DE2537103A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gespruehten metallkoerpern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gespruehten metallkoerpern

Info

Publication number
DE2537103A1
DE2537103A1 DE19752537103 DE2537103A DE2537103A1 DE 2537103 A1 DE2537103 A1 DE 2537103A1 DE 19752537103 DE19752537103 DE 19752537103 DE 2537103 A DE2537103 A DE 2537103A DE 2537103 A1 DE2537103 A1 DE 2537103A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
preform
metal
gas
molten metal
temperature
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
Application number
DE19752537103
Other languages
English (en)
Inventor
Reginald Gwyn Dr Brooks
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sandvik Osprey Ltd
Original Assignee
Osprey Metals Ltd
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 Osprey Metals Ltd filed Critical Osprey Metals Ltd
Publication of DE2537103A1 publication Critical patent/DE2537103A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment
    • C23C4/185Separation of the coating from the substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/003Moulding by spraying metal on a surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/123Spraying molten metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

DR.-ING. H. H. WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTER
D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON (0711) 29 11 33
Stuttgart, den 19. August 1975 Dr.W/Wu
Patentanmeldung P 4-90 V5
Anm.: Osprey Metals Limited
of Red Jacket Works,
Millands Road, Neath, Vest Glamorgan, SA111NJ/England
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gesprühten
Metallkörp ern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Körpern (die im folgenden als Vorformen bezeichnet werden) aus Metall oder Metallegierungen, die versprüht werden und geeignet sind, nur noch unter Aufwand einer geringfügigen Endbearbeitung oder Wärmebehandlung Präzisionsgegenstände herzustellen.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können Gegenstände mit komplizierten Formen dreidimensional hergestellt werden, wie z.B. Zahnräder, Hebel, Schneidwerkzeuge, Ventilatorschaufelblätter, Gleitsteine o.dgl. Üblicherweise werden solche Gegenstände durch konventionelle Schmiedeverfahren oder durch metallkeramische Methoden hergestellt. In diesen Fällen s:ind
6U9810/Ü7 02
-a-
aber viele und oft auch sehr aufwendige Verfahrensschritte notwendig, um das geschmolzene Metall zu einem ■bearbeitbaren Gegenstand umzuwandeln, d.h. in einen Gegenstand, der dann durch Schmieden, Pressen oder im Fließpreßver- · , fahren verarbeitet werden kann.
Es ist bekannt (GB-PS Λ 379 261), das geschmolzene Metall oder eine Metallegierung durch eine öffnung am Boden eines feuerbeständigen Trichters (oder durch eine öffnung am Boden eines Schmelzofens oder Warmhält eof ens) zu gießen und diesen Strom des geschmolzenen Materiales dann mit Gasstrahlen hoher Geschwindigkeit (z.B. Stickstoff, Argon oder Gasmischungen) aufzulösen, wobei der dadurch entstehende Sprühstrahl heißer Metallteilchen auf eine geeignet ausgebildete Sammelfläche oder in eine Form gesandt wird, in der er eine Ablagerung bilden soll, die zu dem endgültigen Präzisionsartikel verarbeitet wird.
Bei dieser schnellen Ablagerung der Metalle mit hohem Schmelzpunkt (d.h. Metalle mit Schmelztemperaturen größer als 600°C) treten eine ganze Reihe von Problemen auf, wenn dafür gesorgt werden soll, daß die gesprühte Ablagerung zu einem einsatzfähigen Metallartikel verarbeitet werden.soll. Es hat sich gezeigt, daß der Erfolg dieser verarbeitung von den Eigenschaften der Ablagerung abhängt, die nur dadurch erreicht werden können, daß eine kritische und genau gesteuerte Wärmemenge aus dem Sprühstrahl der aufgelösten Metallteilchen vpr und während der Ablagerung entzogen wird. Das kann durch die relativ kalten Auflösegase geschehen. Wenn aber zu wenig Wärme entnommen wird, dann lagern sich die Metallteilchen bei zu hoher Temperatur ab und es kann sich eine noch geschmolzene oder zumindest teilweise geschmolzene Metallablagerung an der Oberfläche der immer dicker werdenden Ablagerung bilden. Die Struktur in der Nähe der Oberfläche dieser Ablagerung hat -dann die Form einer gegossenen Mikrostruktur und es tritt sehr oft eine typische, durch Schrumpfen bedingte Porosität auf.
60 98 10/Ü-7
Zusätzlich, kann sich die Topographie der Oberfläche der Ablagerung auch sehr unregelmäßig ausbilden, und zwar aufgrund der Beeinflussung durch die Zerstäubergase, welche die geschmolzene Oberflächenschicht während des Sprühvorganges deformieren. In besonders nachteiligen Fällen kann das geschmolzene Metall auch über die Seiten der Sammelfläche oder über die Seiten der Form hinausgeblasen werden. Alle diese Erscheinungen führen dazu, daß die Ablagerung für eine anschließende Bearbeitung ungeeignet ist.
