DE2455889B2 - DEVICE FOR MANUFACTURING METAL OR ALLOY POWDER BY ATOMIZING A ROTATING ELECTRODE - Google Patents

DEVICE FOR MANUFACTURING METAL OR ALLOY POWDER BY ATOMIZING A ROTATING ELECTRODE

Info

Publication number
DE2455889B2
DE2455889B2 DE19742455889 DE2455889A DE2455889B2 DE 2455889 B2 DE2455889 B2 DE 2455889B2 DE 19742455889 DE19742455889 DE 19742455889 DE 2455889 A DE2455889 A DE 2455889A DE 2455889 B2 DE2455889 B2 DE 2455889B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
rotating electrode
heating source
rotating
radius
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.)
Granted
Application number
DE19742455889
Other languages
German (de)
Other versions
DE2455889C3 (en
DE2455889A1 (en
Inventor
Auf Nichtnennung Antrag
Original Assignee
Creusot-Loire, Paris
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Creusot-Loire, Paris filed Critical Creusot-Loire, Paris
Publication of DE2455889A1 publication Critical patent/DE2455889A1/en
Publication of DE2455889B2 publication Critical patent/DE2455889B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2455889C3 publication Critical patent/DE2455889C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/14Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • 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
    • B22F9/10Making 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 using centrifugal force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • 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
    • B22F9/082Making 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 atomising using a fluid
    • B22F2009/084Making 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 atomising using a fluid combination of methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • 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
    • B22F9/082Making 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 atomising using a fluid
    • B22F2009/0848Melting process before atomisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Description

5555

Vorrichtung zum Herstellen von Metall- oder Legierungspulver durch Zerstäuben einer rotierenden Elektrode.Device for the production of metal or alloy powder by atomizing a rotating Electrode.

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Pulver aus Metallen und Legierungen mit hohem Schmelzpunkt in Form von feinen Kügelchen, deren Abmessung und Eigenschaften gesteuert werden.The invention relates to the production of powders from metals and alloys with high Melting point in the form of fine globules, the dimensions and properties of which are controlled.

Es ist bekannt. Metallpulver nach dem sogenannten Rotationselektroden-Zerstäubungsverfahren (»REP« in USA) zu erhalten. Nach diesem Verfahren wird eine zylindrische oder drehzylinderähnliche Elektrode aus der zu zerstäubenden Legierung um ihre horizontal oder vertikal angeordnete Achse in Drehung versetzt Eine punktförmig einwirkende Heizquelle, z.B. ein elektrischer Lichtbogen, schmilzt örtlich das freie Ende der Elektrode, wobei deren anderes Ende zur Befestigung und zum Antrieb verwendet wird. Die Zentrifugalkraft zerstäubt dabei die Schmelze in Form feiner Tröpfchen, die während ihres Fluges erstarren und sich abkühlen. Allgemein wird eine solche Vorrichtung in einem mit einer gegenüber dem Metall neutralen Atmosphäre gefüllten oder evakuierten Gehäuse angeordnet um eine Verunreinigung des Pulvers zu vermeiden. Diese Vorrichtungsart ermöglicht die Erzeugung von Pulvern aus hochschmelzenden und sehr reaktionsfähigen Metallen und Legierungen, wie z. B. Legierungsstählen und Legierungen von Titan. Beryllium, Niob, Wolfram, Nickel oder KobaltIt is known. Metal powder using the so-called rotary electrode atomization process (»REP« in USA). After this process, a cylindrical or rotating cylinder-like electrode is made the alloy to be atomized about its horizontally or vertically arranged axis in rotation A point-like heating source, e.g. an electric arc, melts the free end locally the electrode, the other end of which is used for fastening and driving. the Centrifugal force atomizes the melt in the form of fine droplets that solidify during their flight and cool off. Generally, such a device will come in one with an opposed to the metal neutral atmosphere-filled or evacuated housing arranged to prevent contamination of the Avoid powder. This type of device enables the production of powders from high-melting-point and very reactive metals and alloys, such as B. Alloy steels and alloys of titanium. Beryllium, niobium, tungsten, nickel or cobalt

