DE3116792C2

DE3116792C2 - Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze und Vorrichtung zur Durchführung desselben

Info

Publication number: DE3116792C2
Application number: DE19813116792
Authority: DE
Inventors: Anatolij K. &Scaron;idlovskij; Anatolij P. Bundja; Alexandr W. Kiev Dolginzev; Jurij M. Kiev Gorislavez; Vladimir N. Kievskaja oblast' Graudul; Anatolij F. Kolesni&ccaron;enko; Dmitrij F. Kule&scaron;; Alexandr D. Musy&ccaron;enko; Vladimir Ja. Odessa Stukalov; Alexej P. Trofimenko
Original assignee: INSTITUT ELEKTRODINAMIKI AKADEMII NAUK UKRAINSKOJ SSR KIEV SU
Current assignee: INSTITUT ELEKTRODINAMIKI AKADEMII NAUK UKRAINSKOJ SSR KIEV SU
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1983-06-01
Also published as: FR2505672A1; FR2505672B1; SE452861B; DE3116792A1; SE8102586L

Description

a) durch den Strahl an dessen Ausflußstelle elektrischer Strom fließt;

b) Gesetze der Zeitänderung des elektrischen Stromes und der Induktion des elektromagnetischen Feldes zur Entstehung von elektromagnetischen Wechselkräften vorgegeben werden, welche auf die Schmelze mit der Frequenz des Selteuerfalls eines freifallenden Strahls einwirken und

c) welche sich im Bereich der Schwingungsperiode des elektromagnetischen Feldes nach einer Kurve verändern, deren Steigungsabschnitt, Abschnitt des Abfalls bis auf den negativen Maximalwert und Abschnitt der Rückkehr auf den Nullwert entsprechend von 0,6 bis 0,7; von 0,1 bis 0,2 und von 0,2 bis 03 der Periode betragen.

2. Vorricftung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Behälter für die Schmelze mit einem ringförmigen Schlauch, welcher eine mit einer Düse bestückte Strecke aufweist, die im Luftspalt eines Elektromagneten angeordnet ist, dessen Wicklung mit einer Quelle des elektrischen Sinusstromes gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese

a) einen durch den Schlauch (2) umgebenen Induktor (8),

b) eine Quelle (9) des elektrischen Rechteckstromes,

c) eine Steuereinheit (10) und

d) eine Sättigungsdrossel (11) aufweist,

wobei die Sättigungsdrossel (U) in den Schaltkreis der Wicklung (6) des Elektromagneten (5) in Reihe geschaltet ist, die Eingänge der Steuereinheit (10) mit den Ausgängen der Sinusstromquelle (7), der Ausgang der Steuereinheit (10) mit dem Eingang der Rechteckstromquelle (9) und der Ausgang der letzteren mit der Wicklung (6) des Induktors (8)" gekoppelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinusstromquelle (7) frequenzmäßig einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sättigungsdrossel (U) steuerbar ausgeführt ist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Strecke (3) des Schläuche (2) im Luftspalt des Elektromagneten (5) befindet, von der Außenoberfläche isoliert und in Form einer Schleife (13) ausgeführt ist, deren zwei Zweige (14, 15) mit deren Seitenflächen aneinanderliegen, wobei die Schleife (13) im Luftspalt des Elektromagneten (5) derart angeordnet ist, daß die Richtung des durch den Schlauch (2) fließenden Stromes senkrecht zur Richtung der Wirkung der elektromagnetischen Kräfte im Luftspalt des Elektromagneten (5) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Luftspalt des Elektromagneten (5) angeordneten Zweige des Schlauchs (2) im Querschnitt rechteckige Form aufweisen, wobei die längere Seite (16) des jeweiligen Zweiges auf der Anordnungsebene der erwähnten Düsen liegt

Vj Die Erfindung bezieht sich auf die Pulvermetallurgie und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze.

Mit dem größten Nutzeffekt kann die Erfindung in der pulvermetallurgischen Technologie bei der Erzeugung von Legierungen von hoher Konzentration sowie von Verbundwerkstoffen ihre Verwendung finden.