Wird zuviel Wärme dem Sprühstrahl während des Fluges entzogen, dann legen sich die Teilchen mit zu niedriger Temperatur ab und das wiederum führt dazu, daß zwischen ihnen zu wenig Bindung besteht. Unter diesen Bedingungen ist die Ablagerung zu schwach, zu porös und auch in ihrer Temperatur zu niedrig, um anschließend weiterbearbeitet zu werden. Aufgrund der Porosität der Ablagerung ist es außerdem auch sehr schwierig eine interne Oxidation der Ablagerung während der Weiterleitung der Vorform, beispielsweise zu einem Schmiedevorgang, zu verhindern oder während eines Aufheizschrittes, der vor dieser überführung zu dem öchmiedevorgang stattfindet. Diese Oxidation führt im allgemeinen zu geringeren mechanischen Eigenschaften des bearbeiteten Artikels.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer durch Sprühen gebildeten Ablagerungsvorform aus Metall oder Metallegierung vorgesehen, das zum Formen von Präzisionsartikeln geeignet und das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Strom geschmolzenen Metalles oder einer Metallegierung auf eine Sammelflache gerichtet wird, daß dieser Strom dadurch zerstäubt wird, daß er einem Gasstrahl mit hoher Geschwindigkeit ausgesetzt wird, wobei der Gasstrahl eine Anfangstemperatur aufweist, die wesentlich niedriger ist als die des geschmolzenen Metalles oder der Metallegierung, und daß außerdem die Gastemperatur und das
10/U-7Ü?
Zufuhrverhältnis so gewählt wird, daß gerade genügend Wärme von diesen Gasstrahlen dem geschmolzenen Metall oder der Metallegierung während des Sprühvorganges und während der Ablagerung entzogen wird, so daß eine zusammenhängende Vorform gebildet wird, deren Verfestigung und Formgebung nicht von der Temperatur oder thermischen Eigenschaften dieser Sammelfläche abhängt. Kur dadurch, daß diese kritische wärmemenge aus dem Sprühsträhl bereits während des Sprühvorganges und während der Ablagerung (durch die relativ kalten Zerstäubergase) entzogen wird, können die einzelnen Teilchen sich bei der Ablagerung in geeigneter Weise deformieren und werden zu einer zusammenhängenden Ablagerung untereinander verschweißt, die sowohl eine relativ hohe Festigkeit als auch eine hohe Dichte aufweist. Ablagerungen, die mit diesem Verfahren erzeugt wurden, weisen z.B. alle eine Dichte über 90 % auf und liegen in der Regel zwischen 95 und 99 Die Porosität ist sehr fein und gleichmäßig über die Dicke der Vorform verteilt. Diese innere Porosität ist aber isoliert und neigt nicht zu einer inneren Oxidation während irgendeinem- der nachfolgenden Behandlungsschritte.
Mit der vorliegenden Erfindung können Sprühablagerungen von Metall oder Metallegierungen erreicht werden, die zur Herstellung von Präzisionsartikeln durch Schmieden, Pressen, Strangpressen oder ähnliche Vorgänge in ihre -Sndform gebracht werden. Eine bevorzugte Methode ist darin zu sehen, daß die Vorform der Sainmelflache oder der Form entnommen wird und dann in ein Gesenk oder in eine ähnliche Vorrichtung für die Endbearbeitung gebracht wird. Die Vorform kann auf diese Weise unmittelbar nach ihrer Bildung durch Ablagerung geschmiedet werden, und zwar ohne daß zusätzliche Wärme aufgebracht wird, was natürlich auch zu einem späteren Zeitpunkt entweder mit oder ohne Zufuhr zusätzlicher Wärme
b 0 <j H 1 0 / ü 7 ü 2
möglich ist. Das Verfahren kann dther in zwei getrennten, aber aufeinander abgestimmten Schritten durchgeführt werden und die Vorformen können in einer Einheit hergestellt und dann einer anderen Einheit zugeführt werden, wo sie vom selben oder einem anderen Hersteller nur durch eine verhältnismäßig wenig Aufwand erfordernde "Finish"-Bearbeitung in' ihre Endform gebracht werden können. Dabei kann dieses "Finish" entweder mechanisch oder auch durch Wärmebehandlung erreicht werden.