Die bekannten, nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen enthalten eine feste Heizquelle in einer zur Rotationsachse der rotierenden Elektrode senkrechten oder schrägen Ebene. Die Erhitzung erfolgt längs der Rotationsachse der rotierenden Elektrode oder unter einer leichten Versetzung gegenüber dieser Achse nach außen. Hierfür ist es auch bekannt, die aus einer nichtverzehrbaren Elektrode bestehende Heizquell«; parallel zur Achse der rotierenden Abschmelzelektrode beweglich anzuordnen, um deren Verbrauch zu kompensieren (US-PS 30 99 041). Eine solche Anordnung begrenzt den Durchmesser der rotierenden Elektroden auf einige cm, da das punktförmige Aufschmelzen zu einer übermäßig voreilenden Aushöhlung der Stirnflächenmitte der Elektrode führt. Diese Begrenzung bringt folgende Nachteile mit sich:The known, working according to this method devices contain a fixed heating source in one a plane perpendicular or inclined to the axis of rotation of the rotating electrode. The heating takes place along the axis of rotation of the rotating electrode or with a slight offset from this Axis outwards. For this purpose it is also known that the heating source consisting of a non-consumable electrode «; movable parallel to the axis of the rotating consumable electrode in order to reduce its consumption to compensate (US-PS 30 99 041). Such an arrangement limits the diameter of the rotating Electrodes to a few cm, as the point-like melting leads to an excessively leading cavity the front face center of the electrode leads. This limitation has the following disadvantages:

Wenn die Befestigungsvorrichtung der rotierenden Elektrode im Inneren des Gehäuses liegt, was die logischste Anordnung ist, hat die rotierende Elektrode, deren Länge durch die Abmessungen des Gehäuses bestimmt wird, wegen ihres geringen Querschnitts ein verhältnismäßig geringes Gewicht. Das Gewicht des bei jedem Betriebsturnus erhaltenen Pulvers ist dann ebenfalls sehr begrenzt (beispielsweise hat eine Elektiode aus einer Nickellegierung mit 4 cm Durchmesser eine Masse von 10 kg je 1 m Länge).If the mounting device of the rotating electrode is inside the housing, what the The most logical arrangement is the rotating electrode, the length of which is determined by the dimensions of the case is determined, a relatively low weight because of their small cross-section. The weight of the each operating cycle obtained powder is then also very limited (for example, has a Nickel alloy electiode with a diameter of 4 cm a mass of 10 kg per 1 m length).

Wenn die Befestigungsvorrichtung der rotierenden Elektrode außerhalb des Gehäuses liegt, kann die Länge der rotierenden Elektrode erhöht werden. Jedoch muß man eine vollkommene Begradigung der gesamten Länge des Elektrodenblocks vornehmen, da das Abdichtungsorgan zwischen der Umgebungsatmosphäre und dem Gehäuse an der rotierenden Elektrode reibt.If the mounting device of the rotating electrode is outside the housing, the length may be the rotating electrode can be increased. However, one must completely straighten the whole Make the length of the electrode block, as the sealing element between the ambient atmosphere and rub the case against the rotating electrode.

Außerdem muß das Antriebssystem der Elektrode beweglich sein, da der Verbrauch der rotierenden Elektrode durch ihr Vorrücken zu kompensieren.istIn addition, the drive system of the electrode must be mobile, since the consumption of the rotating To compensate for the advancement of the electrode

Die Teilchengröße des erhaltenen Pulvers steht mit den Eigenschaften der rotierenden Elektrode nach einem Gesetz des folgenden Typs in Beziehung:The particle size of the powder obtained is less than the properties of the rotating electrode related to a law of the following type:

■ 1■ 1

worin d den Teilchendurchmesser des erhaltenen Pulvers inwhere d is the particle diameter of the powder obtained in

η die Drehzahl der rotierenden Elektrode in U/min, η is the speed of rotation of the rotating electrode in rpm,

R den Radius der rotierenden Elektrode in cm, R is the radius of the rotating electrode in cm,

γ die Oberflächenspannung der Schmelze in erg/cm2. γ is the surface tension of the melt in erg / cm 2 .

ρ die Dichte der Schmelze in g/cm3 undρ is the density of the melt in g / cm 3 and

K eine Konstante eines Wertes von etwa 165 · IO5 K is a constant with a value of about 165 · IO 5

bedeutet.means.

