DE3246207C1

DE3246207C1 - Method and device for coating a baffle

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Publication number: DE3246207C1
Application number: DE19823246207
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 4300 Essen Hartwig; Emil Dr.rer.nat. 5000 Köln Hillnhagen; Fritz Dr.rer.nat. 4100 Duisburg Maak; Rudolf Dr.Rer.Nat. Mohs; Heinz Dr.-Ing. 4300 Essen Sibum
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1984-06-07

Abstract

The baffles used in the production of spherical metal or alloy powders by atomisation of a rotating consumable body, for catching the spherical metal or alloy particles thrown out are coated with a continuous film of liquid, which is preferably formed as a creeping film in such a way as to make possible continuous powder production. Oils with a low vapour pressure, preferably < 10<-6> mbar at 20 to 80 DEG C, are used as liquids.

Description

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung eines Prallbleches, wie es bei der vorstehend beschriebenen Pulverherstellung verwendet wird, zu schaffen, das unter Umgehung der genannten Nachteile insbesondere einen kontinuierlichen Betrieb ermöglicht Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem das Prallblech mit einem Flüssigkeitsfilm einer Dicke von 0,5 bis 100 um, vorzugsweise 0,5 bis 10 um, überzogen wird. Vorteilhafterweise wird der Flüssigkeitsfilm kontinuierlich erneuert. It is the object of the invention to provide a method and a device for coating a baffle plate, as is the case with the powder production described above is used to create that bypassing the disadvantages mentioned in particular enables continuous operation The task is solved by a method, in which the baffle plate has a liquid film with a thickness of 0.5 to 100 µm, preferably 0.5 to 10 µm. The liquid film is advantageously continuously renewed.

Bevorzugt werden Flüssigkeiten mit kleinem Dampfdruck < 10-6 mbar bei 20 bis 80" und gutem Verdampfungs-, Crack- und Benetzungsverhalten organischer Art, wie z. B. Vakuumöle, Diisobutylphthalat, Methyldiphenylamin oder Dicyclohexylphthalat oder -(technisch erhältliche) Mischungen derartiger Flüssigkeiten verwendet. Die Schichtdicke, Temperatur und Fließgeschwindigkeit des Kriech- bzw. Rieselfilms wird nach einer Weiterbildung der Erfindung regelbar zu einem Ölfluß von 1 bis 100 g/h pro cm Prallblechrand,vorzugsweise 2 bis 50 g/h pro cm Prallblechrand eingestellt, was über die Prallblechoberflächenbeschaffenheit und die Viskosität des Öles in Verbindung mit einer entsprechenden Dosiereinrichtung geschehen kann. Das vom Prallblech abfließende Öl wird wieder in das Vorratsgefäß zurückgepumpt, von wo es auf das Prallblech geleitet wird, so daß ein geschlossener Kreislauf entsteht. Liquids with a low vapor pressure of <10-6 mbar are preferred at 20 to 80 "and good evaporation, cracking and wetting behavior more organic Kind of like B. vacuum oils, diisobutyl phthalate, methyldiphenylamine or dicyclohexyl phthalate or - (technically available) mixtures of such liquids are used. the Layer thickness, temperature and flow rate of the creeping or trickling film According to a further development of the invention, it can be regulated to an oil flow of 1 to 100 g / h per cm of baffle edge, preferably 2 to 50 g / h per cm of baffle edge, what about the surface properties of the baffle plate and the viscosity of the oil in Connection with a corresponding metering device can be done. That from the baffle plate The oil that drains off is pumped back into the storage vessel, from where it is transferred to the Baffle plate is passed, so that a closed circuit is created.

Damit ist eine selbstregenerierende, teils selbsttätig regelnde Beschichtung geschaffen, die kontinuierlich wirkt und mit dem Vakuumsystem kompatibel ist. Insbesondere haben Versuche gezeigt, daß die genannten Öle hervorragend zur gezielten Beeinflussung bzw. Verhinderung der Reaktionen zwischen den auftretenden Pulverteilchen und der Prallblechoberfläche geeignet sind. This creates a self-regenerating, partly self-regulating coating created that acts continuously and is compatible with the vacuum system. In particular Tests have shown that the oils mentioned are excellent for targeted influencing or prevention of reactions between the powder particles and the Baffle surface are suitable.