Bei einem älteren Verfahren (GB-PS 1 270 926), wird ein Drahtflammsprühprozeß dazu benutzt, um Metallteilchen zur Herstellung kleiner Metallbarren in geringem Umfang durch Sprühen ablagern zu können. Bei diesem Verfahren wird ein fester Metalldraht durch heiße Gase geschmolzen und die Verfestigung dieser geschmolzenen Metallteilchen wird dadurch erreicht, daß die Ablagerungsform gekühlt wird oder eine solche Wärmekapazität aufweist (oder beides), daß die Verfestigung gefördert wird. Bei der vorliegenden Erfindung dagegen wird eine bestimmte Wärmemenge schon von den relativ kalten Zerstäubergasen abgezogen, so dal? die zusammenhängende Ablagerung des gesprühten Metalles in jeder gewünschten Dicke sehr schnell erreicht werden kann, ohne daß zunächst eine geschmolzene oder zumindestens teilweise geschmolzene Schicht an der Oberfläche der gesprühten Ablagerung auftritt. Durch die vorliegende Erfindung hängt daher die Verfestigung der Metallteilchen nicht von den thermischen Eigenschaften oder von der Temperatur einer Sammelfläche oder einer Porm sb»
Es ist durch eine ältere Methode (GB-PS 1 262 4-71) zur Herstellung länglicher und dünner streifenförmiger Metallteile auch schon bekannt geworden, daß es S3hr wesentlich ist, die Geometrie des Querschnittes der gesprühten Schicht eng an die des Endproduktes anzunähern, das durch Walzen erreicht wird, v/eil geringfügige Abweichungen schon dazu führen können, daß das Erzeugnis aufgrund übergroßer örtlicher Zugspannungen
B09810/U702
bricht. Bei der vorliegenden Erfindung dagegen tritt diese Schwierigkeit nicht auf, weil möglicherweise überschüssig abgelagertes Material während des Schmiedens, Pressens oder einer ähnlichen Endbearbeitung zwischen den Formen herausgedrückt und dann zum Beispiel abgeschnitten werden kann, wenn zwei gegeneinandergedrückte Pormen entsprechend ausgestaltet werden. Durch die vorliegende Erfindung können daher auch ganz individuell geformte Metallteile mit präzisen Abmessungen sehr schnell aus Vorformen hergestellt werden, und zwar nur dadurch, daß ein einziger Verdichtungs- und Bearbeitungsvorgang vorgenommen wird. Das ist bei der Herstellung von streifenförmigem Material nicht der Fall, wo verschiedene Walzvorgänge notwendig sind und der zunächst nur halb fertiggestellte Streifen noch weiteren Formprozessen unterworfen werden muß, ehe die fertigen Artikel vorliegen.
Es ist auch möglich, eine oder mehr Sprühschichten heißer Metallteilchen anzuwenden, um das gewünschte Ablagerungsverhältnis oder die gewünschte Ablagerungsfläche zu erreichen. Werden solche verschiedenen Sprühvorgänge eingesetzt, so können sie entweder gleichzeitig oder auch nacheinander zur Erzeugung der gewünschten Form und Menge der Vorform eingesetzt werden. Solche Gegenstände können auch dadurch erzielt werden, daß zwischen der Ab lag erung s form und dem Sprühstrahl der heißen Metallteilchen eine Relativbewegung stattfindet.
Durch die vorliegende Erfindung können die meisten Eisenoder Nichteisenmetalle bzw. -legierungen verarbeitet werden, die schmelzfähig und zerstäubbar sind, d.h. beispielsweise kohlenstoffhaltige Stähle, Stahllegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Messing, Phosphorbronze, Aluminiumbronze sowie Legierungen auf der Basis von Nickel und Kobalt. Außerdem können natürlich auch Gegenstände aus Mischungen von Metallen hergestellt werden, die im flüssigen Zustand nicht gegenseitig lösbar sind, so wie es auch bei manchen der bekannten metallkeramischen Verfahren möglich ist.
-7-009810/0 702
Bei Einsatz der vorliegenden Erfindung kann das Mischen verschiedener Metalle durch Sprühablagerung dadurch erreicht werden, daß die verschiedenen Metalle entweder gleichzeitig versprüht werden, so daß die Mischung der Teilchen während des iTuges auftritt, oder auch nacheinander, so daß eine Ablagerung hergestellt wird, die im wesentlichen aus Schichten verschiedener Metalle besteht. Es ist auch möglich, metallische oder nichtmetallische Pulver, Fasern, Faden oder Kontaktdrähte während der Ablagerung in die Sprühschicht einzubeziehen·
Es ist bekannt, daß bei der Herstellung in üblicher Weise geschmiedeter Artikel ein Problem darin besteht, daß die mechanischen Eigenschaften sich ganz beträchtlich je nach der Richtung der Beanspruchung ändern können. Das stimmt für pulvergeschmiedete Artikel im allgemeinen nicht, weil diese isotrope mechanische Eigenschaften besitzen. Leider sind manche dieser Eigenschaften, obwohl isotrop, insbesondere die Stoßfestigkeit, im Vergleich mit konventionellen Schmiedeartikeln sehr niedrig. Geschmiedete Artikel, die mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, besitzen aber mechanische Eigenschaften, die sowohl isotrop sind als auch sehr günstig abschneiden bei einem Vergleich mit konventionell geschmiedeten Teilen. Bei stranggepreßten Teilen tritt natürlich eine Richtungsabhängigkeit immer auf, und zwar unabhängig von der Herstellungsmethode.
