DE2700826C3

DE2700826C3 - Verfahren zum Herstellen von zerstäubtem Superlegierungspulver sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2700826C3
Application number: DE2700826A
Authority: DE
Inventors: Walter J. Birmingham Mich. Rozmus (V.St.A.)
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Roc Tec Inc Traverse City Mich Us
Priority date: 1976-01-15
Filing date: 1977-01-11
Publication date: 1979-08-23
Also published as: DE2700826B2; SE441653B; DE2700826A1; FR2338329B1; GB1573054A; JPS5290403A; FR2338329A1; JPS5631321B2; CA1086468A; IT1083186B; US4041742A; SE7700289L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von zerstäubtem Superlegierungspulver, bei dem die einzelnen Teilchen des Metallpulvers durch Kaltwalzen eine mindestens 40%ige Verringerung ihrer kugelförmigen Gestalt in einer Richtung erfahren (DE-OS 26 03 693). Bei der Durchführung dieses Verfahrens kommt es besonders darauf an, zu verhindern, daß sich die Teilchen des Metallpulvers wiederholt durch die Walzen bewegen können und daß sich an diesen Ansätze bilden, die die Weite des Walzspaltes vergrößern oder zur Beschädigung der Walzenoberfläche führen können. Um dies zu erreichen, werden bei der Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens die Walzen mit Hilfe von rotierenden Bürsten gereinigt. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß sich beim Umlaufen der Bürsten und beim Auftreffen der einzelnen Stahlborsten jeder Bürste auf die Walzenoberfläche Teilchen von den Borsten lösen und sich mit dem aus dem Walzspalt austretenden Gut vereinigen. Dies führt zu Verunreinigungen, die die Verwendbarkeit der scheibenförmigen Pulverteilchen herabsetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die Gleichmäßigkeit der durch das Kaltwalzen erzeugten Pulverteilchen und die Reinheit des sich ergebenden Materials wesentlich erhöht werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei dem zusätzlich zu den bekannten Verfahrensschritten gemäß der Erfindung die Metallteilchen vor dem in inerter Schutzgasatmosphäre stattfindenden Kaltwalzen mit einem inerten Schmiermittel beschichtet werden. Auf diese Weise wird das Hängenbleiben der Metallpulverteilchen an den Oberflächen der Walzen verhindert.

Um sicherzustellen, daß das Schmiermittel das

Metallpulver nicht verunreinigt oder in irgendeiner Weise angreift bzw. verändert und in einem anschließenden Wasch- oder Reinigungsvorgang leicht von dem Metallpulver entfernt werden kann, werden, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Metallteilchen mit nichtentflammbaren Derivaten von Methan und Äthan beschichtet

Die Ergebnisse waren besonders günstig, wenn räch einem weiteren Merkmal der Erfindung die MetalHeilchen mit FSaor-Kohlenwasserstoffen beschichtet werden.

Um die Sicherheit zu erhöhen, ein Anhaften der Teilchen an den Mantelflächen der Walzen zu verhindern, werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zusätzlich die Mantelflächen der Walzen mit Schmiermittel beschichtet

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine Arbeitskammer, zwei in dieser drehbar gelagerte, angetriebene Walzen, eine Einrichtung zum Dosieren der Menge des den Walzen von einem Vorratsbehälter zugeführten Metallpulvers und eine Quelle für ein inertes Schutzgas umfaßt, ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Zuführen von Schmiermittel in die Kammer und zum Aufbringen desselben auf das Metallpulver vor dem Durchlauf durch die Walzen. Über die genannten Merkmale hinausgehende Einzelheiten zur Weiterbildung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische zum Teil aufgebrochen dargestellte Kaltwalzvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens;

Fig. la einen Querschnitt durch die Dosiereinrichtung der Vorrichtung;

Fig.2 eine zum Teil aufgebrochen dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung nach F i g. 1;

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1;

F i g. 3a einen Schnitt längs der Linie 3a-3a in F i g. 3;

Fig.4 eine teilweise aufgeschnitten dargestellte Seitenansicht einer Einzelheit der Kaltwalzvorrichtung in größerem Maßstab;

F i g. 5 einen Schnitt der Linie 5-5 in F i g. 4 und

Fig.6 eine teilweise aufgeschnitten dargestelltes Schaubild eines kaltgewalzten Metallpuiverteilchens.