So erfordert, um Pulver einer gegebenen Teilchen größe (z-B. 200 μιη für eine Nickellegierung) zu erhalten, eine Elektrode von geringem Durchmesser Drehzahlen von 6000 bis 12 000 U/min, woraus sich technologische Probleme ergeben, deren Lösungen lästig sind (Abdichtung, Lager). For example, in order to obtain powder of a given particle size (e.g. 200 μm for a nickel alloy) , an electrode with a small diameter requires speeds of 6,000 to 12,000 rpm, which gives rise to technological problems whose solutions are troublesome (sealing, bearings ).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver durch Zerstäuben einer rotierenden Elektrode anzugeben, mit der größere Metallpulvermengen in einem Betriebsturnus unter Beibehaltung eines Gehäuses mit mäßigen Abmessungen ohne technologische Komplikationen unter Verwendung rotierender Elektroden großen Durchmessers erzeugt werden können.The invention is based on the object of providing a device for producing metal powder Specify sputtering a rotating electrode, with the larger amounts of metal powder in one operating cycle while maintaining a housing with moderate Dimensions without technological complications using rotating electrodes are large Diameter can be generated.

Das erfindungsgemäße Lösungsprinzip beruht darauf, daß die punktförmige Heizquelle parallel zur Achse der rotierenden Elekuode zur Kompensation deren Verbrauchs und außerdem in der zur Achse der rotierenden Elektrode senkrechten Ebene derart verschiebbar ist daß die Verlagerung des Einwirkungspunktes der Heizquelle auf die rotierende Elektrode die Gesamtheit der Stirnfläche derselben unter Berücksichtigung von deren Rotation so überstreicht daß ein regelmäßiges Vorrücken der Abschmelzebene erreicht wird. The principle of the solution according to the invention is based on the fact that the punctiform heating source can be displaced parallel to the axis of the rotating electrode to compensate for its consumption and also in the plane perpendicular to the axis of the rotating electrode in such a way that the displacement of the point of action of the heating source on the rotating electrode covers the entirety of the face thereof taking into account the rotation thereof so that a regular advance of the melting plane is achieved.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zum Herstellen von Metall- oder Legierungspulver durch Zerstäuben einer rotierenden Elektrode, die aus einem vollen zylindrischen oder fest zylindrischen Körper aus dem zu zerstäubenden Stoff besteht und mit hoher Drehzahl um ihre Achse gedreht wird, mit wenigstens einer punktförmig konzentrisch oder exzentrisch einwirkenden Heizquelle, wie einer Lichtbogen-Elektrode, die das freie Ende der rotierenden Elf ktrode schmilzt, und mit einem gasdichten Gehäuse, mit dem Kennzeichen, daß der Einwirkungspunkt wenigstens einer Heizquelle auf der rotierenden Elektrode derart verstellbar ist, daß er unter Berücksichtigung der Rotation der Elektrode deren gesamte Stirnfläche überstreicht.The invention therefore relates to a device for producing metal or alloy powder by sputtering a rotating electrode, consisting of a full cylindrical or solid cylindrical Body consists of the substance to be atomized and is rotated around its axis at high speed, with at least one point-like concentric or eccentric heating source, such as an arc electrode, which melts the free end of the rotating Elf ktrode, and with a gas-tight housing with the Characteristic that the point of action of at least one heating source on the rotating electrode in such a way it is adjustable that, taking into account the rotation of the electrode, its entire end face strokes.

Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung verlagert sich im Fall des Vorliegens einer einzigen punktförmigen Heizquelle der Einwirkungspunkt längs eines Radius der Stirnfläche der rotierenden Elektrode.According to a particular embodiment of the invention, it shifts in the case of a single one punctiform heating source the point of action along a radius of the end face of the rotating electrode.