Es ist bekannt, daß durch die Erhöhung des Legierungsgrades von Hartmetallschmelzen bis auf Konzentrationen über der Löslichkeitsgrenze eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit des zu gewinnenden Hartmetalls gesichert wird. Mit der größten Wirksamkeit können die Legierungselemente im Überschuß in die Lösung mittels Zerlegung der übersättigten Lösung in Teilchen mit nachfolgender Kristallisierung der letzteren eingeführt werden.

Hohe Kristallisationsgeschwindigkeiten der Teilchen machen es möglich, die überschüssigen Konzentrationen der Legierungsmetalle aufrechtzuerhalten. Jedoch

j5 können die Gleichmäßigkeit der Verteilung sowie die Beständigkeit der Festigkeitseigenschaften von Legierungsteilchen nur bei deren Größen- und Formidentität gesichert werden. Demzufolge wird an die Teilchen folgende Hauptanforderung gestellt: Sie müssen von gleicher Größe und Form sein. Nuch der festgelegten Klassifizierung können alle aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Gewinnung von Legierungsgranalien in folgende unterteilt werden: Mechanische Verfahren, bestehend in der mechanischen Zerkleinerung der Legierung; Tropfenverfahren, bestehend in der Formgebung von flüssigen Teilchen beim tropfenweisen Ausfließen der Schmelze durch Düsenaufsätze; chemische Verfahren, bestehend in der Reduktion der Legierungsmetalle aus Oxiden, Salzen und anderen

to Verbindungen; Zerstäubungsverfahren, bei welchem die Legierungsschmelze mit Hilfe von rotierenden Scheiben oder Flügeln zerstäubt wird; Vibrationsverfahren, bei dem auf die in einem Gefäß mit Öffnungen befindliche Schmelze ein Kolben einwirkt, welcher Schwingungsbewegungen ausführt; und schließlich elektromagnetische Verfahren, bei denen Legierungsgranalien durch Einwirkung elektromagnetischer Kräfte auf die Schmelze gewonnen werden.

Ungeachtet dieser großen Anzahl von Verfahren genügt keines den vorstehend erwähnten Anforderungen, d, h,, es bietet nicht die Möglichkeit, Granalien von gleicher Form und vor allem von gleicher Größe insbesondere aus Metallen mit niedriger Oberflächenspannung zu gewinnen.

Zur Erzeugung eines Legierungspulvers mit monodisperser Zusammensetzung werden die nach dem erwähnten Verfahren gewonnenen Teilchen sortiert, und aus der Gesamtmasse des granulierten Halbfabrika-

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tes mit polydisperser Zusammensetzung werden Teilchen der erforderlichen Form und Größe herausgesonderu Andere den Anforderungen nicht genügende Teilchen werden zur Wiederverarbeitung geleitet, wobei deren Anteil von 0,5 bis 0,75 von der Gesamtmasse des Ausgangsproduktes beträgt.

Es ist zu vermerken, daß für die Durchführung der erwähnten Verfahren zur Gewinnung von Legierungsgranalien, abgesehen vom elektromagnetischen Verfahren, komplizierte maschinelle Ausrüstungen, insbesondere Antriebe, erforderlich sind, welche viel Energie verbrauchen.

Weil für das elektromagnetische Verfahren zur Gewinnung von Legierungsgranalien im Vergleich zu den anderen bekannten Verfahren eine einfachere Ausrüstung erforderlich ist, findet dieses in jüngster Zeit eine immer größere Verbreitung.

Es ist ein Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze bekannt (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 485 824), welches in der Formung eines freifallenden Schmelzenstrahls unter Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes sowie in der Abkühlung der gebildeten Granalien besteht, wobei die Schmelze zv/ecks Intensivierung des Prozesses der Einwirkung des elektromagnetischen Impulsfeldes bereits vor der Formung des Strahls ausgesetzt wird.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ergab die Erfahrung, daß es trotz aller Vorteile hinsichtlich der Einfachheit der apparativen Ausrüstung auch unter Anwendung des letztgenannten Verfahrens nicht möglich ist, Legierungsgranalien von gleicher monodisperser Zusammensetzung zu erhalten.