Vier Beispiele der Herstellung geschmiedeter Artikel nach der vorliegenden Erfindung und deren Eigenschaften sollen im folgenden erläutert werden.
Beispiel 1
Ein Kegelzahnrad mit einem Durchmesser von 7?62 cm (3 inch) v.urde erfindungsgemäß hergestellt. Dazu wurde ein niedriggekohlter Stahl bei etwa 16000C durch eine keramische Düse mit einem Durchmesser von 0,4-76 cm (3/16 inch) in einer Menge von 10, 43 kg/min (23 Ib pro min) gegossen. Dieser Metallic 0 '-j H 1 0 / U 7 ü 2 -S-
strom wurde durch Stickstoff etwa von Raumtemperatur oder etwas darunter zersprüht, der in einer Menge von etwa 2832 Norm-Liter pro min (100 Standardkubikfuß pro min)
so zugeführt wurde, daß der Sprühstrahl der sich abkühlenden Metallteilchen auf eine konkave feste Sammelform aus ebenfalls niedrig gekohltem Stahl gesandt wurde, die in der Sprüheinrichtung in einem Abstand von etwa 27,94 cm (11 inch) von dem Zerstäuber angeordnet war. Die Teilchen setzten sich an der Sämmelform sehr schnell zusammen (etwa mit einer Geschwindigkeit von 0,203 cm/sec (0,08 inch pro see) und bildeten eine Vorform, die dann etwa 0,86 kp (1,9 Ib) wog und eine Dichte von 96,5 % aufwies. Das die Sprühkammer verlassende Gas besaß eine Temperatur von etwa 500°C. Die Vorform wurde in einer Stickstoffatmosphäre gekühlt und anschließend auf etwa HOO0O aufgeheizt, und 2^r in einer gecrackten Atrnnoniumatmospähre und dann in die Endform in einer Schmiedepresse mit einem Schlag von einer Energie von 1382 mkp (10 000 Suß χ Ib) gebracht.
Die Festigkeitseigenschaften dieses Zahnrades waren jenen eines gehämmerten Barrens identischer chemischer Zusammensetzung ähnlich, wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht.
gesprüht/geschmiedet Schmiedebarren
Streckgrenze (t.s.i-tons pro 19 18
sq.in)
Äußerste Dehnungsfestigung Qt.s.i.J 28 28
Längung . 34 (1 Zoll 33
Maßstab)
Flächenverminderung (%) 55 33
Härte (D.P.H. Uo.) 125 ■ 125
B 0 9 8 1 0 / u 7 0 2
Beispiel 2
Eine 6,35 cm (2,5 Zoll) im Durchmesser aufweisende und, 1,27 cm (0,5 Zoll) dicke Scheibe mit einem dicken vorstehenden Rand wurde aus rostfreien Stahl mit der Typen-Toezeichnung 304 unter ähnlichen Zerstäuber- und Schmiedebedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Vorform wog 0,4-08 kp (0,9 lh) und besaß 97 % Dichte. Die mechanischen Eigenschaften .werden im folgenden im Vergleich zu dem in üblicher Weise geschmiedeten Stahl vom Typ 304- angegeben.