Nach einer anderen besonderen Ausführungsart der Erfindung ist das die Vorrichtung enthaltende Gehäuse so gestaltet, daß der Auftreffwinkel der Flugbahnen der von der rotierenden Elektrode abgeschleuderten Pulverteilchen mit der Behälterwand im Bereich von 10 bis 60°. vorzugsweise nahe 45' liegt, um zu vermeiden, daß die noch heißen Teilchen sich an den Wänden eindrücken und hier ankleben. Diese Geometrie wird ohne eine übertriebene Erhöhung der Abmessungen der Zerstäubungskammer dank der Verkürzung der rotierenden Elektroden ermöglicht, welche durch Erhöhung des Durchmessers der rotierenden Elektroden kompensiert wird.According to another particular embodiment of the invention is the housing containing the device designed so that the angle of incidence of the trajectories of the thrown from the rotating electrode Powder particles with the container wall in the range of 10 to 60 °. preferably close to 45 'to avoid that the still hot particles are pressed into the walls and stick here. This geometry will without an excessive increase in the dimensions of the spray chamber thanks to the shortening of the rotating one Allows electrodes, which compensated for by increasing the diameter of the rotating electrodes will.

Nach einer ersten Variante der Erfindung kann, wenn das Zerstäubungsgehäuse mit einer Atmosphäre von gegenüber dem zu zerstäubenden Metall neutralem Gas gefüllt ist, die punktförmige Heizquelie ein zwischen dem zu zerstäubenden Metall und einer nichtverzehrbaren Elektrode überspringender elektrischer Lichtbogen oder ein Plasmabrenner sein. Die Verwendung eines Plasmabrenners ist in anderem Zusammenhang, und zwar zur Reduktion eines Metallchlorids mittels Wasserstoffs zwecks Abscheidung des reduzierten Metalls auf zusätzlich eingeführten Metallteilchen bekannt (US-PS 3211 548). Die nichtverzehrbare Elektrode oder der Plasmabrenner ist dann an einem zur Rotationsachse der Elektrode parallelen Träger befestigt und gegenüber dieser Achse um mindestens einen Halbradius der rotierenden Elektrode versetzt Die nichtverzehrbare Elektrode oder der Plasmabrenner ist am Träger zweckmäßig mittels eines derart rotations- und translationsbeweglichen Armes befestig:, daß der elektrische Lichtbogen oder das Plasma den Mittelpunkt der Abschmelzfläche der rotierenden Elektrode und nach Drehung des Trägers den Rand dieser Fläche erreichen kann. According to a first variant of the invention, if the atomization housing is filled with an atmosphere of gas that is neutral to the metal to be atomized, the punctiform heating source can be an electric arc or a plasma torch that jumps between the metal to be atomized and a non-consumable electrode. The use of a plasma torch is known in other contexts, namely to reduction of a metal chloride by means of hydrogen for the purpose of deposition of the reduced metal to additionally introduced metal particles (US-PS 3211 548). The non-consumable electrode or the plasma torch is then attached to a carrier parallel to the axis of rotation of the electrode and offset from this axis by at least a half-radius of the rotating electrode. that the electric arc or the plasma can reach the center of the melting surface of the rotating electrode and, after rotation of the carrier, the edge of this surface.

Die Verschiebung der nichtverzehrbaren Elektrode oder des Plasmabrenners paraliel zur Achse der rotierenden Elektrode zwecks Kompensation deren Abschmelzens wird zweckmäßig durch die Translation des Trägers erreicht The displacement of the non-consumable electrode or the plasma torch parallel to the axis of the rotating electrode in order to compensate for its melting is expediently achieved by the translation of the carrier

Nach einer zweiten Variante der Erfindung bewirkt man, wenn das Zerstäubungsgehäuse evakuiert wird bzw. ist, die Erhitzung mittels einer Elektrodenschleuder. Diese Elektrodenschleuder kann wie in der ersten Variante an einem am Träger befestigten Arm befestigt oder einfacher feststehend ausgebildet sein. Die Kompensation des Abschmelzens der rotierenden Elektrode wird im letzteren Fall durch ein eine fortlaufende Änderung der Fokussierung der Elektronenschleuder erreicht; die Verlagerung des Einwirkungspunktes des Elektronenstrahlbündels längs eines Radius der rotierenden Elektrode zwecks Sicherung einer eleichmäßigen Abschmelzung derselben wird durch Ablenkung des Elektronenstrahlbündels erreicht. Die Änderung der Fokussierung und die Ablenkung des Elektronenstrahlbündels werden durch elektromagnetische Mittel von bei Elektronenschleudern üblicher Art bewirkt. According to a second variant of the invention, when the atomization housing is or is evacuated, heating is effected by means of an electrode centrifuge. This centrifugal electrode can, as in the first variant, be attached to an arm attached to the carrier or, more simply, be designed to be stationary . In the latter case, the melting of the rotating electrode is compensated for by continuously changing the focus of the electron gun; the displacement of the point of action of the electron beam along a radius of the rotating electrode for the purpose of ensuring equal melting of the same is achieved by deflecting the electron beam. The change in focus and the deflection of the electron beam are effected by electromagnetic means of the type customary in electron spinners.

