DE2656330C2

DE2656330C2 - Process and device for the production of powders or granulates from metals and alloys

Info

Publication number: DE2656330C2
Application number: DE19762656330
Authority: DE
Inventors: Ernst-Günter Dipl.-Phys. Dr. 6236 Eschborn Lierke; E.W. Dipl.-Ing. Dr. 8000 München Ruckdeschel
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE2656330A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Pulvern oder Granulaten aus Metallen und Legierungen durch Erschmelzen und anschließendes Zerstäuben in einem Ultraschallfeld.The invention relates to a method and a device for producing powders or granulates from metals and alloys by melting and subsequent sputtering in an ultrasonic field.

Pulver und Granulate aus Metallen oder Legierungen haben ein breites Anwendungsgebiet als Zusatzstoffe für metallurgische Prozesse und als Ausgangsstoffe zur Herstellung von Halbzeug oder Fertigprodukten durch Kontaktieren. Sintern, Walzen, Strangpressen oder dergleichen. Es ist bekannt, daß Pulver oder Granulate aus Metallen und Legierungen durch Zerstäubung ihrer Schmelzen mittels Düsen oder Rotationszerstäubern. f.. B. Hohlzylinder, rotierende Saugheber mit Spriudüsen. hergestellt werden können. Spezielle Ausführungsformen der Düsenzerstäubung beruhen auf dem Aufreißen eines dünnen Flüssigkeitsfilms durch einen aus einem Schütz ausgeblasenen Luftstrom. Aus der »Chemical Engineering« (4. 9. bl). Seiten 84 und 86 ist ferner ein mit Preßluft erregter Preifenresonator bekannt, der mit einem niedrigen Wirkungsgrad aerodynamische Energie in akustische F^:.nergie umwandelt und die Flüssigkeit teilweise aerodynamisch und teilweise akustisch zerbläst. Hierzu wird Preßluft durch eine Düse geleitet und trifft auf einen in sehr geringem Abstand von der Düsenöffnung angeordneten Hohlraumresonator. Dadurch entstehen sphärische fortschreitende Ultraschallwellen. Die Flüssigkeit wird in dieses fortschreitende Feld eingeleitet und dort zerstäubt Diese Vorrichtung benötigt einen erheblichen Gasdurchsatz und kann nicht im geschlossenen Schutzgascontainer betrieben werden.Powders and granulates made of metals or alloys have a wide range of applications as additives for metallurgical processes and as starting materials for the manufacture of semi-finished or finished products by contacting. Sintering, rolling, extrusion or the like. It is known that powders or granulates made of metals and alloys are produced by atomizing their melts using nozzles or rotary atomizers. f .. B. Hollow cylinders, rotating suction cups with spray nozzles. can be produced. Special embodiments of nozzle atomization are based on the tearing of a thin film of liquid by an air stream blown out of a contactor. From "Chemical Engineering" (4. 9. bl). Pages 84 and 86 is also an energized with compressed air Preifenresonator known, the aerodynamic efficiency of a low energy into acoustic ^F: .nergie converts the liquid and partially aerodynamically and acoustically partially zerbläst. For this purpose, compressed air is passed through a nozzle and strikes a cavity resonator arranged at a very short distance from the nozzle opening. This creates spherical progressive ultrasonic waves. The liquid is introduced into this advancing field and atomized there. This device requires a considerable gas throughput and cannot be operated in a closed protective gas container.

