NO125269B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å overføre metallpulver til et kontinuerlig kompakt produkt.

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstillingen av metallband eller -strimler fra

metallpulver og den er særlig anvendbar,

skjønt ikke begrenset, til fremstillingen av

metallbånd fra pulvere med lav massetett-het, f. eks. slike som fremstilles ved ter-misk spaltning av nikkelkarbonyl og har

en fiberaktig struktur, vanligvis benevnt

B-nikkel.

Det er kjent at metallbånd kan fremstilles fra metallpulvere ved å lede pulveret gjennom valser, som er slik anordnet at der dannes et kontinuerlig kompakt produkt og deretter sintres det kompakte produkt. Valsene er vanligvis anordnet side

ved side med deres akser horisontale og

metallpulveret mates nedover til gapet eller klemstedet mellom valsene og passerer

vertikalt gjennom dette. Det er naturligvis

en grense for vidden eller avstanden til

klemstedet, fordi hvis vidden er for stor. vil pulveret gjennom klemstedet uten i det

hele tatt å bli komprimert. Forutsatt at

klemstedet er tilstrekkelig snevert til at

alt pulveret kan bli komprimert, vil ydel-sen øke med vidden av klemstedet og val-senes hastighet.

Vi har således funnet at den maksimale tykkelse og derfor vekt pr. lengde-enhet av båndet som framstilles, er begrenset ved at laminær sprekkdannelse begynner å opptre. Hvis pulveret tilmåtes

under innvirkning av tyngdekraften til

klemstedet mellom et par horisontalt an-ordnete valser, vil begynnelsen av nevnte

rissdannelse eller sprekkdannelse finne

sted ved en båndtykkelse, som er i alt ve-sentlig konstant for et bestemt slags pulver og for en bestemt slags valseapparatur og for en bestemt vidde i valseklemstedet. Denne maksimale tykkelse oppnås lett med lave valsehastigheter bare ved å øke høy-den av pulveret over valseklemstedet, men etter som valsehastigheten økes over en bestemt verdi, vil ikke båndet oppnå den maksimale tykkelse ved en i praksis gjen-nomførbar høyde av pulveret, idet en økning av pulvermengden bare medrører en ubetydelig økning i bånd- eller strimmel-tykkelsen.

Oppfinnelsen vedrører således en framgangsmåte hvor metallpulver over-føres til et kontinuerlig kompakt produkt, som er skikket for sintring til bånd ved passering gjennom et klemsted mellom valsepar, karakterisert ved at luften ved valseklemstedet erstattes med en gass av lavere viskositet enn luft og at valsene gis en hastighet som er større enn den ved hvilken den maksimale tykkelse kan oppnås uten laminær sprekning, under forøvrig tilsvarende valseforhold.

Disse begrensninger på framstillingen av båndet vil lettere forstås under henvis-ning til vedlagte fig. 1, som viser grafisk resultatene fra et valseverk med kompri-meringsvalser med en diameter av 19,37 cm og et nominelt valsegap av 0,254 mm for å komprimere B-nikkelkarbonylpulver til et uferdig bånd som skal sintres senere. På abscissen er oppført pulverhøyden over valseklemstedet i cm og ordinatene angir middeistykkeisen av båndet i mm. De fire kurver A, B, Cog D vedrører fire forskjel-lige valsehastigheter.

Kurven A fikk man ved en valsehastig-het av 75 cm pr. minutt. Laminær rissdannelse ble iakttatt ved punktet Z, dvs. når pulverhodet var 6,2 cm og båndet som ble fremstillet var 0,81 mm tykt. Når valsehastigheten ble økt til 1,3 meter pr. minutt, forekom der ikke noen laminær rissdannelse inntil punktet Y var nådd med et pulverhode av 16 cm og båndet som ble fremstillet var 0,79 mm tykt, slik som det fremgår av kurven B. Kurvene C og D ved-rører valsehastigheter av 1,8 og 2,4 meter pr. minutt og det vil sees at ved disse has-tigheter ble tykkelsen av båndet ved hvilken laminær sprekkdannelse begynner, ikke nådd i det hele tatt med de anvendte pulverhoder. Innenfor praktiske grenser for størrelsen av pulverhodet, vil derfor en økning av valsehastigheten frembringe en reduksjon i tykkelsen og vekten pr. lengde-enhet av båndet og således er produksjons-hastigheten betydelig mindre enn man normalt skulle vente med en økning av valsehastigheten. Dessuten vil de meka-niske egenskaper av den uferdige strimmel avta ganske betraktelig.