Die Kaltwalzvorrichtung, die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, umfaßt eine Arbeitskammer 12, in der zwei Walzen 14 und 16 angeordnet sind, die durch eine als Ganzes mit 20 bezeichnete Antriebseinrichtung in Umlauf versetzt werden. Der Werkstoff, aus dem die Walzen gefertigt sind, wird entsprechend der zu walzenden Pulverart gewählt. Soll Superlegierungspulver gewalzt werden, werden Karbidwalzen verwendet. Ein Behälter 22 dient der Aufnahme von Metallpulver, das über eine Dosiereinrichtung 26 und eine Leitung 24 der geschlossenen Arbeitskammer 12 zugeführt wird. Zum öffnen und Schließen der Leitung 24 dient ein mit einem Handhebel 28 versehenes Ventil.

Wie Fig. la und 2 zeigen, fällt das Metallpulver von der Dosiereinrichtung 26 zwischer die Walzen 14 und 16. Die kugelförmigen Pulverteilchen 29 werden /wischen den Walzen 14 und 16 in einer Richtung zusammengepreßt und in Scheiben- oder ellipsoidförmige Formlinge 29a verformt. Die in den Zeichnungen dargestellten Teilchen 29 und Formlinge 29a entsprechen in ihrer Darstellung nicnt der tatsächlichen GröLJe. Die Größe der Pulverteilchen liegt in einem Bereich von etwa 420 bis 250 μπι mesh. Nach dem Durchtritt durch den Walzspalt fallen die Formlinge 29 durch Schwerkraft in einen trichterförmigen Bereich 32 der Arbeitskammer und über eine Leitung 34 in eine Aufnahmekanne 30. Diese ist vorzugsweise mit einem durch einen Hebel 36 verstellbaren Ventil versehen, das nach dem Füllen der Aufnahmekanne 30 geschlossen wird, die dann zu Weiterverarbeitungsstationen transportiert werden kann.

ίο Wegen der geringen Größe der zu walzenden Teilchen berühren sich beide Walzen 14 und 16 vollständig. Kontaktdruck ist durch eine Einstelleinrichtung veränderbar. Mit dem Durchgang eines Pulverteilchens durch den Spalt zwischen den Walzen 14 und 16 werden diese ausgebogen, um einen Durchgang zu ermöglichen. Der auf das Teilchen ausgeübte Druck verformt dieses in Scheibenform. Es ist wichtig, daß die Menge an Metallpulver, das sich zwischen den Walzen hindurchbewegt, genau gesteuert wird, weil eine zu große Menge die Walzen zu stark durchbiegt, so daß einige Teilchen entweder überhaupt nicht oder nicht genügend kaltbearbeitet werden. Darüber hinaus ist es wichtig, daß die einzelnen Pulverteilchen ausreichend voneinander getrennt gehalten werden, um eine übermäßige mechanische Haftung zwischen den Teilchen zu verhindern.

Die Dosiereinrichtung 26 umfaßt einen trichterförmigen Bereich 38, dem durch die Leitung 24 Pulverteilchen in großer Menge zugeführt werden. Eine Verteilereinrichtung 40 ist in dem trichterförmigen Bereich 38 unmittelbar unter der Leitung 24 angeordnet, um das Metallpulver über die Länge des trichterförmigen Bereiches 38 zu verteilen, wie das in F i g. 2 gezeigt ist.