gesprüht/geschmiedet Üblicher rostfreier Stahl Typ
0,2 % Prüfbeanspruchung (t.s.i.) 16 15,6 Äußerste Dehnungsfestigkeit (t.s.i.) 40 38
längung (%) 65 (1 Zoll 55 (2 Zoll
Maßstab) Maßstab) Flächenverminderung (%) 63 65
Härte (D.P.H. No.) 157 150
Beispiel 3
Durch Einsatz der vorliegenden Erfindung wurde eine asymmetrische Vorform mit den Abmessungen 8,89 x 3,81 χ 3,81 (3,5 x 1,25 x 1,25 inch) mit einem Gewicht von 0,68 kp (1,5 lh) hergestellt, die anschließend zu einem Schneidwerkzeug geschmiedet werden sollte. Geschmolzener Stahl mit der Bezeichnung En 24 wurde durch eine keramische Düse mit einem Durchmesser 0,476 cm (3/16 inch) in einer Menge vün 9,526 kp/min (21 Ib pro min) gedrückt. Der Metallstrom wurde durch Stickstoff von Raumtemperatur oder etwas darunter zerstäubt, der in einer Menge
-10-
b ü 9 8 1 (J / Ü 7 ü k>
•-10-
von -36S2 Norm-Liter pro min (130 Normkubikfuß pro min) zugeführt vairde, so daß ein Sprühstrahl sich abkühlender Metallteile auf eine konkave feste Sammelform aus niedrig gekohltem Stahl gerichtet wurde, die in der Sprüheinrichtung in einem Abstand von etwa 22,86 em (9 inch) von dem Zerstäuber angeordnet war. Während des Sprühvorganges wurde die Form relativ zum Sprühstrahl "bewegt, um die gewünschte Gestalt der "Vorform zu erreichen. Die auf die Sammelform auftreffenden Teilchen setzen sich sehr rasch zusammen (mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,254 cm/sec (0,1 inch pro see), "bildeten die Vorform, die dann direkt einem Schmiedeofen von 1250 C zugeführt wurde, Be Vorform wurde dann herausgenommen und in einem Schlag zu dem Schneidwerkzeug geschmiedet, das dann gehärtet und angelassen wurde. Die isotropen Eigenschaften werden anhand der folgenden Tabelle mit einem üblichen Stabmaterial ähnlicher Zusammensetzung verglichen.
gesprüht/geschmiedet Üblicher En24 (Stahl)
Längs quer
Streckgrenze (t.s.i.) 56 56 52
Äußerste Dehnungsfest igkeit (t.s.il--.
Längung (%) 19
Kerbschlagfestigkeit nachlzod 50
65 62
25 16
66 36
Beispiel 4-
Eine Vorform mit einem mittleren Durchmesser von 6,35 cm (2,5 inch) und einer Stärke von etwa 3581αα(ΐ,5 inch) wurde aus En8-Stahl hergestellt. Die Vorform wurde dann aufrecht bei 1200°C zwischen flachen Scheiben geschmiedet um eine Dickenverminderung "vom 30% zu erzielen. Die geschmiedete Metallplatte wurde dann normalisiert und die erzielten Eigenschaften werden in der
ÖÜÖ810/Ü7-0 2 -11-
folgenden Tabelle mit denen eines üblichen Stabmateriales aus Stahl SnS verglichen
gesprüht/geschmiedet Üblicher En8
Streckgrenze (t.s.i.) 26 26
Äußerste Dehnungsfestigkeit JJ
(t.s.i.) 25 (1ZoIl Maßstab) 30 (2 Zoll
Längung (%) Maßstab)
Die Erfindung wird ferner anhand von Beispielen und anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung von vorformen auf erfindungsgemäße Weise,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Gqenkschmiedehammer, der die gemäß Fig. 1 erzeugte Vorform weiterbearbeiten soll,
Fig. 5 einen Schnitt durch das im Gesenk der Fig. 2 entstandene Schmiedestück und
Fig. A- schließlich den fertigen metallischen Präzisionsartikel .
Geschmolzenes Metall 1 wird aus einem feuerfesten beheizten Trichter 2 durch eine feuerfeste Düse 3 geschickt und wird durch Stickstoffstrahlen mit hoher Geschwindigkeit und mit
ο 0 9 B 1 U / U 7 0 ?
Raumtemperatur oder etwas darunter zerstäubt und gekühlt, die aus einem Zerstäuber 4 kommen und durch den das geschmolzene Hetall strömt. Das Zerstäubergas tritt in den Zerstäuber 4- üher Zuführleitungen 5 ein» Dem Sprühstrahl 6 der MetalIpartikel wird eine bestimmte Menge Wärme dadurch entzogen, daß die Bedingungen, untor denen die Zerstäubung vorgenommen wird, gesteuert werden (d.h. durch Veränderung des Zerstäuberdruckes, des Sprühabstandes, des Durchmessers des Stromes des geschmolzenen Metalles, der Temperatur des geschmolzenen Metalles, sowie durch Änderung des Mengenverhältnisses des Zerstäubergases im Bezug auf das versprühte Metall usw.) Der Sprühstrahl der heißen MetallartHsLwird auf eine Sammelfläche oder auf eine .Form 7 gerichtet, wo sich eine heiße, eng zusammenhängende, feste Ablagerung in Form der Vorform 8 bildet. Nachdem der Ablagerungsvorgang zu Ende ist, wird die heiße Vorform 8 aus der Sammelform durch einen Ejektor 9 herausgehoben. Die Vorform 8 kann dann direkt in die untere Form eines Gesenkschmiedehammers 10 überführt werden und zwischen den beiden Gesenkhälften 10 und 11 zu einem Gesenkschmiedestück 12 verschmiedet werden, von dem überflüssiges Material 13 abgeschnitten werden kann, so daß der geformte und geschmiedete Artikel 14 entsteht. Es ist auch möglich, die Vorform 8 nach der Entfernung aus der Ablagerungsform erst später zu bearbeiten, wobei dann zusätzlich "Wärme aufgebracht werden kann oder nicht.