Jedenfalls haben sich die nach diesem Verfahren hergestellten Metall- bzw. Legierungspulver als von höchster Reinheit, einer hervorragenden Schüttdichte und guter Homogenität in der angestrebten kugeligen Form erwiesen.In any case, the metal- or alloy powder as of the highest purity, an excellent bulk density and good homogeneity in the desired spherical shape.

Des weiteren wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die aus einer Dosiereinrichtung zur regelbaren Beschichtung des Prallbleches mit Flüssigkeit besteht. Diese Dosiereinrichtung, die im einfachsten Fall aus einem ggf. heizbaren Vorratsgefäß, aus dem das Öl auf das Prallblech befördert wird, und einer Pumpe, die das vom Prallblech z. B. in ein Sammelbecken ablaufende Öl in das Vorratsgefäß zurückbefördert, enthält, dient zur Einstellung bzw. Regelung eines gleichmäßigen Ölfilms auf der Prallblechoberfläche. Furthermore, the object is achieved by a device which from a metering device for the controllable coating of the baffle plate with liquid consists. This metering device, which in the simplest case consists of a possibly heatable Reservoir from which the oil is conveyed onto the baffle plate, and a pump, that from the baffle plate z. B. in a collecting tank draining oil into the storage vessel transported back, contains, is used to adjust or regulate a uniform Oil film on the baffle surface.

Vorteilhafterweise kann das Öl in einem kapillaraktiven Stoff, wie z. B. Vliesstoff, der ringsum so über den oberen Rand des Prallbleches gelegt ist, daß das auf der einen Seite überlappende Ende des Stoffes in das Öl des oben am Prallblech angeordneten Vorratsgefäßes eintaucht, emporsteigen, um auf der anderen Seite des Prallbleches an diesem herabzufließen. Die Viskosität des Öles und die Dicke des Riesel- bzw. Kriechfilms auf dem Prallblech können über die Öltemperatur eingestellt werden. Ebenso ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung möglich, das Öl durch eine Perforation in der Vorratsgefäßwand und/oder eine Überlaufkante des Vorratsgefäßes auf das Prallblech zu leiten. Vorteilhafterweise hat sich bei einer Ölviskosität von ca. 10 cSt eine Perforation mit einem Lochdurchmesser von 0,5 bis 1 mm bei einem Lochabstand von 10 bis 30 mm bzw. Advantageously, the oil can be in a capillary-active substance such as z. B. nonwoven, which is placed all around over the upper edge of the baffle plate, that the overlapping end of the fabric on one side into the oil of the top of the Baffle plate arranged storage vessel immerses, climb up to on the other Side of the baffle to flow down on this. The viscosity of the oil and the The thickness of the trickle or creep film on the baffle plate can vary depending on the oil temperature can be set. It is also possible according to a further development of the invention, the oil through a perforation in the storage vessel wall and / or an overflow edge of the storage vessel on the baffle plate. Advantageously, has an oil viscosity of approx. 10 cSt a perforation with a hole diameter of 0.5 to 1 mm with a hole spacing of 10 to 30 mm or

vorzugsweise 0,8 mm Lochdurchmesser und 20 mm Lochabstand, bewährt.preferably 0.8 mm hole diameter and 20 mm hole spacing, proven.