In der DE-AS 12 80 501 ist eine Zerstäubervariante beschrieben, die allgemein als Kapillarwellenzerstäuber bezeichnet wird. Bei Kapillarwellenzerstäubern erfordert die Vernebelung eine von der Frequenz und verschiedenen Flüssigkeitsparametern abhängige Anregungsamplitude der schwingenden Festkörperfläche und eine geeignete Dicke des Flüssigkeitsfilms. Bei zu dicken Filmen können sich kleine Tröpfchen bilden, bei zu dünnem Film werden durch Dämpfung in der Flüssigkeit keine effektiven Kapillarwellen angeregt. Dis Flüssigkeit muß kontinuierlich so auf die Zerstäuberfläche gebracht werden, daß eine möglichst optimale Filmdicke auf einem möglichst großen Bereich der schwingenden Fläche aufrechterhalten wird. Dies ist z. B. bei hochviskosen Flüssigkeiten nicht möglich. Die bekannte Vorrichtung eignet sich auch deshalb nur zur Zerstäubung von niederviskosen Flüssigkeiten.In DE-AS 12 80 501 there is an atomizer variant described, which is commonly referred to as a capillary wave atomizer. Required for capillary wave atomizers nebulization has an excitation amplitude that is dependent on the frequency and various fluid parameters the vibrating solid surface and a suitable thickness of the liquid film. In to thick films can cause small droplets to form; if the film is too thin, damping in the Liquid does not stimulate effective capillary waves. The liquid must be continuously applied to the atomizing surface be brought that the best possible film thickness over the largest possible area of the vibrating surface is maintained. This is e.g. B. not possible with highly viscous liquids. the known device is therefore only suitable for the atomization of low-viscosity liquids.

Alle bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß sie nicht ohne Wandkontakt mit den Zerstäubereinrichtungen auskommen. Dieser Nachteil ist meist bei Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. Blei, oder mit geringer Aggressivität gegenüber den Materialien der Zerstäubereinrichtungen, z. B. Kupfer oder Eisen, nicht erheblich. Eine große Anzahl von Metallen oder Legierungen lassen sich allerdings nur unter großen Schwierigkeiten oder gar nicht versprühen, da durch die hohe Temperatur und die Aggressivität ihrer Schmelzen die üblichen Düsenwerkstoffe zerstört und dabei die Schmelzen selbst verunreinigt wirrten. Zur Herstellung solcher Pulver und Granulate, z. B. auf der Basis von Titan, Zirkonium. Vanadin, Niob. Tantal. Chrom oder Wolfram, ist daher ein Verfahren erforderlich, bei dem jeglicher Wandkontakt der Schmelzen mit Versprühungs- bzw. Zerstäubungseinrichtungen vermieden werden kann. Dies gelang erstmals durch Abschmelzen einer selbstverzehrenden, rotierenden Elektrode in einem Vakuumlichtbogenschmelzofen (Metal Progress. April 1966, Seite 62—65). Das Abschleudern der Tröpfchen erfolgt bei diesem Verfahren durch die Zentrifugalkraft der rasch rotierenden Elektrode, wobei die Tröpfchen im freien Flug erstarren. Dies REP-Verfahren (Rotating Electrode Process) weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Da die selbstverzehrende Elektrode mit hoher Geschwindigkeit rotieren muß. läßt sich eine kontinuierliche Zuführung der Elektrode, die für eine wirtschaftliche Fertigung erforderlich ist. nicht verwirklichen. Nach dem Abschmelzen der Elektrode muß die Apparatur jedesmal mit Luft geflutet werden, um einen Elektrodenwechsel vornehmen zu können. Anschließend muß dann wieder mit Schutzgas gespült und evakuiert werden. Es erweist sich außerdem als schwierig, sehr feine Tröpfchen mit Durchmessern unter 100 um zu erzeugen, da am Ende der verhältnismäßig dicken Elektrode größere Tropfen entstehen, deren Durchmesser durch Oberflächenspannung und Zentrifugalkräfte bestimmt sind. Ferner bereitet die Herstellung der für dieses Verfahren erforderlichen starren Elektroden, die über den Querschnitt homogen sein müssen, beiAll known methods have the disadvantage that they cannot be without wall contact with the atomizing devices get along. This disadvantage is mostly found in metals with a low melting point, e.g. B. lead, or with low aggressiveness towards the materials of the atomizing devices, e.g. B. copper or iron, not considerable. A large number of metals or alloys can, however, only be found under large ones Difficulties or not spraying at all, due to the high temperature and the aggressiveness of their melts the usual nozzle materials were destroyed and the melt itself was contaminated. For the production such powders and granules, e.g. B. on the basis of titanium, zirconium. Vanadium, niobium. Tantalum. Chrome or Tungsten, a process is therefore required in which any wall contact of the melts with atomization or atomizing devices can be avoided. This was achieved for the first time by melting a self-consuming, rotating electrode in a vacuum arc melting furnace (Metal Progress. April 1966, pages 62-65). The hurling of the In this process, droplets are produced by the centrifugal force of the rapidly rotating electrode, whereby the droplets freeze in free flight. However, this REP process (Rotating Electrode Process) has one Number of disadvantages. Since the consumable electrode must rotate at high speed. leaves a continuous supply of the electrode, which is necessary for economical production. not realize. After the electrode has melted, the apparatus must be flooded with air each time. to be able to change electrodes. Then it must then be flushed again with protective gas and be evacuated. It also proves difficult to find very fine droplets with diameters below 100 to generate since at the end of the proportionately When the electrode is thick, larger droplets are produced, the diameter of which is caused by surface tension and centrifugal forces are determined. Furthermore, the manufacture of the rigid electrodes required for this process prepares which must be homogeneous over the cross-section