-13-bÜB H1Ü/U 7ü 2

Claims (10)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Vorformen aus Sprühablagerungen von Metall oder Metallegierungen, die geeignet sind Präzisionsartikel zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strom geschmolzenen Metalles oder einer Metallegierung auf eine Sammelfläche geleitet wird, daß dieser Strom durch Gasstrahlen mit hoher Geschwindigkeit zerstäubt wird, die eine Anfängstemperatür besitzen, die wesentlich geringer als die des geschmolzenen Metalles oder der Metallegierung ist und daß die Temperatur des Gases und die Zuführgeschwindigkeit so gewählt sind, daß vom Gas von dem geschmolzenen Metall oder Metallegierung während des Sprühvorganges und bei der Ablagerung an der Fläche so viel Wärme entzogen wird, daß die Ablagerung eine zusammenhängende Vorform bildet unä die Verfestigung und Formgebung nicht abhängig von der Temperatur oder den Wärmeeigenschaften der Sammelfläche ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform noch im warmen Zustand in einem Gesenk zur Bildung des Endartikels weiterbearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform von der Sammelfläche entfernt wird, ehe die Endbearbeitung im Gesenk vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Endbearbeitung unter Zugabe zusätzlicher Wärme erfolgt.
609810/Ü702
5- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas in der Hauptsache oder ausschließlich Stickstoff, Argon oder eine Mischung aus Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserstoff vorgesehen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß 'das Gas mit Umgebungstemperatur zugeführt wird.
7· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch oder einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (4) zum Zerstäuben und zum Kühlen des Stromes des geschmolzenen Metalles oder der Metalllegierung vorgesehen ist, ferner eine Einrichtung (3)i um diesen Strom auf eine Sammelfläche (7) zu richten, sowie Einrichtungen zur Steuerung der Wärmeabfuhr von den zerstäubten Teilchen durch die Zerstäubergase.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> gekennzeichnet durch ein Gesenk (-10, 11) zur Endbearbeitung der Vorform (8).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Ejektor (9), mit dem die Vorform (8) vor der Endbearbeitung von der Sammelflache (7) entnommen werden kann.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet d\irch Einrichtungen zum Aufheizen der Vorform.
609810/0702
Leerseite
DE19752537103 1974-08-21 1975-08-20 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gespruehten metallkoerpern Pending DE2537103A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB3677074A GB1472939A (en) 1974-08-21 1974-08-21 Method for making shaped articles from sprayed molten metal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2537103A1 true DE2537103A1 (de) 1976-03-04

Family

ID=10391059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752537103 Pending DE2537103A1 (de) 1974-08-21 1975-08-20 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gespruehten metallkoerpern

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS5612220B2 (de)
AU (1) AU8409175A (de)
DE (1) DE2537103A1 (de)
FR (1) FR2282315A1 (de)
GB (1) GB1472939A (de)
SE (1) SE7509264L (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0156760A2 (de) * 1984-03-12 1985-10-02 MANNESMANN Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines warmarbeitswerkzeuges
EP0308933A1 (de) * 1987-09-22 1989-03-29 BRANSON ULTRASCHALL Niederlassung der EMERSON TECHNOLOGIES GmbH & CO. Verfahren und Vorrichtung zum Zerstäuben mindestens eines Strahls eines flüssigen Stoffs, vorzugsweise geschmolzenen Metalls
AT395230B (de) * 1989-11-16 1992-10-27 Boehler Gmbh Verfahren zur herstellung von vormaterial fuer werkstuecke mit hohem anteil an metallverbindungen
DE10019042A1 (de) * 2000-04-18 2001-11-08 Edelstahl Witten Krefeld Gmbh Stickstofflegierter, sprühkompaktierter Stahl, Verfahren zu seiner Herstellung und Verbundwerkstoff hergestellt aus dem Stahl

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4418124A (en) 1980-10-06 1983-11-29 General Electric Company Plasma spray-cast components
FR2498123A1 (fr) * 1981-01-19 1982-07-23 Matra Procede de fabrication de pieces metalliques de forme par projection sur un modele destructible
JPS5886969A (ja) * 1981-10-14 1983-05-24 Sumitomo Metal Ind Ltd 液滴鋳造法