Die Gleichmäßigkeit der Dicke der Rieselfilmschicht auf dem gesamten Prallblech wird durch die gleichmäßig aufgerauhte Prallblechoberfläche bewirkt. The uniformity of the thickness of the falling film layer on the whole The baffle plate is created by the uniformly roughened surface of the baffle plate.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von kugelförmigem Metall- oder Legierungspulver und F i g. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Vorrichtung entsprechend der Fig. 1. An embodiment of the invention is shown in the drawings. It shows F i g. 1 is a schematic partial view of an apparatus for production of spherical metal or alloy powder and F i g. 2 a partial cross-section by a device according to FIG. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im we- sentlichen aus einem gasdichten, ggf. evakuierbaren Behälter 1 mit einer in seinem Zentrum auf einer Halterung 2 befestigten zylindrischen Elektrode 3, die ringsum über die gesamte Länge von einem rotationssymmetrisch dazu angeordneten Prallblech 4, das in der vorliegenden Ausführungsform zylindrisch ist, umgeben ist. The in F i g. 1 device shown consists in the w essential from a gas-tight, possibly evacuable container 1 with one in its center on a holder 2 fixed cylindrical electrode 3, which all around over the entire length of a baffle plate 4 arranged rotationally symmetrically to it, the in the present embodiment is cylindrical, is surrounded.

Die Erhitzung der sich beim Abbrennen selbstverzehrenden Elektrode wird mittels einer nicht dargestellten Einrichtung bewerkstelligt. Solche Heizeinrichtungen, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, sind nach dem Stand der Technik bekannt und sollen demzufolge hier nicht näher beschrieben werden. Die Elektrode ist drehbar angeordnet und kann mittels eines auf die Halterung 2 wirkenden regelbaren Antriebs auf hohe Drehzahlen von 1000 bis 7000/s gebracht werden. The heating of the self-consuming electrode when it burns off is accomplished by means of a device not shown. Such heating devices, which are not the subject of the invention are known from the prior art and should therefore not be described in more detail here. The electrode can be rotated arranged and can by means of an acting on the bracket 2 controllable drive can be brought to high speeds of 1000 to 7000 / s.

Das Prallblech 4 weist an seinem oberen Rand eine mit Flüssigkeit füllbare Rinne als Vorratsgefäß 5 auf, die im Querschnitt U-förmige Gestalt hat und wovon einer der Schenkel von dem oberen Prallblechrand 6 gebildet wird. Dieser Prallblechrand 6 ist in der dargestellten Ausführungsform perforiert, wobei die Löcher 8 eine Größe von 0,8 mm besitzen und deren Abstand 20 mm beträgt. Zur Beeinflussung des Kriech- bzw. Rieselfilms auf der Prallblechoberfläche 7 wird die Rinne 5 kontrollierbar geheizt. Des weiteren ist noch eine nicht dargestellte Pumpeinrichtung vorgesehen, die nach Abfließen des Öles von dem unteren Rand der Prallblechoberfläche 7 in einem Sammelbecken aufgefangenes Öl in das Vorratsgefäß 5pumpt In der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung ist in das mit Öl 10 gefüllte Vorratsgefäß 9 ein kapillaraktiver Vliesstoff 11 getaucht, der im übrigen ringsum über den oberen Rand 12 des Prallbleches 4 gelegt ist, so daß das in den Vliesstoff aus dem Vorratsgefäß 9 aufsteigende Mineralöl 10 auf der anderen Seite an der Prallblechoberfläche T abläuft. The baffle plate 4 has a liquid on its upper edge fillable channel as a storage vessel 5, which has a U-shaped cross-section and one of the legs of which is formed by the upper edge of the baffle plate 6. This Baffle plate edge 6 is perforated in the illustrated embodiment, the Holes 8 have a size of 0.8 mm and their spacing is 20 mm. To influence of the creeping or trickling film on the baffle plate surface 7, the channel 5 becomes controllable heated. Furthermore, a pumping device, not shown, is also provided, after the oil has drained from the lower edge of the baffle surface 7 in one Oil collected in the collecting basin is pumped into the storage vessel 5. 2 shown The device is a capillary-active nonwoven in the storage vessel 9 filled with oil 10 11 immersed, which is placed all around over the upper edge 12 of the baffle 4 is, so that the rising in the nonwoven from the storage vessel 9 mineral oil 10 runs off on the other side on the baffle surface T.