Es ist eine Einrichtung zur Gewinnung von kugelförmigen Granalien aus einer Legierungsschmelze bekannt (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 532 472), welche einen Behälter für die Schmelze mit an seinen Wänden angeordneten Düsen sowie eine Vorrichtung zur Dispergierung von Strahlen enthält, welche als Induktoren ausgeführt und im Behälter für die Schmelze untergebracht ist, wobei der letztere einen Kippmischer darstellt.

Außer einigen kennzeichnenden Besonderheiten im Vergleich zum Stand der Technik liegt der beschriebenen Einrichtung ein Verfahren zur Gewinnung von Legierungsgranalien zugrunde, das die Formung eines freifallenden Schmelzenstrahles, welcher der Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung des Drucks auf die Schmelze ausgesetzt ist, sowie das Ausfließen von Tropfen durch Düsen mit gleichzeitiger Bildung von Teilchen im Ergebnis der Abkühlung und der Kristallisierung der Legierungstropfen einschließt.

Mit Hilfe dieser Einrichtung können kugelförmige Legierungsgranalien von verhältnismäßig gleicher Form und Größe gewonnen werden. Wie die Erfahrung zeigte, ist es recht kompliziert, mit Hilfe dieser Einrichtung kugelförmige Granalien mit monodisperser Zusammensetzung aus Metallen mit niedriger Oberflächenspannung zu erhalten. Es wird angenommen, daß dies durch die Sinusform des Stromes bedingt wird, der für die Bildung der elektromagnetischen Kräfte dient, welche auf die Metallschmelze Druck ausüben,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze sowie eine Einrichtung zur Durchführung desselben zu entwickeln, welche es ermöglichen, Granalien von gleicher Form und Größe durch Einwirkung elektromagnetischer Kräfte auf einen freifallenden Strahl der ächmelze an der Stelle deren Ausflusses zu gewinnen, wobei die elektromagnetischen Kräfte eine Frequenz aufweisen, welche der Resonanzfrequenz des Zerfalls dieses Strahls entspricht.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze entwickelt wurde, welches in der Formung eines freifallenden Strahls aus der Metallschmelze, auf welchen zur Bildung von Legierungstropfen ein elektromagnetisches Feld einwirkt, sowie in der Abkühlung der Tropfen bis zu deren Kristallisierung besteht, bei welchem gemäß der Erfindung gleichzeitig mit der Einwirkung des elektrischen Feldes auf den Strahl der Schmelze durch diesen elektrischer Strom an der Stelle deren Ausflusses durchgelassen wird und dabei Gesetze der Zeitänderung des elektrischen Stromes und der Induktion des elektromagnetischen Feldes zwecks Entstehung von elektromagnetischen Wechselkräften vorgegeben werden, welche auf die Schmelze mit der Frequenz des Selbstzerfalls des freifallenden Strahls einwirken und sich im Bereich der Schwingungsperiode des elektromap ■. ^tischen Feldes nach einer Kurve verändern, deren Stelgingsabschnitt, Abschnitt des Abfalls bis auf den negativen Maximalwert und Abschnitt der Rückkehr auf den Nullwert entsprechend von 0,6 bis 0,7; von 0,1 bis 0,2; von 0,2 bis 03 dieser Periode betragen.

Die Einwirkung der erwähnten elektrodynamischen Kräfte auf die Legierungsschmelze, welche sich im Bereich der Schwingungsperiode nach einer Kurve mit den erwähnten Werten des Steigur-gs- und des Abfallabschnittes sowie des Abschnittes der Rückkehr auf den Nullwert verändern, gestattet es, aus Metallen mit niedriger Oberflächenspannung Granalien von regelrechter sphärischer Form und gleicher Größe zu erhalten.

