or with feature of the invention, it is advantageous to the
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