Es versteht sich von selbst, daß von Zeit zu Zeit die durch Verdampfung dem Ölkreislauf entzogenen Mengen ersetzt werden müssen, was durch Nachfüllen über dieselbe Pumpeinrichtung, die das abfließende Öl aus dem Sammelbecken in das Vorratsgefäß pumpt, bewerkstelligt werden kann. It goes without saying that from time to time the evaporation The quantities withdrawn from the oil circuit have to be replaced, which is achieved by topping up the same pumping device that transfers the draining oil from the collecting basin into the storage vessel pumps, can be accomplished.

Zur Herstellung von kugelförmigem Metall- oder Legierungspulver wird nach Evakuierung des Behälters 1 bzw. Füllung mit Inertgas die Elektrode 3 an ihrem freien Ende erhitzt und in Rotation versetzt. Die Drehzahl bestimmt die Größe der von der Elektrode abgeschleuderten Teilchen. Auf ihrer freien Flugbahn erstarren die abgeschleuderten Teilchen nur teilweise äußerlich und treffen als noch plastisch verformbare Teilchen auf das Prallblech 4. Das Prallblech 4 ist von einem Kriech- bzw. For the production of spherical metal or alloy powder after evacuation of the container 1 or filling with inert gas, the electrode 3 on its heated free end and set in rotation. The speed determines the size of the Particles thrown off the electrode. Freeze in their free trajectory the thrown off particles are only partially external and hit as still plastic deformable particles on the baffle plate 4. The baffle plate 4 is of a creeping respectively.

Rieselfilm überzogen, der einem Ölfluß von 2 g/(hcm) entspricht bzw. eine Schichtdicke von ca. 5 um hat. Für eine gleichmäßige Verteilung des Kriech- bzw. Rieselfilms ist durch vorherige mechanische Aufrauhung des Prallblechs 4 gesorgt worden.Covered trickle film, which corresponds to an oil flow of 2 g / (hcm) or has a layer thickness of approx. 5 µm. For an even distribution of the creep or trickle film is provided by prior mechanical roughening of the baffle plate 4 been.

Die Teilchen werden auf dem Prallblech 4 von einer dort durch eine Art lokaler Verdampfung entstehende Dampfwolke abgebremst, ohne daß es zu Reaktionen, wie z B. einem unzulässigen Aufkohlen des Metallpulvers mit der Prallblechoberfläche kommt. Die Dampfwolke verhindert ein »hartes Aufprallen« der Teilchen auf dem Prallblech 4, das eine ungewünschte Verformung oder deren Platzen zur Folge hätte. Nach nahezu vollständiger Vernichtung ihrer kinetischen Energie fallen die Teilchen frei vom Prallblech ab, wo sie nach Beibehaltung ihrer ursprünglichen Form aufgefangen und ggf. ihrer Weiterverarbeitung zugeführt werden. The particles are on the baffle 4 from a there through a Type of local evaporation is slowed down without any reactions, such as an impermissible carburization of the metal powder with the surface of the baffle plate comes. The cloud of steam prevents the particles from "hitting hard" on the baffle plate 4, which would result in an undesired deformation or its bursting. After nearly When their kinetic energy is completely destroyed, the particles fall freely Baffle plate from where it is caught and after maintaining its original shape if necessary, be fed to their further processing.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Beschichtung besteht insbesondere darin, daß an der Auftreffstelle unmittelbar nach dem Aufprall und Abfallen des Teilchens sofort wieder eine Beschichtung durch nachfließendes Öl entsteht, so daß aufgrund dieser Selbstregeneration der Prallblechbeschichtung eine kontinuierliche Pulverherstellung gewährleistet ist In einem konkreten Ausführungsbeispiel sind Pulver aus Titan und Titan-Legierungen hergesteilt worden; eine weitere Anwendungsmöglichkeit bietet z.B. die Pulverherstellung von Legierungen auf Nickel- und Kobaltbasis.The coating according to the invention has the particular advantage in that at the point of impact immediately after the impact and fall of the Particles are immediately coated again by the oil flowing in, so that due to this self-regeneration of the baffle plate coating, a continuous Powder production is guaranteed in a specific embodiment Powders made from titanium and titanium alloys; another possible application offers e.g. the powder production of alloys based on nickel and cobalt.