Die gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur Gewinnung von Legierungsgranalien entwickelt wurde, enthaltend einen Behälter für die Legierungsschmelze mit einem ringförmigen Schlauch, welcher eine mit Düsen bestückte Strecke aufweist, die im Luftspalt eines Elektromagneten angeordnet ist, dessert Wicklung mit einer Quelle des elektrischen Sinusstromes gekoppelt ist, welche erfindungsgemäß einen durch den Schlauch umgebener. Induktor, eine Quelle des elektrischen Rechteckstromes, eine Steuereinheit sowie eine Sättigungsdrossel aufweist, wobei die Sättigungsdrossel in den Schaltkreis der Wicklung des Elektromagneten nebengeschaltet ist, die Eingänge der Steuereinheit an die Ausgänge der Sinusstromquelle, der Ausgang der Steuereinheit an den Eingang der Rechteckstromquelle, und der Ausgang der letzteren an die Induktorwicklung angeschlossen sind.

Durch eine solche Vorrichtung ist es möglich, eiektrcriynamische vorzeichenveränderliche Kräfte zu erhalten, welche auf die Schmelze mit der Frequenz des Selbstzerfalls eines fceifallenden Strahls einwirken und sich im Bereich einer Schwingsperiode nach einer Kurve verändern, deren Steigungsabschnitt, Abfallabschnitt und Abschnitt der Rückkehr auf den Nullwert entsprechend von 0,o bis 0,7; von 0,1 bis 0,2; von 0,2 bis 0,3 der Periode einer Schwingung der elektromagnetischen Kräfte betragen. Gemäß dem Verfahren mecht es gerade ein solches Gesetz der Veränderung der elektromagnetischen Kräfte möglich, kugelförmige Monoteilchen von gleicher Größe aus Schmelzen mit niedriger Oberflächenspannung zu erhalten.

Die Quelle des elektrischen Sinusstromes kann frequenzmäßig einstellbar ausgeführt werden.

Dadurch wird es möglich, die Frequenz der elektromagnetischen Kräfte nach der Frequenz des Selbstzerfalls des freifallenden Strahls der Legierungsschmelze (bis zur Gleichheit der beiden) nachzustimmen, wodurch die Möglichkeit geboten wird, im Verlaufe des Produktionsprozesses Granalien von gleicher Größe zu gewinnen.

Vorzugsweise wird die Sättigungsdrossel steuerbar ausgeführt.

Dadurch wird es möglich, die Gestalt der Kurve der Strominduktion zu verändern und demzufolge eine regelrechte sphärische Form der Teilchen beim Übergang von einer Teilchengröße zu einer anderen zu sichern.

Es ist ferner möglich, die im Luftspalt des Elektromagneten befindliche Strecke des Schlauchs elektrisch zu isolieren und in Form einer Schleife auszuführen, deren zwei Zweige mit ihren Seilen aneinanderliegen. wobei die erwähnte Schleife im Luftspalt des Elektromagneten derart angeordnet wird, daß die Richtung des im Schlauch fließenden Stromes senkrecht zu den im Luftspalt dieses Elektromagneten wirkenden elektromagnetischen Kräften verläuft.

Somit wird der Zusammenwirkung der Mangetfelder des Magneten und des im Schlauch durch den Magneten indizierten Stroms vorgebeugt. Das trägt zur Erleichterung der Formkorrektur der zu gewinnenden Teilchen beim Übergang von einer Teilchengröße zu einer anderen bei.

Es ist sinnvoll, die Schleifenzweige, welche sich im Luftspalt des Elektromagneten befinden, im Querschnitt rechteckig auszuführen, wobei die längere Seite des jeweiligen Schleifenzweiges in der Anordnungsebene der Düsen liegen soll.

Dadurch wird es möglich, den Luftspalt des Elektromagneten zu verringern.