Der trichterförmige Bereich 38 geht in einen engen

J5 Durchgangskanal 42 über. Der Durchgangskanal 42 weist ein langgestrecktes einsteilbares Ventil 44 zum öffnen und Schließen des Durchgangskanals 42 auf. Das Ventil 44 weist einen langgestreckten Ventilkörper 46 auf, der mit einem Ventilsitz an der Wand des Durchgangskanals 42 zusammenwirkt. Ein Hebel 48 ist mit dem Ventilkörper 46 verbunden, um diesen zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung zu drehen. Ein druckmittelbetätigtes Stellglied 50 ist mit dem Hebel 48 durch eine Kolbenstange 52

*^ri verbunden. Das Stellglied 50 drückt den Hebel 48 normalerweise gegen eine Kurvenscheibe 54, die um einen Drehbolzen 56 drehbar ist. Die Stellung der Kurvenscheibe 54 bestimmt die Position des Ventilkörpers 46 und folglich die Größe der öffnung des

ίο Durchgangskanals 42. Die Position der Kurvenscheibe 54 ist einstellbar, um die Menge an Pulver zu bestimmen, das durch den Durchgangskanal 42 fließt.

Allgemein wird die öffnung im Durchgangskanal 42, die vom Ventilkörper 46 bestimmt wird, auf etwa das Dreifache des durchschnittlichen Durchmessers der Pulverteilchen eingestellt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß vor dem Kaltwalzen das Pulver nach der Größe klassifiziert werden muß, um extreme Schwankungen in der Größe der Pulverteilchen zu

mi verhindern. Es versteht sich, daß ein großes Teilchen die Walzen 14 und 16 in einem solchen Ausmaß auslenkt, daß eine Reihe kleiner Teilchen zwischen diesen durchlaufen kann,ohne kaltbearbeitet zu werden.

Um einen gleichmäßigen, stetigen Durchlauf des Pulvers durch die Dosiervorrichtung 26 weiter zu erleichtern, weist der Ventükörpcr 4b eine elektronische Vibrationseinrichtung 58 auf.

Für den Fall eines Energieausfalls, tier ein Stehenblei-

27 00S26

ben der Walzen 14 und 16 hervorrufen würde, ist eine Sicherheitsabsperrung vorgesehen, um den Zulauf des Metallpulvers in die Kammer 12 zu unterbrechen. Jede Ansammlung von Pulver müßte beseitigt werden, ehe die WalzvorrichtUi'ig wieder anlaufen kann. Wenn das Pulver 7W'schen den Walzen gelassen wird, kann eine übermäßige Auslenkung der Walzen erfolgen und das könnte zu einem Bruch der Walzen führen.

Normalerweise hält das Stellglied 50 den Hebel 48 gegen die Kurvenscheibe 54. Bei einem Energieausfall wird die Kraftrichtung des Stellgliedes 50 umgekehrt, und der Hebel 48 wird von der Kurvenscheibe 54 wegbewegt, um das Ventil 44 zu schließen. Beispielsweise kann ein Druckakkumulator in das Druckluftsystem eingebaut sein, das das Steilgiied versorgt. Wenn ein Energieausfall auftritt, der einen Abfall im normalen Luftdruck bewirkt, schließt der Luftdruck im Akkumulator das Ventil.

Die Dosiereinrichtung 26 erzeugt einen im wesentlichen gleichförmigen, dünnen Vorhang aus Pulverteilchen, der zwischen die Walzen 14 und 16 fällt, und kann den Fluß an Pulver bei einem Energieausfall unterbrechen.

Weil das Metallpulver, das verarbeitet wird, stark reaktionsfähig sein kann, was besonders bei den Superlegierungen der Fall ist, ist es erforderlich, das Pulver gegen gasförmige atmosphärische Verunreinigungen zu schützen, beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff, die zum Entstehen von Oxiden und Nitriden im Pulver führen können. Dieses Problem ist besonders akut, weil beim Kaltwalzen Wärme entsteht, die das Pulver besonders anfällig gegen die Absorption solcher Vereunreinigungen macht. Weil es schwierig ist große Kammern unter Vakuum zu setzen, besonders, wenn mechanische Arbeiten in der Kammer ausgeführt werden, ist es viel praktischer, eine inerte Atmosphäre in die Kammer einzuführen und damit das Pulver zu schützen, als das Walzen unter einem Vakuum auszuführen. Entsprechend sind Mittel zum Einleiten eines Inertgases in die Kammer 12 zur Erzeugung einer inerten Atmosphäre vorgesehen. Insbesondere wird Argongas aus einem Tank 60 durch Rohre 61,52 und 63 in die Dosiereinrichtung 26 geleitet, aus der es in die Kammer 12 strömt. Das Hauptzuleitungsrohr 61 ist mit einem Absperrventil 64 versehen. Das Argongas wird unter Druck zugeleitet, so daß in der Kammer 12 ein Überdruck entsteht. Es ist daher nicht erforderlich, die Kammer 12 vollkommen abzudichten. Das Herausströmen von Inertgas führt zu einer ständigen Spülung und hindert ein Eindringen eines verunreinigenden Gases in die Kammer 12 durch irgendwelche öffnungen und führt eventuelle verunreinigende Gase ab, die unter Umständen in die Kammer 12 gelangt sind.