einer Reihe von Werkstoffen Schwierigkeiten. Die Elektroden müssen gegossen, verformt oder gesintert werden. Diese Techniken sind jedoch bei manchen Legierungssystemen nicht durchführbar.a number of materials difficulties. The electrodes must be cast, deformed, or sintered will. However, these techniques are not feasible with some alloy systems.

Zur Bewältigung dieser Schwierigkeiten wird in der DE-OS 25 32 875 vorgeschlagen, einen kontinuierlich zugeführten Draht oder ein Metallrohr in einem elektrischen Lichtbogen abzuschmelzen und die Tropfen mittels Magnetfelder oder durch rotierende Bewegung des Drahtendes abzuschleudern. Nach diesem Verfahren hergestellte Metallteilchen besitzen jedoch je nach Dicke der verwendeten Elektrode und der Lichtbogendaten Durchmesser zwischen 0,1 und 1,6 mm. Noch feineres Metallgranulat läßt sich nach diesem Verfahren schwer erzeugen. Das Verfahren weist außerdem den Nachteil auf, daß hohe Stromdichten erforderlich sind, die leicht zur Beschädigung der Stromkontakte und der Gegenelektrode führen.To overcome these difficulties, DE-OS 25 32 875 proposes a continuous fed wire or a metal tube in an electric arc and melt the drops thrown off by means of magnetic fields or by rotating the end of the wire. To However, metal particles produced by this method have, depending on the thickness of the electrode used, and the arc data diameter between 0.1 and 1.6 mm. Even finer metal granulate can be removed difficult to produce with this method. The method also has the disadvantage that high current densities are required, which easily lead to damage to the power contacts and the counter electrode.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu überwinden und ein Verfahren zu entwickeln, bei dem der Wandkontakt mit den Zerstäubungseinrichtungen vermieden werden kann.The invention is now based on the object of overcoming the disadvantages of the known methods and to develop a method in which wall contact with the atomizing devices can be avoided can.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die Schmelze in einem stehenden Ultraschallfeld, das zwischen einem resonanten Festkörperwandler und einem starren Reflektor erzeugt wird, ohne Berührung mit dem Wandler und/oder Reflektor zerstäubt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 3 beschrieben. Ansprüche 4 bis 6 betreffen eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.This object was achieved in that the melt in a stationary ultrasonic field, the between a resonant solid-state transducer and a rigid reflector, without contact is atomized with the transducer and / or reflector. Advantageous developments of the method are in the dependent claims 2 to 3 described. Claims 4 to 6 relate to a device for performing the method according to the invention.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Metall oder die Legierung getrennt geschmolzen und durch geeignete Vorrichtungen, z. B. durch eine Bodendüse eines Tiegels, in den Bereich der Ultraschallwelle gefördert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht aber auch ein tiegelloses Abschmelzen des Metals oder der Legierung, wobei diese in Drahtoder Folienform kontinuierlich in den Bereich des stehenden Ultraschallfeldes geführt und dort induktiv, durch einen Elektronenstrahl oder einen Laserstrahl, erschmolzen werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Metall oder die Legiereng in Drahtform kontinuierlich in den Bereich des stehenden Ultraschallfeldes geführt und dort in einem elektrischen Lichtbogen abgeschmolzen, wobei der abschmelzende Draht die Kathode und/oder die Anode des elektrischen Lichtbogens darstellt.According to the method according to the invention, the metal or the alloy can be melted and separately by suitable devices, e.g. B. through a floor nozzle of a crucible, in the area of the ultrasonic wave be promoted. However, the method according to the invention also enables crucible-free melting of the metal or the alloy, which in wire or foil form continuously in the area of the standing ultrasonic field and there inductively, by an electron beam or a laser beam, be melted. According to a preferred embodiment of the invention, the metal or Alloyed in wire form continuously in the area of the standing ultrasonic field and there in an electric arc melted, wherein the consumable wire the cathode and / or the Represents the anode of the electric arc.