En viss forbedring kan oppnåes ved å tilmåte pulveret til valsegapet under me-kanisk trykk, f. eks. ved å anvende et me-get stort pulverhode eller en skruetilmater, men disse fremgangsmåter fører til kom-plikasjoner ved konstruksjonen av an-legget.

Videre kan en viss forbedring oppnåes ved å øke lufttrykket over klemstedet, slik som antydet på fig. 2. På denne figur re-presenterer ordinaten trykket i cm vann over det atmosfæriske trykk og abscissen tykkelsen av det fremstilte bånd. Kurven G vedrører det samme valseverk og valsegap som kurvene på fig. 1 og viser økningen i tykkelsen av båndet når valsingen med 2,4 meter pr. minutt frembringes ved å øke lufttrykket. Den maksimale tykkelse oppnåes imidlertid fremdeles ikke ved et i praksis brukbart lufttrykk.

Vi har funnet at pulveret over valseklemstedet eller valsegapet utsettes for oppoverstigende krefter fra den inneslut-tede luft som utdrives, idet pulveret utsettes for sammentrykkingen av valsene. Denne effekt blir mere utpreget når valsehastigheten øker og er særlig utpreget når der anvendes fine pulvere som lett får en tendens til å sveve opp i luften.

I henhold til oppfinnelsen reduseres disse oppadstigende krefter ved å erstatte

luften ved valseklemstedet med en gass av lavere viskositet. Ved romtemperatur er luftens viskositet ca. 180 x 10-<6> poise. Vi foretrekker å erstatte luften med hydrogen, som har en viskositet av ca. 88 x 10-<6>, men i praksis brukbare resultater kan oppnåes med en hvilken som helst gass som har en viskositet under f. eks. 150 x 10-° poise, forutsatt naturligvis at den anvendte gass ikke har noen skadelig innvirkning på metallpulveret eller båndet som fremstilles fra dette.

Hydrogenet eller andre gasser synes å unnvike fra klemstedet lettere og å strøm-me rundt pulverpartiklene lettere uten å løfte dem i den samme utstrekning som luft.

Resultatene som oppnåes, er vist på kurvene E og F på fig. 3, som er en grafisk fremstilling av lignende art som fig. 1. Kurvene E og F vedrører valsehastigheter av 1,8 og 2,4 meter pr. minutt, hvor luften over valseklemstedet er erstattet med hydrogen. Ved 1,8 m pr. minutt (kurve E) finner der ikke sted noen rissdannelse eller sprekkdannelse (antydet ved X) inntil pulverhodet var 7 cm og ved 2,4 m pr. minutt (kurve F) fant ikke sprekkdannelsen sted før pulverhodet var 16 cm, slik som vist ved W. Ved valsing ved 2,4 m pr. minutt kan derfor med det praktiske pulverhodet av 12 cm, strimler med en tykkelse som antydet ved W (0,76 mm), dvs. bare noe under den maksimale tykkelse som kan oppnåes uten laminær sprekkdannelse, fremstilles ved å erstatte luften over valseklemstedet med hydrogen.

Ytterligere forbedring oppnåes hvis trykket av hydrogen eller en annen gass holdes over det atmosfæriske trykk ved klemstedet. På fig. 2 er kurven H (svarende til kurve G) oppnådd når luften er erstattet med hydrogen. Det vil sees at uten økning av pulverhodet, men med økning av hydrogentrykket til over 1 cm vann over det atmosfæriske trykk, oppnåes den maksimale båndtykkelse før laminær sprekkdannelse begynner (0,79 mm) med en valse-hastighet av 2,4 m pr. minutt og at virk-ningen av trykket er mer utpreget med hydrogen enn med luft. Det følger herav at en ennå høyere hastighet med sikkerhet kan anvendes med et pulverhode av 12 cm, så at man får en tykkelse (f. eks. 0,76 mm) bare noe under den maksimale. Fra et annet synspunkt kan et lite positivt trykk av hydrogen anvendes ved høyere valsehastigheter for å oppnå en båndtykkelse like under den maksimale uten å ta tilflukt til et stort pulverhode.