Wie bereits angedeutet, ist es möglich, daß Stücke aus feuerfestem Material in das Metallpulver während des Zerstäubungsvorgangs gelangen. Weil es unerwünscht ist, daß Material dieser Art im verdichteten Gegenstand vorhanden ist, und zwar, weil es ein möglicher Ausgangspunkt für eine Rißbildung darstellt, ist es erforderlich, Maßnahmen zu treffen, um solche Fremdstoffe zu entfernen. Um das zu erreichen, weist die Kaltwalzvorrichtung 10 eine Umwälz und Filtereinrichtung auf, die mit 65 bezeichnet ist Es hat sich herausgestellt daß Stücke aus feuerfestem Material nach dem Zermahlen zwischen den Walzen 14 und 16 klein und leicht genug sind, um aus dem Metallpulver ausgeschieden und wegtransportiert zu werden, und zwar durch den Strom von Inertgas. Es ist daher ein Absaugrohr 66 und es sind /.weigrohre 67, 68, zum Ansangen von Inertgas aus der Kammer 12 vorjese'ien Das Inertgas wird mittels einer Umwälzpumpe ϊυ abgesaugt, die wiederum das Inertgas, das mit sehr kleinen Stücken fester Verunreinigungen angereichert ist. durch eine Filtervorrichtung 72 leitet. Das Inertgas wird dann zur Kammer 12 durch ein Rückleitungsrohr 74 und Zweig^rohre 75 und 76 zurückgeleitet. Wie in Fig. I dargestellt ist, sind das Absaugrohr 66 und das

ίο Rückleitungsrohr 74 in bezug auf die Kammer 12 so angeordnet, daß ein ununterbrochener Strom Inertgas durch die Kammer 12 in einer Richtung entgegengesetzt zu der des fallenden Metallpulvers erzeugt wird. Dieser Querstrom, wie er durch die Pfeile in Fig. i + ia dargestellt ist, scheidet die kleinen festen Verunreinigungen aus dem fallenden Pulver aus und trägt sie nach oben, wo sie durch das Absaugrohr 66 abgesaugt werden.

Wenn entsprechende Maßnahmen während des Kaltwalzens nicht ergriffen werden, ist es möglich, daß das Pulver an den Walzen 14 und 16 hängenbleibt und diese eine Schicht Metallpulver mit ständig zunehmender Dicke erhalten. Das ist unerwünscht. Um das zu vermeiden, sind zylindrische Bürsten 78 und 80 mit Metallborsten an den Walzen 14 und 16 angeordnet, um alle Pulverteilchen zu entfernen, die sich an der Oberfläche der Walzen festgesetzt haben können. Wie in F i g. la gezeigt ist, werden die Bürsten 78 und 80 in der gleichen Richtung wie die Walze gedreht, der sie zugeordnet sind. Die Bürsten werden jedoch mit einer Drehzahl in Drehung versetzt die höher als diejenige der Walzen ist. Es hat sich herausgestellt, daß eine Drehzahl von etwa dem Vierfachen derjenigen der Walzen wirksam ist. Das stellt ein wirkungsvolles Reinigen der Oberfläche der Walzen sicher. Es sind Vorkehrungen getroffen worden, um die Bürsten nach Bedarf auf die Walzen zu und von ihnen weg zu bewegen.