Nach einer dritten Variante der Erfindung kann man, wenn die punktförmige Heizquelle wie oben eine nichtverzehrbare Lichtbogenelektrode oder ein Plasmabrenner ist, vorteilhaft zwei nichtverzehrbare Elektroden oder zwei Plasmabrenner mit unabhängiger elektrischer Stromversorgung verwenden. Diese beiden Heizquellen oder Heizköpfe können an ein und demselben, am gemeinsamen Träger montierten Arm befestigt sein, wobei sich beide längs eines bestimmten Radius der rotierenden Elektrode unter einem Abstand zwischen einem Drittelradius und einem ganzen Radius, vorzugsweise etwa eines Halbradius der rotierenden Elektrode befinden. Man kann auch die beiden Heizquellen an zwei unabhängigen Armen befestigen, die an zwei unabhängigen Trägern angebracht sind, wobei die Anordnung der Träger und der Arme und die Begrenzung ihres Verstellbewegungsbereiches so eingerichtet sind, daß die gesamte Stirnfläche der rotierenden Elektrode überstrichen wird, ohne daß die beiden Heizquellen in gegenseitigen Kontakt kommen können.According to a third variant of the invention, if the point heat source as above a A non-consumable arc electrode or a plasma torch is advantageously two non-consumable electrodes or use two plasma torches with independent electrical power supply. These two Heat sources or heating heads can be mounted on one and the same arm on the common carrier be attached, both along a certain radius of the rotating electrode at a distance between a third of a radius and a full radius, preferably about a half radius of the rotating Electrode. You can also attach the two heating sources to two independent arms, attached to two independent supports, the arrangement of supports and arms and the Limitation of their adjustment range of motion are set up so that the entire face of the rotating electrode is swept over without the two heating sources come into mutual contact can.

Die Erfindung wird anhand zweier in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zum Herstellen von Metallpulver näher erläutert; darin zeigtThe invention is based on two exemplary embodiments of the device illustrated in the drawing explained in more detail for the production of metal powder; in it shows

1F i g. 1 ein vertikales Schema der ersten Ausführungsart und 1 Fig. 1 is a vertical diagram of the first embodiment and

Fig. 2 ein Teilaufsichtsschema der zweiten Ausführungsart. Fig. 2 is a partial plan view of the second embodiment.

Nach der ersten Ausführungsart und entsprechend Jer ersten obenerwähnten Variante der Erfindung ist die Heizquelle ein elektrischer Lichtbogen. Die Fig. 1 zeigt ein vertikales Schema des Zerstäubungsgehäuses dieser ersten Ausführunssart.According to the first embodiment and corresponding to the first variant of the invention mentioned above the heating source is an electric arc. Fig. 1 Figure 3 shows a vertical schematic of the atomizer housing of this first embodiment.

Die rotierende Elektrode 1 ist an einer Drehspindel 2 mittels eines an der rotierenden Elektrode geformten Ansatzes 3 befestigt. Die Drehspindel 2 ist durch eine Transmissionswelle 4 und ein dazu senkrechtes Vorgelege 5 mit einem Motor 6 mit von 1000 bis 3000 U/min variabler Drehzahl verbunden. Eine Bronzescheibe und ein System von Graphitstromabnehmern 7 ermöglichen die elektrische Verbindung der Welle 4 über das elektrische Kabel 8 mit einem nicht dargestellten Gleichstromgenerator. Die rotierende Elektrode 1 wird ι ο im Gehäuse 13 mittels einer Muffe 9 mit gekühlten Wänden, die gegenüber der Achse des Gehäuses 13 etwas versetzt ist, um den Behälter 12 axial ansetzen zu können, wo sich das erzeugte Pulver in der Mitte des unteren konischen Teils 10 des Gehäuses 13 sammelt, auf geeigneter Höhe gehalten.The rotating electrode 1 is formed on a rotating spindle 2 by means of one formed on the rotating electrode Approach 3 attached. The rotating spindle 2 is supported by a transmission shaft 4 and an intermediate gear train perpendicular thereto 5 connected to a motor 6 with variable speed from 1000 to 3000 rpm. A bronze disc and a system of graphite pantographs 7 enable the electrical connection of the shaft 4 via the electrical cable 8 with a direct current generator, not shown. The rotating electrode 1 is ι ο in the housing 13 by means of a sleeve 9 with cooled walls facing the axis of the housing 13 is slightly offset in order to be able to place the container 12 axially, where the powder produced is in the middle of the lower conical part 10 of the housing 13 collects, held at a suitable height.