Des weiteren wird das Wesen der Erfindung an Hand der Beschreibung einer Vorrichtung zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze mit Beispielen zur Durchführung des Verfahrens unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert. Es zeiet

F i g. 1 eine Einrichtung zur Gewinnung von Legierungsgranalien in schematischer Darstellung. F i g. 2 einen Schnitt H-Il gemäß Fig. 1. Fig. 3a. b und c Diagramme der Ströme I, der magnetischen Induktion Sund der elektromagnetischen Kräfte F

F i g. 4a und b Phasen der Tropfenbildung, entsprechend den kennzeichnenden Diagrammabschnitten der elektromagnetischen Kräfte.

Dip Vorrichtung zur Gewinnung von Granalien enthält einen Behälter 1 (F i g. 1) für eine Schmelze. Am Behälter I ist ein ringförmiger Schlauch 2 (Seitenarm) angeordnet, welcher mit diesem in Verbindung steht und eine Strecke 3 mit Düsen 4 aufweist, welche zum freien Ausfließen der Schmelze dienen. Die Strecke 3 des Schlauchs 2 mit den Düsen 4 ist im Luftspalt eines Elektromagneten 5 angeordnet, dessen Wicklung 6 mit der Quelle 7 des elektrischen Sinusstromes gekoppelt ist. ι

Gemäß der Erfindung enthält die Vorrichtung einen Induktor 8. welcher vom Schlauch 2 umgeben ist. eine Quelle 9 de^ elektrischen Rechteckstromes, eine Steuereinheit 10 sowie eine Sättigungsdrossel 11. Die Sättigungsdrossel 11 ist in den Schaltkreis der Wicklung ■ 6 des Elektromagneten 5 in Reihe geschaltet. Die Eingänge der Steuereinheit 10 sind an die Ausgänge derSinusstromquelle 7 angeschlossen. Dei Ausgang der

Steuereinheit 10 ist mit dem Eingang der Rechteckstromquelle 9, und der Ausgang der letzteren mit der Wicklung des Induktors 8 gekoppelt.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist die Quelle 7 des elektrischen Sinusstromes frequenzmäßig einstellbar ausgeführt.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist die Sättigungsdrossel 11 steuerbar ausgeführt. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung weist die Strecke 3 (F i g. 2) des Schlauchs 2, welche sich im Luftspalt des Elektromagneten 5 befindet, an deren Außenoberfläche eine elektrische Isolation 12 auf n id ist als eine Schleife Π ausgeführt. Die Schleife 13 des Schlauchs 2 weist zwei Zweige 14 und 15 auf. welche mit deren Seitenflächen aneinanderliegen. Die Schleife 13 des Schlauchs 2 ist im Luftspalt des Elektromagneten 5 (Fig. 2 und J) derart angeordnet, daß beim Durchfließen des Stromes I durch die Schmelze, welche im Schlauch 2 enthalten ist. die Richtung des Stromflusses senkrecht /ur Richtung der elektromagnetischen Kräfte im Luftspalt des Elektromagneten 5 ist.

Gemäß der folgenden Ausführungsvariante der Erfindung sind die Zweige 14 und 15 des Schlauchs 2 von rechteckigem Querschnitt. Die längere Seite 16 des jeweiligen rechteckigen Zweiges 14, 15 des Schlauchs liegt in der Anordnungsebene der erwähnton Düsen 4.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung besteht in folgendem.

Die Sinusspannung der Quelle 7 wird über die Sättigungsdrossel 11 an die Wicklung 6 des Elektromagneten 5 angelegt. Im Schaltkreis entsteht Wechselstrom I (Fig. 3). dessen Kurvengestalt durch die Parameter der Sättigungsdrossel 11 und des Elektromagneten 5 bestimmt wird. Unter der Einwirkung des elektrischen Stroms entsteht im Luftspalt des Elektromagneten 5 ein magnetisches Wechselfeld B. Die Kurvengcstalt der elektromagnetischen Induktion 7? wird durch die Parameter der Sättigungsdrossel 11 und des Elektromagneten 5 bedingt.