Oppfinnelsen kan utføres med forskjel-lige apparatformer, av hvilke enkelte er vist skjematisk på de hosføyede figurer 4—7.

Det viste apparat på fig. 4 tilmåtes pulveret til klemstedet mellom to horisontale valser 1 og 2 fra en trakt 3, så at der dannes et bånd eller en strimmel 4. Denne trakt lukkes og til å begynne med innføres hydrogen ved 5 for å drive ut luften gjennom et rør 6, som reguleres av ventilen 7. Under valseprosessen opprettholdes til-førslen av hydrogen.

I det på fig. 5 viste apparat tilmåtes pulver fra den nedre del av trakten 8 ved hjelp av en skrue 9 til en kasse eller be-holder 10, anordnet over valseklemstedet. Hydrogen innføres i nevnte kasse ved 11. Der er anordnet et utløp 12 gjennom hvilket luften og overskudd av hydrogen unn-viker. For å sikre at pulverhodet forblir konstant kan hastigheten av skruen 12 reguleres ved et instrument som omfatter sonder 13, som innføres i pulveret i kassen ved de kritiske øvre og nedre nivåer og som reagerer slik at tilstedeværelsen eller fraværet av pulveret over sonden angis.

Skjønt oppfinnelsen er særlig anvendbar i forbindelse med fremgangsmåter hvor valsene er anordnet side ved side, innvirker krefter av lignende art som de som er be-skrevet som oppadrettede krefter eller oppstigende krefter på tilmatningen av pulveret til klemstedet mellom valser som er anordnet den ene over den annen med horisontale akser som ligger i et eneste vertikalt plan. Oppfinnelsen omfatter reduk-sjonen av disse krefter ved anvendelse av hydrogen eller en annen gass med eller uten anvendelse av en skruetilmatnings-innretning.

I det på fig. 6 viste apparat er der således anordnet to valser 14 og 15 med deres akser i et vertikalt plan og pulveret tilmåtes til klemstedet mellom disse valser fra en lukket trakt 16, som bringes til å vibrere ved hjelp av en innretning 17 og der fremstilles et bånd 4. Denne form for apparat er kjent. For å tilpasse det til foreliggende oppfinnelse er et rør 18 gjennom hvilket hydrogen eller en annen gass tilføres, forbundet til trakten 16.

I det på fig. 7 viste apparat er der anordnet på lignende måte valser 14 og 15, som mates med pulver fra en trakt 19 ved hjelp av en skruetilmatningstranspor-tør 20 og hydrogen innføres i huset 21, som er anordnet rundt skruen gjennom et rør 22.

Claims (6)

1. Framgangsmåte for å overføre metallpulver til et kontinuerlig kompakt produkt, som er skikket for sintring til bånd ved passering gjennom et klemsted mellom valsepar, karakterisert ved at luften ved valseklemstedet erstattes med en gass av lavere viskositet enn luft, og at valsene gis en hastighet som er større enn den ved hvilken den maksimale tykkelse kan oppnås uten laminær sprekning, under for-øvrig tilsvarende valseforhold.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, ved hvilken det som gass med lavere viskositet anvendes hydrogen.

3. Framgangsmåte som angitt i påstand 1 eller 2, ved hvilken valsene er anordnet er anordnet side ved side, karakterisert ved at pulveret tilmåtes klemstedet fra en lukket trakt med et utløp umiddelbart over klemstedet og at gassen med lavere viskositet tilmåtes kontinuerlig til trakten.

4. Framgangsmåte som angitt i påstand 1 eller 2, ved hvilken der er anordnet valser side ved side, karakterisert ved at pulveret holdes som en masse på de øvre deler av valsene over klemstedet inne i et hus og gassen med lavere viskositet tilmåtes kontinuerlig til huset.

5. Framgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at trykket av gassen med lavere viskositet holdes over det atmosfæriske trykk ved klemstedet.

6. Anvendelse av den i påstandene 1— 5 angitte framgangsmåte for behandling av nikkelpulver av fiberaktig struktur, særlig såkalt B-nikkelpulver.