US4420441A (en) * 1982-02-23 1983-12-13 National Research Development Corp. Method of making a two-phase or multi-phase metallic material
JPS59132423A (ja) * 1983-01-19 1984-07-30 Kinki Kogyo Kk カ−ドに書き込まれた磁気情報の読取り方法および読取りスケ−ル
GB8507674D0 (en) * 1985-03-25 1985-05-01 Atomic Energy Authority Uk Metal matrix composite
GB8507647D0 (en) * 1985-03-25 1985-05-01 Osprey Metals Ltd Manufacturing metal products
US5401539A (en) * 1985-11-12 1995-03-28 Osprey Metals Limited Production of metal spray deposits
GB2195662B (en) * 1985-11-12 1990-01-04 Osprey Metals Ltd Production of metal spray deposits
US4905899A (en) * 1985-11-12 1990-03-06 Osprey Metals Limited Atomisation of metals
JPS6293224U (de) * 1985-11-29 1987-06-15
JPS6296728U (de) * 1985-12-03 1987-06-20
US4926927A (en) * 1988-09-20 1990-05-22 Olin Corporation Vertical substrate orientation for gas-atomizing spray-deposition apparatus
US4945973A (en) * 1988-11-14 1990-08-07 Olin Corporation Thermal conductivity of substrate material correlated with atomizing gas-produced steady state temperature
US4917170A (en) * 1988-09-20 1990-04-17 Olin Corporation Non-preheated low thermal conductivity substrate for use in spray-deposited strip production
US4966224A (en) * 1988-09-20 1990-10-30 Olin Corporation Substrate orientation in a gas-atomizing spray-depositing apparatus
US4938278A (en) * 1988-09-20 1990-07-03 Olin Corporation Substrate for use in spray-deposited strip
DE3935255A1 (de) * 1988-11-07 1990-05-10 Westinghouse Electric Corp Verfahren zum herstellen eines spritzauftrags mit hilfe eines verbesserten lichtbogen-spritzgeraets
US4907639A (en) * 1989-03-13 1990-03-13 Olin Corporation Asymmetrical gas-atomizing device and method for reducing deposite bottom surface porosity
US4901784A (en) * 1989-03-29 1990-02-20 Olin Corporation Gas atomizer for spray casting
US4977950A (en) * 1989-03-13 1990-12-18 Olin Corporation Ejection nozzle for imposing high angular momentum on molten metal stream for producing particle spray
US4925103A (en) * 1989-03-13 1990-05-15 Olin Corporation Magnetic field-generating nozzle for atomizing a molten metal stream into a particle spray
GB9008957D0 (en) * 1990-04-20 1990-06-20 Shell Int Research Copper alloy and process for its preparation
FR2661922B1 (fr) * 1990-05-11 1992-07-10 Trefimetaux Alliages de cuivre a decomposition spinodale et leur procede d'obtention.
US5371937A (en) * 1990-07-02 1994-12-13 Olin Corporation Method for producing a composite material
WO1992006797A1 (en) * 1990-10-18 1992-04-30 United States Department Of Energy A low temperature process of applying high strength metal coatings to a substrate and article produced thereby
US5131451A (en) * 1990-12-14 1992-07-21 Olin Corporation Belt casting of molten metal
US5154219A (en) * 1990-12-31 1992-10-13 Olin Corporation Production of spray cast strip
US5235895A (en) * 1991-04-08 1993-08-17 Electronics & Space Corp. Ballistic armor and method of producing same
FR2675821B1 (fr) * 1991-04-26 1993-07-02 Pechiney Recherche Methode de preparation d'echantillons de reference pour analyse spectrographique.
DE4235303A1 (de) * 1992-10-20 1994-04-21 Wieland Werke Ag Rotationssymmetrisches Halbzeug mit über den Querschnitt variierenden Eigenschaften
US5989306A (en) * 1997-08-20 1999-11-23 Aluminum Company Of America Method of making a metal slab with a non-uniform cross-sectional shape and an associated integrally stiffened metal structure using spray casting
AU7069200A (en) * 1999-08-24 2001-03-19 Smith & Nephew, Inc. Combination of processes for making wrought components
DE102005008250A1 (de) * 2005-02-22 2006-08-24 Hoesch Hohenlimburg Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung metallischer Verbundblöcke
KR100667415B1 (ko) 2005-07-05 2007-01-10 현대모비스 주식회사 고압분무 중공 주조 장치 및 이를 통한 주조 방법
WO2007038987A1 (en) 2005-09-30 2007-04-12 Inspire Ag Fur Mechatronische Produktionssysteme Und Fertigungstechnik Printing cell and printing head for printing of molten metals
EP2236634B1 (de) 2009-04-01 2016-09-07 Bruker BioSpin AG Legierungen auf Zinnbasis mit feinen Verbindungseinschlüssen für Nb3Sn-Supraleitungsdrähte
US9267184B2 (en) 2010-02-05 2016-02-23 Ati Properties, Inc. Systems and methods for processing alloy ingots
US10207312B2 (en) 2010-06-14 2019-02-19 Ati Properties Llc Lubrication processes for enhanced forgeability