Die sinusförmige Spannung von der Quelle 7 wird ebenfalls an die Steuereinheit 10 angelegt, welche als Sol'werteinsteller für die Rechteckstromquelle 9 dient. Von der Rechteckstromquelle 9 wird der Induktor 8 gespeist, durch welchen Rechteckstrom I im ringförmigen Schlauch 2 induziert wird. Der durch die Legierungsschmelze im Schlauchzweig 13 fließende Strom ist orthogonal dem Vektor der elektromagnetischen Induktion Z? und der Achse des Schlauchs 2 ausgerichtet. Die elektromagnetische Kraft F. weiche entlang der Achse des Schlauchs 2 wirkt, is' dem Produkt der Strommomentanwerte im ringförmigen Schlauch 2 mit der elektromagnetischen Induktion im Luftspalt des Elektromagneten (Fig. 3a, b,c) proportional.

Unter der Einwirkung der elektromagnetischen Wechselkraft F* auf die Schmelze erhält auch die Geschwindigkeit des Ausfließens der Schmelze aus der Düse, welche die Form der Teilchen bestimmt, einen wechselhaften Charakter. In den Fällen, in welchen die Abschnittsbereiche der Kurve der elektromagnetischen Kraft F*sich von den in F i g. 3 dargestellten Bereichen unterscheiden, weisen die gewonnenen Teilchen keine sphärische Form auf. fn Fig.4b sind Phasen der Tropfenbildung dargestellt, welche den unterschiedlichen Kurvenabschnitten der Veränderung der elektromagnetischen Kräfte ^entsprechen (F i g. 4a). Bei deren Anstieg vom Null- bis auf den positiven Maximalwert.

welcher von 0,6 bis 0,7 der Periodendauer beträgt, erfolgt das Ausfließen der Schmelze aus der Düse. Dabei wird in der Düsenmiindung die sphärische Oberfläche des Vorderteiles des Tropfens gebildet. Während der nächsten Phase, welche von 0,1 bis 0,2 der Periodendauer beträgt, erfolgt der Abfall der elektromagnetischen Kräfte bis auf den negativen Maximalwert, in Ergebnis dessen der sphärische Hinterteil des Tropfens gebildet wird. Während der letzten, dritten Phase erfolgt das aktive Stoppen der Schmelze in der Düse, infolgedessen sich der Tropfen ablös' und dabei eine sphärische Form aufweist.

Beispiel 1

Rs wurde Schrot aus einer Lcgicrungsschmelze aus 98% Pb und 2% Sn erzeugt.

Die physikalischen Eigenschaften der Schmelze waren folgende:

Dichte, kg/m¹

Elektrische Leitfähigkeit, ΜΩ

Oberflächenspannung. N/m

Schmelztemperatur, K

Parameter des Verfahrens

Verbrauchsleistung, kW

Stromart

Frequenz, Hz
Speisungssystem
Stromstärke in der Schmelze, A
Indukti >n des Magnetfeldes. T
Temperatur der Schmelze." K
Bedingung der Abkühlung

Teilchengröße, mm

Prozentsatz der Teilchen von
vorgeschriebener Größe
Durchsatzleistung, kg/h

11.29 · 10'
0.89 ■ 10*-
0.38 bis 0.42
602

3 bis 4

sinusförmiger

Wechselstrom

50

dreiphasig

120

0,2 bis 0,3

680

freies Fallen

im Schacht,

Tiefe 30 m

2 (bei einer

Frequenz von

50Hz)

96
250

In den Behälter 1 und folglich in den Schlauch 2 wurde Legierungsschmelze mit einer Temperatur um 20 bis 25 K höher als die Schmelztemperatur der Legierung eingegossen. Nach dem Anlegen der Spannung an den Induktor 8 und den Elektromagneten 5 wurde der Vorgang im Licht einer Stroboskoplampe (nicht gezeigt) beobachtet, indem durch die Einstellung der Kurvengestalt an der Steuertafel der Quelle 9 des elektrischen Stromes die vorgegebene sphärische Form der Teilchen erzielt wurde.

Die gewonnenen Teilchen wurden abgekühlt und kristallisierten bei ihrem freien Fall im Schacht (nicht gezeigt), an dessen Boden sie in einem Gefäß mit Wasser gesammelt wurden.