Wie ersichtlich ist, können die Stahlbürsten 78 und 80 ebenfalls der Ausgangspunkt für Verunreinigungen sein, insofern, als kleine Stücke der Metallborsten abbrechen können. Weil diese abgebrochenen Borsten gewöhnlich zu schwer sind, um von der Umwälz- und Filtereinrichtung 65 abtransportiert und ausgeschieden werden zu

•si können, neigen sie dazu, mit dem kaltbearbeiteten Pulver in die Aufnahmekanne 30 zu fallen. Weil die Metallbürsten vorzugsweise aus Kohlenstoffstahl gefertigt sind, sind die Borsten magnetisch, während das Pulver das nicht ist.

Urn die abgebrochenen Borsten aus dem Pulver zu entfernen, sind mehrere Permanentmagnetstäbe 81 in der Kammer 12 in der Nähe des Zugangs zur Leitung34 vorgesehen. Die abgebrochenen Stücke der Borsten werden an die Magneten 81 angezogen und von diesen gesammelt Periodisch werden die Magnete 81 aus der Kammer 12 herausgenommen und gereinigt

Um ein Anhaften von Pulver an den Walzen während des Kaltwalzens von vornherein zu verhindern, wird Schmiermittel im gasförmigen Zustand auf den Vorhang

Mi aus Metallpulver geblasen, und zwar durch zwei langgestreckte Sammelleitungen 82 und 84. Das Schmiermittel wird unter Druck aus einem Tank 86 den Sammelleitungen 82 und 84 über eine Leitung 88 zugeleitet Die Leitung 88 weist ein Absperrventil 90 auf

f · um dein Schmiermittelstrom zu regeln. Das Schmiermittel darf das Metallpulver nicht verrunreinigen und es muß in einem anschließenden Entgasungs- odei Wasciivorgang leicht zu entfernen sein. Es hat sich

herausgestellt, daß inerte, nicht entflammbare Derivate von Methan oder Äthan für diesen Zweck besonders gut geeignet sind. Fluor-Kohlenwasserstoff hat sich als sehr zufriedenstellend erwiesen, weil er das Pulver nicht verunreinigt und in anschließenden Arbeitsgängen leicht zu unterscheiden und zu entfernen ist. Der I iuor-Kohlenwasserstoff beschichtet effektiv die Oberfläche der Piilverteilcheti und außerdem die Obeiliäche der Walzen.

Weil die Formänderung der Metallpulverteilchen Wärmemengen freisetzt, ist es erforderlich, für eine Kühlung der Walzen 14 und 16 zu sorgen. Entsprechend ist ein Kühlsystem vorgesehen, das mit 91 bezeichnet ist. Jede der Walzen weist ein Sackloch 92 auf, das sich in ihrer Mittelachse befindet und der Aufnahme eines Rohrs 94 dient. Das Rohr 94 leitet ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durch die Walze. Eine Pumpe % pumpt das Kühlmittel durch ein Rohr 98 in ein Fitting 100 und dann durch das Rohr 94. Das Kühlmittel tritt aus dem Ende des Rohres 94 aus und fließt dann zum Fitting 100 durch die Bohrung 92 zurück und gelangt dann durch ein Rückleitungsrohr 102 in einen Wärmeaustauscher 104.

In Fig.3 ist ein Schnitt durch eine Kaltwalzvorrichtung gezeigt, und zwar stärker angelehnt an eine technische Zeichnung als die schematischen Darstellungen nach F i g. 1,1 a und 2.

Wie in F i g. 3 und 3a dargestellt ist, weist die Kammer 12 zwei Endplatten 106 und 108 auf. Diese Endplatten sind durch vier Ankerstangen zusammengehalten, von denen eine bei 110 gezeigt ist. Diese Ankerstangen sitzen an den vier Ecken der Endplatten 106 und 108 und erstrecken sich zwischen diesen. Jede der Ankerstangen ist im Querschnitt als Vierkant ausgebildet und hat an den Enden einen Gewindczapfen 112, der sich durch ein Loch in der Endplatte zur Aufnahme von Muttern 114 erstreckt.

