Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania proszku metalowego przez rozpylanie roztopionego metalu z pionowej rury.Przedmiotem wynalazku jest takze urzadzenie do wytwarzania proszku metalowego.Znaczenie proszku metalowego do wytwarzania przedmiotów metalowych, zwlaszcza o skomplikowanymksztalcie, staje sie coraz wieksze. Z tego wzgledu wystepuje odpowiednio wielka liczba propozycji dotyczacych sposobu i urzadzenia do wytwarzania takich proszków,przy czym znane rozwiazania sa z punktu widzenia zarówno technologiiJak i samych urzadzen zlozone i tym samym odpowiednio drogie. Takzei zapotrzebowanie energii jest w znanych sposobach i urzadze¬ niach stosunkowo znaczne. W szczególnosci zas te znane sposoby i urzadzenia nie zapewniaja jednorodnej jakosci proszku metali.Z DE — AS 1 285 098 sa znane sposób i urzadzenie rodzaju wymienionego na wstepie, a mianowicie przede wszystkim do wytwarzania malych kuleczek metalowych, potrzebnych do dlugopisów, lozysk kulkowych lub tym podobnych. W znanym rozwiazaniu stosujacym rure, zanurza sieja w roztopionym metalu i wprawia w ruch obrotowy dokolajej osi wzdluznej. Metal wznoszacy sie w rurze wzglednie kanale wznoszacym zostaje wyrzucany przez kanaly, rozchodzace sie w górnym koncu rury ze srodkowego kanalu wznoszacego mniej wiecej promieniowo na zewnatrz, z jednoczesnym tworzeniem zestalajacych sie kropelek.Celem wynalazkujest opracowanie sposobu i urzadzenia wymienionego na wstepie rodzaju, umozliwiajacych wytwarzanie proszków metali o najwyzszej, jednorodnej jakosci przy mozliwie najmniejszych nakladach konstrukcyjnych, technologicznych i energetycznych.Istota wynalazku w zakresie sposobu polega na tym, ze najpierw ciekly metal miesza sie z gazem, korzystnie obojetnym, nastepnie do zmieszanego z gazem cieklego metalu doprowadza sie gaz pod cisnieniem, korzystnie gaz obojetny, z jednoczesnym tworzeniem kropelek metalu, czes¬ ciowo pustych w srodku, przy czym za pomoca tego sprezonego gazu kropelkomcieklego metalu nadaje sie zwiekszona predkosc wzglednie przyspieszenie i wdmuchuje sie je do komory rozpreze- niowej z jednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego, scislego proszku metalowego.2 143 335 Ciekly metal miesza sie z gazem, korzystnie obojetnym, zwlaszcza argonem, zjednoczesnym tworzeniem piany metalu. Kropelki cieklego metalu wdmuchuje sie do komory rozprezeniowej przez zwezajace sie przejscie, z jednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego proszku metalowego.Predkosc ruchu kropelek metalu przyspiesza sie za pomoca zewnetrznego strumienia gazu sprezo¬ nego, skierowanego do komory rozprezeniowej, z jednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego proszku metalowego. Kropelki metalu wdmuchuje sie do komory rozprezeniowej pod katem od 10 do 80°, korzystnie od 40 do 50° ukosnie ku górze wzgledem poziomu, zjednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego proszku metalowego.Cel wynalazku urzadzenia osiagnietego dzieki temu, ze zostalo ono zlozone ze zbiornika otaczajacego tygiel do topienia metalu; rury pionowej umieszczonej nad tyglem i wyprowadzonej z komory; urzadzenia do podnoszenia tygla wewnatrz komory i/lub opuszczania rury tak, aby ona zanurzala sie w cieklym metalu; przewodu z gazem pod cisnieniem wprowadzonego do zbiornika, przez który to przewód wprowadzany jest do tego zbiornika gaz obojetny celem wytworzenia w zbiorniku wewnetrznego cisnienia, które przy zanurzonej rurze wypiera przez nia ciekly metal ku górze; przewodu