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Claims

Claims: 1. Method for coating a baffle plate, in the manufacture of spherical metal or alloy powder by atomization a rotating, consumable electrode made from a full cylindrical or almost cylindrical body, which can be tracked along its longitudinal axis if necessary Arranged feed device and rotatable at high speed about its longitudinal axis is to intercept the spherical metal or alloy particles thrown off is used, characterized in that the baffle plate with a liquid film is coated to a thickness of 0.5 to 100 µm, preferably 0.5 to 10 µm.

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid film is continuously renewed.

3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that that liquids with low vapor pressures and with good evaporation.

Cracking and wetting behavior of an organic nature, such as vacuum oils, diisobutyl phthalate, Methyl diphenylamine or dicyclohexyl phthalate or mixtures of such liquids, be used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that liquids with a vapor pressure <10-6 mbar at 20 to 80 ° C are used will.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in, that the layer thickness, temperature and flow rate of the creep resp.

Trickle film to an oil flow of 1 to. 100 g / h per cm of the baffle edge can be set.

6. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that a metering device for regulating the continuous Liquid film on the baffle plate (4), a possibly heatable storage vessel (5), from which the liquid is conveyed onto the baffle plate (4), and a pump that from the baffle plate (4) z. B. in a collecting basin expired liquid in the Storage vessel (5) conveyed back contains.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that a for Part of the capillary-active substance immersed in the liquid in the storage vessel (5), preferably non-woven fabric (11), all around over the upper edge (6) of the baffle plate (4) is laid

8. Device according to one of claims 6 and 7, characterized by a perforation and / or an upper edge (6) serving as an overflow edge - of the storage vessel for draining the oil onto the baffle plate (4).

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the perforation Holes (8) with a diameter of 0.5 to 1 mm, preferably 0.8 mm, and a hole spacing of 10 to 30 mm, preferably 20 mm.

10. Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that that the baffle plate (4) is mechanically roughened.

The invention relates to a method and a Device for Coating of a baffle plate, which is used in the manufacture of spherical metal or alloy powder is used. When pulverizing metals without a pan and alloys becomes a consumable, mostly cylindrical body from a substance to be atomized, possibly arranged on a trackable feed device - set in rotation at high speed. The ones from the fused end Flying droplets are thrown tangentially outwards, with the droplets solidify at least on the surface and finally hit the baffle plate, from where they fall into a collecting container. For the production of a powder higher The process in question is purity in an inert gas atmosphere or in a vacuum carried out.

Tests have shown that the trajectories are technically available are not sufficient for a complete solidification of the particles, so that particles still hit the impact surface which are still liquid inside are.

In devices known from the prior art, it has been found that the arrangement, the material and the coating of the baffle plate are decisive To be important. The ones that hit the baffle at high speed Particles stick together with unsuitable baffle material, or lose through the impact their spherical shape, or burst. One has therefore switched to baffles made of a material that has a coating in addition to high thermal conductivity in the form of a solid, consumable coating. The coating has the property at the point of impact of the melt droplets, which are still in the plastic state to form a thin film of vapor that absorb the kinetic energy of these particles target. However, such baffle plate coatings have the disadvantage that they are Consume itself over time and therefore not a long-term continuous powder production enable. In order to be able to maintain the longest possible operating cycle, the coating would have to be correspondingly thick; then, however, deteriorates the vacuum and can thus above all a carburization of reactive metals or metal alloys be the consequence.

Another possibility is the baffle plate along its Axle to be attached movably, so that after a coating ring has been »used up« the impact screen is shifted over suitable tracking devices so that the Particles departing tangentially in a plane from the electrode onto a new, Meet the "unspent" shift. However, this arrangement has the disadvantage of being very to be expensive and a monitoring of the relevant impact screen section, in which the particles hit each moment. Besides are only comparatively short operating times possible until the entire baffle plate is newly coated must become.