Zwischen den Endplatten 106 und 108 sitzen, von den Ankerstangen 110 gehalten, zwei Paare Lagerböcke. Ein erstes Paar Lagerböcke 116 und 118 dient zur Lagerung einer Walze 16 und einer Bürste 80, während das zweite Paar Lagerböcke 102 und 122 zur Lagerung der anderen Walze 14 mit der anderen Bürste 78 dient. Eine elastische Dichtung 124 sitzt zwischen aufeinanderfolgenden Gegenstücken der Lagerbockpaare, d. h. zwischen den Lagerböcken 116 und 120 und zwischen den Lagerböcken 118 und 122. Die elastischen Dichtungen 124 gestatten eine relative Bewegung zwischen den Lagerbockpaaren, während sie die Kammer abgedichtet halten. Die Lagerbockpaare sind in Längsrichtung den Ankerslangen gegenüber bewegbar, um den Kontaktdruck zwischen den Walzen 14 und 16 zu justieren. Mit der Bewegung der Lagerböcke aufeinander zu und voneinander weg werden die Dichtungen 124 zusammengedrückt oder dehnen sich aus.

Um den Kontaktdruck zwischen den Walzen 14 und 16 einzustellen, ist eine Spindelvorrichtung 126 vorgesehen, um ein Lagerbockpaar 116 und 118 zum anderen l^agerbockpaar 120 und 122 hin zu bewegen. Die Spindelvorrichtung 126 besteht aus zwei Gewindcspindeln 128 und 130, die sich durch Gewindebohrungen 131 in der Endplatte 106 erstrecken. Die Enden jeder der Gewindespindcln 128 und 130 legen sich gegen einen der Lagerböckc des Lagerbockpaars 118 und 116 an der Endplatte 106. Die Gewindespindcln 128 und 130 weisen Verlängerungen 132 und 134 auf, von denen sich jede in ein Getriebegehäuse 136 und 138 erstreckt. Jede der Verlängerungen 132 und 134 trägt ein Schreckenrad (nicht dargestellt), das mit einer Schneckenwelle 140 kämmt. Die Schneckenwelle wird von einem Handrad 142 gedreht. Mit der Drehung des Handrads 142 wird die Schneckenwelle 140 gedreht, die ihrerseits die Gewindespindeln 128 und 130 dreht.

Die gesamte Spindelvorrichtung 126 wird also' von der Endplatte 106 durch die Gewindespindeln 128 und 130 getragen, so daß diese mit letzteren nach innen und außen wandert. Es ist deshalb nicht erforderlich, die Spindelvorrichtung 126 unabhängig zu lagern. Um die Kammer 12 abzudichten, sitzen Gleitdichtungen 144 in Ausnehmungen in den Endplatten an jeder Ecke und überlappen den sich daran anschließenden Lagerbock. Die Gleitdichtungen nehmen die Bewegung der Lagerböcke in bezug auf die Endplatten auf, insbesondere in bezug auf die Endplatte 106. Gleitdichtungen 145 sind ferner zwischen den Lagerbockpaaren vorgesehen, um eine Bewegung bei Aufrechterhaltung einer Abdichtung dazwischen zu ermöglichen.

Jedes Paar Lagerböcke weist fluchtende Bohrungen 141 zur Aufnahme der Lagerenden 143 der Walzen 14 und 16 auf. Halteplatten 146 sind an die Lagerböcke 116, 118,120 und 122 angeschraubt, um die Walzen 14 und 16 in der vorgesehenen Lage zu halten. Wie dargestellt, erstreckt sich das vordere Ende jeder der Walzen durch die zugehörige Halteplatte 146 und gibt das offene Ende der Bohrung 92 zur Verbindung mit dem Fitting 100 frei. Eine Drehverbindung wird zwischen dem Fitting 100 und einem Gewindenippel 148 hergestellt, um eine Drehung der Walzen 14 und 16 in bezug auf das Fitting 100 zu ermöglichen. Das hintere Ende jeder der Walzen 14 und 16 erstreckt sich durch die zugehörigen Halteplatten 146 und ist mit einer Stummelwelle 150 verbunden. Die beiden Stummelwellen 150 für die Walzen 14 und 16 sind durch Kardangelenke 152 mit Antriebswellen 154 verbunden. Die Antriebswellen 154 wiederum sind über Kardangelenke 156 mit Antriebswellen 158 von einem Getriebe 160 verbunden. Die Abtricbswcllcn 158 werden über das Getriebe 160, das in Fig.2 gezeigt ist, von einem Elektromotor 162 angetrieben. Die kardanischen Verbindungen zwischen dem Getriebe 160, den Antriebswellen 154 und den Stummelwellen 150 sind erforderlich, um eine seitliche Bewegung der Walzen 14 und 16 zu ermöglichen.