z gazem pod cisnieniem, wchodzacym do rury, przez który do wznoszacego sie w góre w tej rurze cieklego metalu wprowadzanajestdomieszkagazu obojetnego, korzystnie argonu, zwlaszcza z jednoczesnym tworzeniem piany metalu; komory pulweryzacyjnej dolaczonej do górnego konca rury, do której to komory wchodzi równiez przewód z gazem pod cisnieniem, umozliwiajacym wdmuchiwanie tego gazu, korzystnie obojetnego, pod duzym cisnieniem; oraz z zasobnika zbiorczego dolaczonego do komory, przy czym przejscie z tej komory do zasobnika zawiera srodki do przyspieszania czastek metalu i jest ono zbiezne.Na obwodzie przejscia z komory do zasobnika sa rozmieszczone mniej wiecej w równych odstepach otwory, przez które wdmuchuje sie strumien sprezonego gazu, skierowany do zasob¬ nika, celemprzyspieszania czastek metalu wprzejsciu. Koniecrury od strony metalujest zamkniety zaslepka, ulegajaca zniszczeniu przez zatopienie konca rury w cieklym metalu. Przejscie z komory do zasobnika jest skierowane ukosnie ku górze pod katem od 10 do 80°, korzystnie od 40 do50°.Kazdy z gazowych przewodów ma zawór do regulowania cisnienia gazu.Wedlug wynalazku punktem wyjscia przy wytwarzaniu proszku metalowego jest ciekly metal wzglednie stop metalowy, przy czym caly proces wytwarzania przebiega w przestrzeni zamknietej, przewaznie w gazie obojetnym, zwlaszcza argonie. Proszek metalowy wytworzony za pomoca sposobu i urzadzenia wedlug wynalazku wyróznia sie najwyzsza jednorodnoscia, i to zarówno co sie tyczy skladu i struktury, jak i ksztaltu oraz wielkosci czastek metalu.Korzystnie stosuje sie mieszanie roztopionego metalu z gazem, zwykle obojetnym, celem utworzenia piany metalu, która zostaje w komorze pulweryzacyjnej "rozsadzona" wzglednie podzielona na drobne, czesciowojeszcze puste w srodku kropelki metalu przez poddanie dzialaniu obojetnego gazu pod cisnieniem. Ten obojetny gaz, przewaznie argon, sluzy jednoczesnie do przetlaczania kropelek metalu z komory pulweryzacyjnej do zamknietej komory rozprezeniowej, mianowicie zasobnika zbiorczego, przez przystawke przewaznie zbiezna w kierunku przeplywu, wskutek czego nastepuje tak zwane wtórne rozdzielenie kropelek metalu na jeszcze drobniejsze scisle czastki. Wystepujace jeszcze ewentualnie kropelki puste w srodku lub wklesle pekaja przy tym wtórnym dzieleniu. Poza tym kropelki sa po prostu rozrywane przez duze przyspieszenie w zbieznej przystawce. W komorze rozprezeniowej wzglednie zasobniku zbiorczym, gdzie panuje znacznie mniejsze cisnienie, niz w umieszczonej przed nim komorze pulweryzacyjnej, osadza sie zatem najdrobniejszy, scisly proszek metalowy. Z tego proszku mozna wytwarzac przedmioty o najwiekszej jednorodnosci ksztaltów.Wynalazek zapewnia takze, iz nie powstaja czastki metalu puste w srodku. W tym miejscu nalezy z przezornosci wspomniec, ze stosowane tu pojecie "metal" obejmuje równiez stopy metali, zwlaszcza stopy stali nierdzewnej i superstopy.Wskutek przeplywu gazu pod cisnieniem z zewnatrz w obszarze przejscia miedzy komora pulweryzacyjna i komora rozprezeniowa wzglednie zasobnikiem zbiorczym czastki metalu doznaja duzego przyspieszenia, podobnie jak dzieki zbieznej przystawce, przy czym oba te srodki mozna stosowac lacznie z ta korzyscia, ze przyspieszenie w obszarze wspomnianego przejscia daje sie zmieniac za pomoca zewnetrznego "przeplywu przyspieszajacego" zaleznie od zadanego stopnia wtórnego podzialu. Zewnetrzny przeplywgazu pod cisnieniem w obszarze wspomnianego przejscia143 335 3 stanowi przewaznie