Beispiel 2

Es wurden Granalien für Lötmetalle aus einer Legierung aus 39% Sn und 61 % Pb erzeugt.
Physikalische Eigenschaften der Legierung:

Dichte, kg/cm³	9,81 ■ W
Elektrische Leitfähigkeit, ΜΩ	1,07 - 10⁶
Oberflächenspannung im
Kühlungsmedium, N/m	0.02 bis 0.01
Schmelztemperatur, ° K	456
Teilchendurchmesser, mm	2

Die Parameter des Vorgangs sind clic gleichen, wie im Beispiel I, davon abgesehen, daß die Stromstärke in der Schmelze 1200A betrug, und als Kühlmittel eine alkoholische Lösung von Kolophonium (25% Kolophonium) verwendet wurde. Die gewonnenen flüssigen Teilchen gelangten in ein Gefäß (nicht gezeigt) mit Kühlflüssigkeit (Flußmittel). Erstarrte Granalien wurden aus dem Gefäß entnommen und zur Trocknung gefördert.

Beispiel 3

Es wurden Granalien aus einer Aluminiumlegierung, legiert mit Magnesium und Eisen in Konzentrationen, welche die l.öslichkeitsgren/.e beispielweise um chis 2fache übersteigen, erzeugt.

Physikalische Eigenschaften der Legierung:

Dichte, kg/cm¹ 2,8 ■ 10¹

Elektrische ' eitfähigkrii MO ?4 · in^h

²⁽¹ Oberflächenspannung. N/m 0,38

Schmelztemperatur, K 953

Parameter des Verfahrens:
Verbrauchsleistung, kW 2 bis 3

Innendurchmesser der Düsen, mm 2.03
Stromstärke, A

im Induktor 45

in der Metallschmelze 2300

Induktion des elektromagnetischen

J" Feldes, T 0.2

Stromart Wechselstrom

(50-60Hz)

Teilchendurchmesser, mm 2

Durchsatzleistung, kg/h 200

Die Schmelze, welche sich im Behälter 1 und im Schlauch 2 befand, wurde durch die elektromagnetischen Kräfte intensiv vermischt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Legierungsbestandteile

⁴ⁿ gesichert wurde. Die aus den Düsen ausfließenden Teilchen gelangten in einen senkrechten Schacht (nicht gezeigt) mit einem aufwärts steigenden Strom eines Kühlgases, dessen Geschwindigkeit um 20 bis 30% niedriger als die Fallgeschwindigkeit der Teilchen war.

Beispiel 4

Im Verlauf der Herstellung von Granalien ging man

vom Teilchenquerschnitt dt =2 mm zum Querschnitt cfe = 3 mm über. Die Schmelze sowie die Vorgangspara-

>" meter waren mit denen des Beispiels 2 identisch. Der Innendurchmesser der Düsen betrug do= 1.8 mm.

Zu diesem Zweck wurde bei gleichbleibender Durchschnittsgeschwindigkeit des Ausfließens der Schmelze die Frequenz des elektrischen Stromes in der Quelle 7 der Sinusspannung um das

'— = VlT= l,16fache

verringert.

Zur Feinkorrektur der Teilchenform (in einem Bereich von ±5 bis 10% der Kugelgröße) wurden die elektromagnetischen Kräfte in der Schmelze vor den Düsen 2 mit Hilfe der einstellbaren Drossel 11 verändert. So wurde der Eigenwiderstand der Drossel von 13 auf 1,8 Ohm vergrößert, um die im Beispiel 2 erwähnten Parameter zu erreichen.

Auf diese Weise können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Teilchen nach Größe und Form verändert werden, d. h. die Form kann korrigiert werden, bis sie die Gestalt einer regelmäßigen Kugel annimmt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze, welches die Bildung eines freifallenden Strahls der Legierungsschmelze, auf welchen ein elektrisches Feld einwirkt, welches zur Formung der Legierungstropfen beiträgt, sowie die Abkühlung der Tropfen bis zu deren Kristallisierung einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Einwirkung des elektromagnetischen Feldes