Es ist nicht wesentlich, ob sich der Zerstäubungsbereich d.*,s Ultraschallfeldes an der Stelle des Schmelzvorg.ings oder davon entfernt befindet. Im letzteren Fall wird für einen Transport der Schmelze in den Schnelleknoten der Ultraschallwelle gesorgt.It is not essential whether the atomization area d. *, S ultrasonic field is located at the point of the melting process or away from it. In the latter case, for a transport of the melt in the Fast knot of the ultrasonic wave taken care of.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der abschmelzende Draht eine Beschichtung aus einem anderen Material aufweisen. Dadurch tritt beim Abschmelzen eine Mischung zwischen dem Kernmaterial und der Beschichtung des Drahtes auf. Anstelle des Drahtes kann auch ein Metallröhrchen verwendet werden, das mit einem metallischen Pulver anderer Zusammensetzung gefüllt ist. Somit wird ermöglicht, daß nicht nur massive Drahtelektroden, sondern auch sogenannte FUlldrähte abgeschmolzen und zerstäubt werden, so daß Pulver oder Granulate aus hochschmelzenden oder sprödem Legierungen auf einfache und wirtschaftliche Weise hergestellt werden können.According to the method according to the invention, the consumable wire can be a coating of a have other material. As a result, a mixture occurs between the core material when it melts and the coating of the wire. A metal tube can also be used instead of the wire filled with a metallic powder of a different composition. This enables that not only massive wire electrodes, but also so-called filler wires melted and atomized be, so that powder or granules from refractory or brittle alloys in simple and can be produced economically.

Die verwendeten Metallröhrchen besitzen im allge-The metal tubes used generally have

meinen einen Außendurchmesser von 1,2 bis 10,0 mm. Wird das Metall oder die Legierung in Form --;ines Drahtes abgeschmolzen, so weist dieser ebenfalls einen Durchmesser von 1,2 bis 10,0 mm, vorzugsweise 1,6 bis 5,0 mm auf.mean an outside diameter of 1.2 to 10.0 mm. Will the metal or alloy be in the form -; ines Melted wire, this also has a diameter of 1.2 to 10.0 mm, preferably 1.6 to 5.0 mm.

Der elektrische Lichtbogen kann erfindungsgemäß sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom betrieben werden. In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein impulsüberlagerter Gleichstrom angewandt, der ein rhythmisches Ablösen der aufgeschmolzenen Tropfen am Ende der abschmelzenden Drahtelektroden bewirktAccording to the invention, the electric arc can be either with alternating current or with direct current operate. In a variant of the method according to the invention, a pulse-superimposed direct current is used applied, the rhythmic detachment of the melted drops at the end of the melting Wire electrodes causes