Das Gehäuse 13 wird völlig mit Ausnahme einiger weniger Stellen gekühlt, wo es nicht möglich ist (Seitenfenster, Bundringe, abgedichtete Durchlässe).The housing 13 is completely cooled with the exception of a few places where it is not possible (Side windows, collar rings, sealed passages).

Der obere Teil 11 des Gehäuses 13 weist zwei Seitenfenster 14 und 15 auf, die gegen die Wärme- und Ultraviolettstrahlen geeignet geschützt sind und zur Überwachung des Zerstäubungsvorganges dienen; an seinem obersten Teil befindet sich ein Ringstück 16, wo ein Öffnungsstutzen 17 in Verbindung mit einer Sekundärvakuumpumpe zur Evakuierung des Gehäuses vor dem Füllen mit einer neutralen Atmosphäre über eine weitere Öffnung 18 abgezweigt ist.The upper part 11 of the housing 13 has two side windows 14 and 15 which are against the heat and Ultraviolet rays are suitably protected and are used to monitor the atomization process; at its uppermost part is a ring piece 16, where an opening nozzle 17 in connection with a Secondary vacuum pump for evacuating the case before filling it with a neutral atmosphere another opening 18 is branched off.

Der elektrische Lichtbogen schlägt zwischen der Oberseite 19 als Stirnfläche der rotierenden Elektrode 1 und einer nichtverzehrbaren Elektrode 20 über. Das Kühlwasser und der elektrische Strom kommen hier durch ein gekühltes Kabel 21 an, das das Ringstück 16 durch einen abgedichteten, elektrisch gegenüber dem Gehäuse isolierten Kanal durchsetzt, bevor es über das elektrische Kabel 22 an den Gleichstromgenerator angeschlossen ist Der Kopf der nichtverzehrbaren Elektrode 20 ist bei gleichzeitiger elektrischer Isolierung mechanisch imit einem horizontalen Arm 23 verbunden, welcher seinerseits mit einem vertikalen Träger 24 verbunden ist, der den oberen Teil 11 des Gehäuses 13 durch einen abgedichteten Kanal durchsetzt und zu einer Translations- oder Rotationsbewegung mittels zweier Einrichtungen 25 und 26 außerhalb des Gehäuses antreibbar ist.The electric arc strikes between the top 19 as the end face of the rotating electrode 1 and a non-consumable electrode 20. The cooling water and the electrical power come here by a cooled cable 21, which the ring piece 16 by a sealed, electrically opposite the Housing insulated channel penetrated before it via the electrical cable 22 to the direct current generator The head of the non-consumable electrode 20 is connected with electrical insulation mechanically connected to a horizontal arm 23, which in turn is connected to a vertical Support 24 is connected, which passes through the upper part 11 of the housing 13 by a sealed channel and to a translational or rotational movement by means of two devices 25 and 26 outside of the housing can be driven.

Mit einer solchen Vorrichtung mit etwa 2,5 m Durchmesser und etwa 2 m Höhe kann man rotierende Elektroden von 100 bis 300 mm Durchmesser und 20 bis 70 cm Höhe zerstäuben.With such a device with about 2.5 m diameter and about 2 m height one can rotate Sputter electrodes 100 to 300 mm in diameter and 20 to 70 cm in height.

Beispielsweise erhielt man mit einer Elektrode aus einer Nickellegierung mit einem Durchmesser von 120 mm bei einer Drehzahl von 3000 U/min die folgende Teilchengrößenverteilung:For example, with a nickel alloy electrode having a diameter of 120 mm at a speed of 3000 rpm the following Particle size distribution:

< 630 μπι 98,5%,<630 μπι 98.5%,

< 500 μιη 93,3%,
<315μπι21%,
<250μηη14,7%.
<500 μιη 93.3%,
<315μπι21%,
<250μηη14.7%.

