DE3116792C2 - Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze und Vorrichtung zur Durchführung desselben - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von Granalien aus einer Legierungsschmelze und Vorrichtung zur Durchführung desselbenInfo
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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-
15
20
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.
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
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
vorgeschriebener Größe
Durchsatzleistung, kg/h
11.29 · 10'
0.89 ■ 10*-
0.38 bis 0.42
602
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
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.
Es wurden Granalien für Lötmetalle aus einer Legierung aus 39% Sn und 61 % Pb erzeugt.
Physikalische Eigenschaften der Legierung:
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.
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 · inh
2(1 Oberflächenspannung. N/m 0,38
Schmelztemperatur, K 953
Parameter des Verfahrens:
Verbrauchsleistung, kW 2 bis 3
Verbrauchsleistung, kW 2 bis 3
Innendurchmesser der Düsen, mm 2.03
Stromstärke, A
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.
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 (1)
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
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-
1981
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