Die Gegenelektrode des Lichtbogens besteht vorzugsweise aus Kupfer und wird mit Wasser gekühlt. Aber auch der Ultraschallsender kann als wassergekühlte Gegenelektrode des elektrischen Lichtbogens ausgebildet sein.The counter electrode of the arc is preferably made of copper and is cooled with water. But the ultrasonic transmitter can also be designed as a water-cooled counter electrode of the electric arc be.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellen die abzuschmelzenden Drähte zwei selbstverzehrende Elektroden -:ür den elektrischen Lichtbogen dar. In diesem FaI! kann auf eine wassergekühlte Gegenelektrode verzichtet werden.According to a preferred embodiment of the invention, the wires to be melted constitute two Consuming electrodes -: for the electric arc. In this case! can on a water-cooled counter electrode can be dispensed with.

Ein gleichmäßiges Abschmelzen dieser selbstverzehrenden Drahtelektroden läßt sich durch Anwendung von Wechselstrom und einem Transformator mit konstanter oder leicht fallender Charakteristik erzielen. Der Transformator besitzt vorzugsweise eine Kennlinienneigung von nicht größer 10 V/100 A. Die beiden Drahtenden können dadurch mit konstanter und gleicher Geschwindigkeit in den Lichtbogenbereich gefördert werden. Die Zerstäubung mittels stehender Ultraschallwelle findet vorzugsweise zwischen den beiden Drahtenden im Lichtbogenbereich statt.A uniform melting of these self-consuming wire electrodes can be achieved through use of alternating current and a transformer with constant or slightly falling characteristics. The transformer preferably has a characteristic curve inclination of no greater than 10 V / 100 A. The two As a result, wire ends can enter the arc area at a constant and constant speed be promoted. The atomization by means of a standing ultrasonic wave preferably takes place between the both wire ends in the arc area.

Der Abschmelzvorgang wird vorzugsweise in einer Kammer mit inerter oder reduzierender Atmosphäre mit optimal einstellbarem Gasdruck durchgeführt.The melting process is preferably carried out in a chamber with an inert or reducing atmosphere carried out with optimally adjustable gas pressure.

Erfindungsgemäß erfolgt die Vernebelung bzw. Zerstäubung des so erschmolzenen Metalls in einer stehenden Ultraschallwelle, deren Resonanz durch Nachregeln des Wandler-Reflektor-Abstandes auch bei variabler Temperatur erhalten bleibt.According to the invention, the nebulization or atomization of the metal melted in this way takes place in one standing ultrasonic wave, whose resonance by readjusting the transducer-reflector distance variable temperature is maintained.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt in scheinatischer VereinfachungThe invention is explained in more detail with reference to the drawings. It shows in apparent simplification

Fig. 1 einen offenen Zerstäuber nut ebenem Reflektor, bei dem die Schmelze über Röhrchen in den Zerstäubungsbereich geleitet oder von Drähten abgeschmolzen wird;1 shows an open atomizer with a flat reflector, in which the melt is passed through small tubes into the atomization area or melted off by wires will;

Fig.2 eine Anordnung, bei der die Ultraschallwelle senkrecht zu der Achse des elektrischen Lichtbogens erzeugt wird;Fig.2 shows an arrangement in which the ultrasonic wave generated perpendicular to the axis of the electric arc;

F i g. 3 eine Anordnung, bei der die Ultraschallwelle in der gleichen Achse wie der elektrische Lichtbogen erzeugt wird undF i g. 3 shows an arrangement in which the ultrasonic wave in the same axis as the electric arc is generated and