Nach der zweiten genannten beispielsweisen Ausführungsart und entsprechend der dritten erwähnten Variante der Erfindung sieht man zwei getrennte Heizquellen vor, die niemals in gegenseitige Berührung kommen.According to the second exemplary embodiment mentioned and corresponding to the third mentioned A variant of the invention provides two separate heating sources that never come into mutual contact come.

Fig.2 zeigt ein Schema der Heizquellenanordnung nach dieser Ausführungsart in Aufsicht.Fig. 2 shows a scheme of the heating source arrangement under supervision according to this type of execution.

Die verzehrbare rotierende Elektrode 27 wird zwei Heizquellen oder -köpfen 28 und 29 ausgesetzt, die an zwei unabhängigen Armen 30 und 31 angebracht sind und in einer Kreisbewegung angetrieben werden. Daraus ergibt sich, daß die gesamte Stirnfläche der zu schmelzenden Elektrode 27 von diesen Heizquellen überstrichen wird, doch kommen diese nicht in gegenseitigen Kontakt, da sich die beiden Kreisbogenwege nicht schneiden.The consumable rotating electrode 27 is exposed to two heating sources or heads 28 and 29 which are connected to two independent arms 30 and 31 are attached and driven in a circular motion. It follows that the entire end face of the electrode 27 to be melted from these heating sources is passed over, but these do not come into mutual contact, since the two circular arc paths do not cut.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Herstellen von Metall- oder Legierungspulver durch Zerstäuben einer rotierenden Elektrode, die aus einem vollen zylindrischen oder fast zylindrischen Körper aus dem zu zerstäubenden Stoff besteht und mit hoher Drehzahl um ihre Achse gedreht wird, mit wenigstens einer punktförmig konzentrisch oder exzentrisch einwirkenden Heizquelle, wie einer Lichtbogen-Elektrode, die das freie Ende der rotierenden Elektrode schmilzt, und mit einem gasdichten Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Einwirkungspunkt wenigstens einer Heizquelie (20; 28,29) auf der rotierenden Elektrode (1; 27) derart verstellbar ist, daß er unter Berücksichtigung der Rotation der Elektrode deren gesamte Stirnfläche (19) überstreicht.1. Device for producing metal or alloy powder by atomizing a rotating Electrode consisting of a full cylindrical or almost cylindrical body from the to atomizing substance and is rotated around its axis at high speed, with at least one punctiform concentric or eccentric heating source, such as an arc electrode, which melts the free end of the rotating electrode, and with a gas-tight housing, characterized in that the point of action of at least one heating source (20; 28,29) on the rotating electrode (1; 27) is adjustable in such a way that it takes into account the Rotation of the electrode sweeps over the entire end face (19). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer einzigen Heizquelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Einwirkungspunkt der Heizqueile (20) auf der rotierenden Elektrode (I) längs eines Radius auf deren Stirnfläche (19) verstellbar isL2. Apparatus according to claim 1 with a single heating source, characterized in that the point of action the heating source (20) on the rotating electrode (I) along a radius on its Front face (19) adjustable isL 3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) so ausgelegt ist, daß der Auftreffwinkel der Flugbahnen der von der Elektrode (1; 27) abgeschleuderten Pulverteilchen mit der Behälterwand (11) im Bereich von 10 bis 60°. vorzugsweise nahe 45° liegt.3. Apparatus according to claim I or 2, characterized in that the housing (13) designed is that the angle of incidence of the trajectories of the powder particles thrown off by the electrode (1; 27) with the container wall (11) in the range from 10 to 60 °. is preferably close to 45 °. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrisch angeordnete Heizquelle (20), die aus einem Plasmabrenner bestehen kann, an einem zum Überstreichen der gesamten Stirnfläche (19) der rotierenden Elektrode (1) geeigneten drehbaren Träger (24) befestigt ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the eccentrically arranged Heating source (20), which can consist of a plasma torch, on one for painting over the entire end face (19) of the rotating electrode (1) suitable rotatable carrier (24) is attached. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Gehäuse unter Vakuum gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizquelle eine ortsfeste Elektrodenschleuder ist, die mit einer Einrichtung zur variablen Fokussierung und Ablenkung des Elektronenstrahlbündels zum Überstreichen der gesamten Stirnfläche (19) der rotierenden Elektrode(ll) versehen ist.5. Device according to one of claims 1 to 3, in which the housing is kept under vacuum, characterized in that the heating source is a stationary electrode centrifuge, which with a Device for variable focusing and deflection of the electron beam for sweeping over the entire end face (19) of the rotating electrode (II) is provided. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Heizquellen mit unabhängiger elektrischer Stromversorgung aufweist, die an einem einzigen Trägerarm in einem gegenseitigen Abstand befestigt sind. der zwischen einem Drittelradius und einem ganzen Radius, vorzugsweise etwa bei einem Halbradius der rotierenden Elektrode (27) liegt.6. Device according to one of claims 1 and 3 to 5, characterized in that there are two Has heating sources with independent electrical power supply, which on a single support arm are attached at a mutual distance. the one between a third of a radius and a whole Radius, preferably about a half-radius of the rotating electrode (27).
DE19742455889 1973-12-07 1974-11-26 Device for producing metal or alloy powder by atomizing a rotating electrode Expired DE2455889C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7343735 1973-12-07
FR7343735A FR2253591B1 (en) 1973-12-07 1973-12-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2455889A1 DE2455889A1 (en) 1975-06-19
DE2455889B2 true DE2455889B2 (en) 1976-08-19
DE2455889C3 DE2455889C3 (en) 1977-03-31