Die Bürsten 78 und 80 sind drehbar auf Wellen 166 und 168 gelagert. Die Enden der Welle 166 sind in Lagerbuchsen 170, 172, 174 und 176 und diese sind drehbar in Bohrungen 179 in den Lagerböcken gelagert. Fig.4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel zweier drehbarer Lagerbuchsen. Die abgestuften Bohrungen 188 und 190 in jeder der Lagerbuchsen 170 und 172, die die Enden der Wellen aufnehmen, sind exzentrisch zur Achse, um die sich die 1-agerbuchscn drehen, angeordnet. Eine Drehung der Lagerbuchsen ändert also die Position der Welle in bezug auf die Lagerböcke und folglich auf die angrenzende Walze.

Die vordere Lagerbuchse 170 endet in einer Welle 192, an der ein Hebel 194 angebracht ist, um die Lagerbuchse 170 zu drehen. Die hintere Lagerbuchse weist eine Bohrung 194 auf, die sich ganz durch die lagerbuchse 172 erstreckt und in einer Stummelwelle 196 zur Drehung der bürslentragendcn Welle endet. Eine Verlängerung 197 ist an jeder der Lagerbuchsen vorgesehen, und eine Stange 198 ist zwischen den Verlängerungen 197 angebracht, so daß die beiden Lagerbuchsen starr miteinander verbunden sind. Zu diesem Zweck können Schrauben 200 und Stifte 202

benutzt werden. Wegen der Stange 198 bewirkt eine Drehung der Lagerbuchse 170 über den Hebel 195 eine gleichzeitige Drehung der Lagerbuchse 172. Weil die bürstentragenden Wellen 166 und 168 seitlich bewegbar sind, sind kardanische Verbindungen 204 und 206 vorgesehen, um die Stummelwellen 1% mit Antriebswellen 208 und die Antriebswellen 208 mit Abtriebswellen 210 vom Getriebe 160 zu verbinden.

Um sicherzustellen, daß der Kontaktdruck der Walzen ordnungsgemäß eingestellt wird und daß ordnungsgemäß kaltverformtes Pulver hergestellt wird, sind Mittel zur Probeentnahme des kaltverformten Pulvers vorgesehen. Diese Mittel bestehen aus einem Zapfen 212, von dem ein Ende in die Leitung 34 eingeführt ist, die mit der A.ufnahmekanne 30 in Verbindung steht. Eine öffnung des Ventils 214 bewirkt ein Entweichen einer Probe des kaltgewalzten Pulvers aus der Leitung 34, und diese Probe wird in einem geeigneten Behälter 216 zur Untersuchung aufgefangen.

Durch Verwertung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden kugelförmige Metallpulverteilchen in eine Form ähnlich der in Fig.6 gezeigten verformt. Auf diese Weise verformte Pulverteilchen sind scheibenförmig, oder, um genauer zu sein, ellipsoidförmig. Der Durchmesser der meisten Teilchen wird die Dicke um einen Faktor von mindestens 2 überschreiten.

"' Das in F i g. 6 gezeigte Pulverteilchen soll nicht andeuten, daß alle Pulverleilchen identisch sind. Die Formen sind nicht alle vollkommen symmetrisch, weil die ursprünglichen Teilchen keine vollkommenen Kugeln sind. Die dargestellte Form zeigt jedoch, daß die

in Dicke des kaltgewalzten Teilchens etv.'as kleiner als dessen Durchmesser ist. Diese Form erleichtert ein dichteres Packen der Pulverteilchen als eine Kugelform, und damit wird die Fülldichte erhöht.