F i g. 4 eine Anordnung, bei der zwei abzuschmelzende Drähte die selbstverzehrenden Elektroden für den elektrischen Lichtbogen darstellen.F i g. 4 shows an arrangement in which two to be melted Wires represent the self-consuming electrodes for the electric arc.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerstäuhervorrichtung, die aus einem piezoelektrisch oder magnetostriktiv erregten Ultraschall-Koppelschwinger i mit Amplitüdentransförmätör 2, wie er nach dem Stand der Technik mit Resonanzfrequenzen bis etwa 100 kHz allgemein bekannt ist, besteht. Gegenüber der schallabstrahlenden Wandlerfläche 3 befindet sich im A hstand von mehreren Schallwellenlängen des gasförmigen Mediums ein starrer Reflektor 4, der eben oder sphärisch gekrümmt sein kann. Zwischen dem Wandler 1 und dem Reflektor 4 baut sich eine stehende Welle 5 mit »Druckbäuchen« und »Schnelle-Fig. 1 shows an embodiment of the atomizer device according to the invention, which consists of a piezoelectrically or magnetostrictively excited ultrasonic coupling transducer i with amplitude transformer 2, as is generally known from the prior art with resonance frequencies of up to about 100 kHz. Compared with the sound-emitting transducer surface 3 is located in the A hstand of several sound wave lengths of the gaseous medium a rigid reflector 4, which may be flat or curved spherically. Between the transducer 1 and the reflector 4, a standing wave 5 builds up with "pressure bulges" and "fast-

knoten« auf. Aufgrund der Resonanzüberhöhung innerhalb der stehenden Welle kann die mit guten Ultraschallkonzentrationen im Dauerbetrieb mögliche Schnelleamplitude von mehr als 10 m/s an der abstrahlenden Fläche 3 des Ultraschallwandlers auf ein Vielfaches verstärkt werden, so daß prinzipiell je nach Art und Druck des schallfUhrenden Gases Schallpegel von über 190 dB möglich sind.knot «. Due to the increased resonance within the standing wave, the with good Ultrasonic concentrations in continuous operation possible rapid amplitude of more than 10 m / s at the radiating surface 3 of the ultrasonic transducer are amplified many times over, so that in principle depending on Type and pressure of the sound-carrying gas, sound levels of over 190 dB are possible.

Im Gradientenfeld dieser hohen Druck- bzw. Schnellewerte der stehenden Welle werden Flüssigkeiten bzw. Schmelzen, die in Form eines dünnen Strahls, eines Films oder größerer Tropfen eingeleitet werden, zu sehr kleinen Tröpfchen vernebelt. Diese Tröpfchen erstarren aufgrund ihres kleinen Durchmessers sehr schnell, können aber auch durch radiales Einblasen eines Gasstrahls gegen eine gekühlte Metallflächc gespritzt werden, um noch höhere Abkühlungsgeschwindigkeiten zu erziele.".. Außerdem wird ?in integrierte«; nlciiMisches Wellenfeld, das schwingungserrjgte Gas, die aus Trägheitsgründen nicht mitschwingenden Metalltröpf- >o chen durch aerodynamische Effekte sehr schnell abkühlen (akustische Konvektion). Die Vernebelung kann in beliebigen Gasen, z. B. auch in Schutzgasen erfolgen. Durch Erhöhen des statischen Gasdruckes läßt sich der Schallpegel proportional erhöhen, obwohl bei y, den z. Z. erreichbaren Wandler-Schnelleamplituden auch Gasdrücke unter I at ausreichen.In the gradient field of these high pressure or speed values of the standing wave, liquids or melts that are introduced in the form of a thin jet, a film or larger droplets are atomized into very small droplets. These droplets solidify very quickly due to their small diameter, but can also be sprayed against a cooled metal surface by injecting a gas jet radially in order to achieve even higher cooling speeds For reasons of inertia, metal droplets that do not oscillate cool down very quickly through aerodynamic effects (acoustic convection). The nebulization can take place in any gases, e.g. also in protective gases. By increasing the static gas pressure, the sound level can be increased proportionally, although with y, the currently achievable converter high-speed amplitudes, even gas pressures below I at are sufficient.