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
SE7414879L (en) 1975-06-09
GB1481713A (en) 1977-08-03
JPS5090563A (en) 1975-07-19
IT1027018B (en) 1978-11-20
SE404147B (en) 1978-09-25
CH598895A5 (en) 1978-05-12
DE2455889A1 (en) 1975-06-19
FR2253591A1 (en) 1975-07-04
CA1039057A (en) 1978-09-26
FR2253591B1 (en) 1977-01-07
JPS5834525B2 (en) 1983-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2528999C2 (en) Process and device for the production of high-purity metal powder by means of electron beam heating
DE3043830C2 (en)
DE2725885C2 (en)
DE202015009856U1 (en) Device for the production of three-dimensional objects
EP2983896A1 (en) System for selective laser melting having rotating relative movement between powder bed and powder distributor
DE102006015641B4 (en) Device for generating extreme ultraviolet radiation by means of an electrically operated gas discharge
DE3506671C2 (en) Steam source for vacuum coating systems
DE2455889C3 (en) Device for producing metal or alloy powder by atomizing a rotating electrode
EP0492114A1 (en) Sputtering apparatus
DE2812600C2 (en) Device for the production of granules
DE2656330C2 (en) Process and device for the production of powders or granulates from metals and alloys
DE2455889B2 (en) DEVICE FOR MANUFACTURING METAL OR ALLOY POWDER BY ATOMIZING A ROTATING ELECTRODE
DE1941215B2 (en) PROCESS AND ARRANGEMENT FOR VACUUM EVAPORATION OF NON-METALLIC HIGH-MELTING SUBSTANCES USING ELECTRON RAYS
EP0444538B1 (en) Device and procedure for vacuum evaporation of a material and utilisation of the procedure
DE2528032C2 (en) Electron beam generators for heating, melting and evaporation purposes
DE1758772B1 (en) Arc furnace with at least one non-consumable and non-consumable electrode
DE2926006C2 (en) System for high-temperature processing of the surfaces of workpieces made of dielectric materials, which have a straight surface line
DE1598580C (en) Method and device for the production of metallic samples for spectral analysis
DE1598580B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METALLIC SAMPLES FOR SPECTRAL ANALYSIS
DE4109213C1 (en) Arc-source for vacuum coating system - comprises cathode housing with double walled shell, and thin base, target, cooling water supply, drain, etc.
DE1926287A1 (en) Arc furnace with at least one non-consumable and non-consumable electrode
DE3328172A1 (en) ELECTRON BEAM CANNON
DE1941215C (en) Method and arrangement for vacuum evaporation of non-metallic, high-melting substances by means of electron beams
DE2128776B2 (en) Device for producing metal powder
DE1202918B (en) Electron beam furnace

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EGA New person/name/address of the applicant