Das auf diese Weise hergestellte Metallpulver ist in

i¹· einem hochgradig kaltverformten Zustand und eignet sich ausgezeichnet für ein anschließendes isostatisches Heißpressen und für die Herstellung von Preßkörpcrn, die die Charakteristika von Superplastizität haben. Darüber hinaus enthält das Metallpulver im wesentlichen keine hohlen Teilchen und auch keine nichtmetallischen Einschlüsse.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L Verfahren zum Herstellen von zerstäubtem Superlegierungspulver, bei dem die einzelnen Teilchen des Metallpulvers durch Kaltwalzen eine mindestens 40%ige Verringerung ihrer kugelförmigen Gestalt in einer Richtung erfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteilchen vor dem in inerter Schutzgasatmosphäre stattfindenden Kaltwalzen mit einem inerten Schmiermittel beschichtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteilchen mit nichtentflammbaren Derivaten von Methan und Äthan beschichtet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteilchen mit Fluorkohlenwasserstoffen beschichtet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Mantelflächen der Walzen mit dem Schmiermittel beschichtet werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 mit einer Arbeitskamimer, zwei in dieser drehbar gelagerten, angetriebenen Walzen, einer Einrichtung zum Dosieren der Menge des den Walzen von einem Vorratsbehälter zugeführten Metallpulvers und mit einer Quelle für ein inertes Schutzgas, gekennzeichnet durch Einrichtungen (82 bis 90) zum Zuführen von Schmiermittel in die Kammer (12) und zum Aufbringen desselben auf das Metallpulver (29) vor dem Durchlauf durch die Walzen (14,16).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Uniwälz- und Filtereinrichtung (65) zum Absaugen des inerten Gases aus der Kammer (12), zum Filtern des Gases zur Ausscheidung fester Verunreinigungen und zum Zurückleiten des gefilterten inerten Gases in die Kammer (12).
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (26) ein in einen Durchgangskanal (42) geschaltetes Ventil (44) sowie Einrichtungen (48, 50, 52, 54) zum Einstellen der Lage des Ventils umfaßt, die die Menge des sich durch den Durchgangskanal (42) bewegenden Metallpulvers bestimmt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (44) eine Sicherheitsabsperrung umfaßt, die bei gestörtem Ventilantrieb die Schließbewegung des Ventils bewirkt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsabsperrung einen Druckmittelzylinder (50) aufweist, der mit dem Ventil (44) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (26) eine Vibrationseinrichtung (58) umfaßt, die das Ventil (44) zum Erleichtern des Durchflusses des Metallpulvers in Schwingungen versetzt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- w> kennzeichnet, daß den Walzen (14, 16) je eine als Reinigungseinrichtung wirkende umlaufende Bürste (78 bzw. 80) zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch zwei Wellen (166, 168) zur Lagerung der ··> Bürsten (78, 80), zwei drehbare Lagerbuchsen (170, 172 bzw. 174, 176), die die Enden jeder Welle lagern, wobei die Wellen (!66j !68) in bezug iiiif die Drehachse der Lagerbuchsen exzentrisch gelagert sind, und durch Einrichtungen (192 bis 202) zum gleichzeitigen Drehen jedes Paares der Lagerbuchsen (170, 172 bzw. 174, 176) zum Einstellen des Äbstandes zwischen der jeweiligen, Bürsten tragenden Welle und der zugeordneten Walze (14 bzw. 16).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (192 bis 202) eine die Lagerbuchsen starr miteinander verbindende Stange (198) und eine Einrichtung (196) zum Drehen einer der Lagerbuchsen jedes Paares umfassen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch paarweise angeordnete Lagerböcke (116, 118 und 120, 122) zur Lagerung der Enden der Walzen (14 und 16) und zum Abstützen der Lagerbuchsen (170, 172 und 174, 176) derart, daß jedes Paar der Lagerböcke (116, 118 und 120, 122) einer Walze (14 bzw. 16) und eine dieser zugeordnete Bürste (78 bzw. 80) lagert, und durch eine Einrichtung (126) zur Lagerung und Bewegung der paarweise angeordneten Lagerböcke (116, 118) und 120,122) zueinander hin und voneinander weg.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (150 bis 164) mit den Wellen (166, 168) und mit den Walzen (14, 16) verbundene Antriebswellen (154, 208) umfaßt, die Kardangelenke (152,204 und 205) aufweisen.