Nach der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung wird ein Metalldraht 6 kontinuierlich durch Förderrollen 7 in den Bereich des elektrischen Lichtbogens 8 transportiert in und im Lichtbogen abgeschmoh:en. Der Lichtbogen brennt zwischen dem Drahtende und der wassergekühlten Elektrode 9 im Leistungskreis eines Transformators oder Gleichrichters 10. Die stehende Ultraschallwelle 5 entsteht senkrecht zur Drahtacüise zwischen Ultra- r> schallwandler 1 und Reflektor 4. Der Wandler/Reflektorabstand läßt sich durch Drehen der Mutter 11 variieren. Zur Einstellung optimaler Sprühverhältnisse erweist sich außerdem eine Verstellmöglichkeit 12 in Richtung der Lichtbogenachse, hier z. B. über eine Zahnstange, als vorteilhaft. Die Verstellmöglichkeiten 11 und 12 werden gegebenenfalls über Fernbedienung betätigt.After the in F i g. 2, a metal wire 6 is continuously conveyed by conveyor rollers 7 in the device shown Area of the electric arc 8 transported in and dismantled in the arc. The arc burns between the wire end and the water-cooled one Electrode 9 in the power circuit of a transformer or rectifier 10. The standing ultrasonic wave 5 arises perpendicular to the wire acuise between ultra r> sound transducer 1 and reflector 4. The transducer / reflector distance can be adjusted by turning the nut 11 vary. In addition, an adjustment facility 12 in has been found for setting optimal spray conditions Direction of the arc axis, here z. B. via a rack, as advantageous. The adjustment options 11 and 12 are operated by remote control if necessary.

Gemäß einer anderen Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in F i g. 3 schematisch *i dargestellt ist. wird die stehende Ultraschallwelle 5 in der gleichen Achse wie der elektrische Lichtbogen 8 angeordnet. Dabei wird der Wandler 1 als wassergekühlte Elektrode des Lichtbogens ausgebildet. Der Reflektor 4 stellt eine in der Mitte gelochte Scheibe dar, durch die der abzuschmelzende Metalldraht 6. angetrieben von Förderrollen 7, kontinuierlich durchgeschoben wird. Zur Verbesserung der Zentrierung des Lichtbogens 8 kann in der Mitte des Wandlers 1 eir. Wolframstift 13 eingelötet werden. Der elektrische Lichtbogen 8 wird auch hier mit Wechselstrom oder noch vorteilhafter mit Gleichstrom mittels einer Stromquelle 10 betrieben. Der Wandler/Reflektorabstand läßt sich durch das Element ti verstellen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die abschmelzenden Metalltröpfchen auf ihrer durch Schwerkraft und Lichtbogenkräfte bewirkten Flugbahn sich immer in der Achse der stehenden Ultraschallwelle befinden und dabei leichter in den Bereich eines Schnelleknotens gelangen. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, einen Schnelleknoten in den Bereich des Drahtendes zu legen, da dann eine Zerstäubung bereits vor dem Ablösen größerer Tropfen vom Drahtende erfolgt.According to another embodiment of the device according to the invention, which is shown in FIG. 3 schematic * i is shown. the ultrasonic standing wave 5 becomes in the same axis as the electric arc 8 arranged. The converter 1 is designed as a water-cooled electrode of the arc. Of the The reflector 4 is a disc perforated in the center, through which the metal wire 6 to be melted is driven is pushed through continuously by conveyor rollers 7. To improve the centering of the arc 8 can eir in the middle of the converter 1. Tungsten pin 13 to be soldered. The electric one Arc 8 is also here with alternating current or even more advantageously with direct current by means of a Power source 10 operated. The transducer / reflector distance can be adjusted using the element ti. These Arrangement has the advantage that the melting metal droplets on their by gravity and Arc forces caused trajectory are always in the axis of the standing ultrasonic wave and it is easier to get into the area of a fast knot. It turns out to be particularly beneficial to one To put a quick knot in the area of the wire end, because then an atomization even before the detachment larger drop occurs from the end of the wire.