US8747956B2 (en) * 2011-08-11 2014-06-10 Ati Properties, Inc. Processes, systems, and apparatus for forming products from atomized metals and alloys
US9027374B2 (en) * 2013-03-15 2015-05-12 Ati Properties, Inc. Methods to improve hot workability of metal alloys
FR3020291B1 (fr) * 2014-04-29 2017-04-21 Saint Jean Ind Procede de fabrication de pieces metalliques ou en composite a matrice metallique issues de fabrication additive suivie d'une operation de forgeage desdites pieces
CN110076566A (zh) * 2019-05-13 2019-08-02 华中科技大学 一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE790453A (fr) * 1971-10-26 1973-02-15 Brooks Reginald G Fabrication d'articles en metal

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0156760A2 (de) * 1984-03-12 1985-10-02 MANNESMANN Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines warmarbeitswerkzeuges
EP0156760A3 (en) * 1984-03-12 1987-09-16 Mannesmann Aktiengesellschaft Process and apparatus for the manufacturing of hot-working tools
EP0308933A1 (de) * 1987-09-22 1989-03-29 BRANSON ULTRASCHALL Niederlassung der EMERSON TECHNOLOGIES GmbH & CO. Verfahren und Vorrichtung zum Zerstäuben mindestens eines Strahls eines flüssigen Stoffs, vorzugsweise geschmolzenen Metalls
DE3735787A1 (de) * 1987-09-22 1989-03-30 Stiftung Inst Fuer Werkstoffte Verfahren und vorrichtung zum zerstaeuben mindestens eines strahls eines fluessigen stoffs, vorzugsweise geschmolzenen metalls
AT395230B (de) * 1989-11-16 1992-10-27 Boehler Gmbh Verfahren zur herstellung von vormaterial fuer werkstuecke mit hohem anteil an metallverbindungen
DE10019042A1 (de) * 2000-04-18 2001-11-08 Edelstahl Witten Krefeld Gmbh Stickstofflegierter, sprühkompaktierter Stahl, Verfahren zu seiner Herstellung und Verbundwerkstoff hergestellt aus dem Stahl

Also Published As

Publication number Publication date
GB1472939A (en) 1977-05-11
JPS5146554A (de) 1976-04-21
FR2282315B1 (de) 1979-05-25
AU8409175A (en) 1977-02-24
FR2282315A1 (fr) 1976-03-19
SE7509264L (sv) 1976-02-23
JPS5612220B2 (de) 1981-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2537103A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gespruehten metallkoerpern
USRE31767E (en) Method and apparatus for making shaped articles from sprayed molten metal or metal alloy
US3909921A (en) Method and apparatus for making shaped articles from sprayed molten metal or metal alloy
DE69532617T2 (de) Target für die Kathodenzerstäubung mit ultrafeinen orienterten Körnern
DE60133546T2 (de) Schnelles abkühlungssystem zur herstlleung von kokillen, druckgiessformen und ähnlichen werkzeugen
DE69535062T2 (de) Produktherstellung durch metallabscheidung
DE2528843C2 (de)
DE2130421C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundmetallstreifens
DE3434110A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines metallgegenstandes
DE3306142C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines zweiphasigen oder mehrphasigen metallischen Materials
EP0188994B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines metallischen Blockes
DE602004010459T2 (de) Verfahren zur Herstellung von mit Nanopartikeln verstärkten Materialien sowie hergestellte Formkörper
EP0421374A2 (de) Herstellungsverfahren für Eisenerzeugnisse mit abriebsbeständiger Oberflächenschicht und Verfahrensprodukt
DE2333198A1 (de) Verbesserungen bei aluminiumlegierungen (sprueh-guss)
DE60310404T2 (de) Giessverfahren und -vorrichtung mit formwerkzeugentfernung
EP2467224A1 (de) Dünnwandiges strukturbauteil und verfahren zu seiner herstellung
DE19943110B4 (de) Verfahren zum Spritzformen von leicht schweiß- und bearbeitbaren Metallablagerungen
DE2043882C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Stahlgußblockes, insbesondere einer Bramme aus unberuhigtem Stahl und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP3725439A2 (de) Herstellung eines metall-pulvers einer aluminiumlegierung zur verwendung als werkstoff in der additiven fertigung
DE102005004116A1 (de) Verfahren zum Kaltgasspritzen und Kaltgasspritzpistole
GB2172825A (en) Metal matrix composite manufacture
DE2636131A1 (de) Pulvermetallgegenstand mit einer abriebbestaendigen oberflaeche
DE2606600C3 (de) Metallurgische Form, Verfahren zu ihrer Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2550858C3 (de) Verfahren zur Herstellung und/oder Wärmebehandlung von metallischen Form-
DE102018125605A1 (de) Verfahren zur additiven Fertigung eines Bauteils