In F i g. 4 wird eine besonders vorteilhafte Anordnung gezeigt, bei der auf eine wassergekühlte Gegenelektrode verzichtet werden kann. Dabei werden gleichzeitig zwei selbstverzehrende Drahtelektroclcn 6 abgeschmolzen, die in Serienschaltung im Lichtbogenstromkreis 10/6/8/6 angeordnet sind. Der Abstand der beiden Drahtclektroden soll an ihren Enden nicht weniger als 2 und n»cht mehr als 30 mm. vorzugsweise 6 bis 15 mm. betragen.In Fig. 4 becomes a particularly advantageous arrangement shown, in which a water-cooled counter electrode can be dispensed with. Doing so simultaneously two self-consuming wire electrons 6 melted, which are connected in series in the arc circuit 10/6/8/6 are arranged. The distance between the two wire electrodes should not be less than 2 at their ends and not more than 30 mm. preferably 6 to 15 mm. be.

Ein gleichmäßiges Abschmelzen dieser Drahtelektroden 6 läßt sich durch Anwendung von Wechselstrom und einen Transformator 10 mit konstanter oder leicht fallender Charakteristik erzielen. Die Charakteristik des Transformators 10 sorgt dafür, daß die Länge des Lichtbogens 8 immer konstant bleibt. Bei diesem Doppeldrahtverfahren können die Drähte 6 auch auf der gleichen Achse, jedoch sich gegeneinander bewegend, oder in beliebigem winkei zueinander angeordnet werden. Wenn sie parallel zueinander angeordnet sind, ist es möglich, beide Drähte 6 mit gemeinsamen Förderrollen 7 anzutreiben. Die Wandler/Reflektor-Strecke wird dabei vorteilhaft ähnlich wie in Fig.3 angeordnet, kann jedoch auch entsprechend F i g. 2 angeordnet werden. Bei einer Anordnung entsprechend F i g. 3 besitzt der Reflektor zwei Bohrungen entsprechend dem gekühlten Drahtabstand.A uniform melting of these wire electrodes 6 can be achieved by using alternating current and achieve a transformer 10 with a constant or slightly falling characteristic. The characteristics of the Transformer 10 ensures that the length of the arc 8 always remains constant. With this one Two-wire method, the wires 6 can also be on the same axis, but moving against each other, or at any angle to each other. When they are arranged parallel to each other, it is possible to drive both wires 6 with common conveyor rollers 7. The converter / reflector route is advantageously similar to that in Fig. 3 arranged, but can also according to FIG. 2 can be arranged. With an arrangement accordingly F i g. 3 the reflector has two holes corresponding to the cooled wire spacing.

Wenn die Drahtelektroden 6 sich axial gegeneinander bewegen, wird die Wandler/Reflektor-Strecke etwa in der Mitte zwischen den beiden Drahtenden, senkrecht zu der Drahtachse, angeordnet.When the wire electrodes 6 move axially against each other, the transducer / reflector distance is approximately in the middle between the two wire ends, perpendicular to the wire axis.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of powders or granules from metals and alloys by Melting and subsequent atomization in an ultrasonic field, characterized in that that the melt in a standing ultrasonic field that is between a resonant Solid-state transducer and a rigid reflector is generated without contact with the transducer and / or reflector is atomized.

2. The method according to claim 1, characterized in that the metal or alloy in Wire or foil form continuously guided into the area of the standing ultrasonic field and there it is melted inductively, by an electron beam or by a laser beam.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the metal or alloy in wire form continuously in the area of the standing Uitraschaiifeides and there in An electric arc is melted, with the consumable wire being the cathode and / or represents the anode of the electric arc.

4. Apparatus for performing the method according to claim 3, characterized in that it for transporting the self-consumable electrode (6) in the area of the electric arc (8) Has conveyor devices (7) and that perpendicular to the Elekt.jdenachse or in the same axis as these a solid-state transducer (1) and a rigid reflector (4) are arranged.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that that the solid-state converter (l) is designed as a cathode of the electric arc and the rigid reflector (4) represents a disc perforated in the middle through which the self-consuming Electrode (6) is carried out continuously.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that that the solid-state transducer (1) has a tungsten pin in the middle of the sound-emitting surface (13).