przeplyw mniej wiecej równolegly do scianek, rozlozony równomiernie na obwodzie przejscia. Jako gaz pod cisnieniem sluzy przewaznie równiez gaz obojetny, w szczegól¬ nosci argon.Przedmiot wynalazku zostanie blizej objasniony w uprzywilejowanym przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia urzadzenie do wytwarzania proszku metalowego, w przekroju poosiowym.W gazoszczelnym, ze wszystkich stron zamknietym zbiorniku 2, stojacym na statecznej podstawie,jest umieszczonytygiel 3 do topienia, sluzacy do przyjecia roztopionego metalu wzgled¬ nie stopu. Nad tyglem 3 znajduje sie pionowa rura 7, wyprowadzona ze zbiornika 2. Za pomoca urzadzenia poruszanego hydraulicznie, hydropneumatycznie lub tez mechanicznie mozna tygiel ten uniesc wewnatrz zbiornika 2 o tyle, aby rura 7 zanurzyla sie w metalu. Urzadzeniepodnoszace 5 jest polaczone ze stolikiem podnoszonym 4, na którym jest przytwierdzony tygiel 3. W dolnym koncu, od strony stopionego metalu, rura 7 jest zamknieta zaslepka 7a, która zostaje zniszczona przy zanurzaniu rury 7 w metalu. Tyglowi3jest przyporzadkowane urzadzenie 6 do wytwarzania niezbednego ciepla topienia; w przedstawionym przykladzie wykonania jest to zwojnica induk¬ cyjna znanej konstrukcji, której przylaczenia elektryczne sa wyprowadzone ze zbiornika 2 /zlacze wtykowe 24/. Do zbiornika 2 wchodzi przewód 11 z gazem pod cisnieniem, przy czym otwór wejsciowy oznaczono odnosnikiem 12. Przez przewód 11 mozna do zbiornika wprowadzac gaz, zwlaszcza obojetny, np. argon, celem wytworzenia w zbiorniku cisnienia wewnetrznego, które wypiera ku górze stopiony metal w rurze 7, gdy jest ona w nim zanurzona. Cisnienie gazu we wnetrzu zbiornika 2 dziala na swobodna powierzchnie roztopionego metalu. Celem zapewnienia, ze we wnetrzu zbiornika nie powstanie niedopuszczalnie duze cisnienie gazu, zbiornikjest zaopa¬ trzony w zawór bezpieczenstwa 19.Rura 7jest wyprowadzona ze zbiornika 2na zewnatrzprzeztuleje 14, umieszczona w pokrywie tegoz zbiornika, przy czym wewnetrzna srednicatulei 14jest wieksza od zewnetrznej srednicy rury 7, a powstala dzieki temu pierscieniowa przestrzen 23 miedzy rure 7 ituleja 14 uszczelniona zjednej strony wzgledem wnetrza zbiornika 2 /uszczelka pierscieniowa 21/, a z drugiej strony wzgledem otoczenia zewnetrznego /uszczelka pierscieniowa 22/. Do przestrzeni 23 wchodzi przewód 13 z gazem pod cisnieniem, przez który mozna doprowadzac do niej gaz obojetny, przewaznie argon, plynacy dalej przez otwór 15 w rurze 7 celem domieszania do plynnego metalu, wznoszacego sie w rurze 7 /przy odpowiednio duzym cisnieniu gazu we wnetrzu zbiornika2/, dzieki czemu stopiony metal opuszcza rure jako piana. Przestrzen pierscieniowa 23 sluzy jako strefa uspokojenia gazu.Do górnego konca rury 7, znajdujacego sie juz na zewnatrz zbiornika 2, jest dolaczona tak zwana komora pulweryzacyjna 8, do której równiez mozna przez otwór 18 wdmuchiwac gaz obojetny, a mianowicie argon, pod duzym cisnieniem. Komora 8, podobniejak górna czesc rury 7, jest otoczona przestrzenia pierscieniowa 16, uszczelniona wzgledem otoczenia zewnetrznego, do której wchodzi przewód z gazem pod cisnieniem 17. Przestrzen 16, podobnie jak przestrzen 23, sluzy jako strefa uspokojenia gazu. Kazdy z przewodów 11,13 i 17 ma zawór 20 do regulacji cisnienia gazu, dzieki czemu cisnienie wprowadzanego przez nie gazu moze byc indywidualnie regulowane. Wskutek wprowadzenia gazu obojetnego pod cisnieniem do komory 8 nastepuje rozpylenie wzglednie rozdzielenie piany metalu na - w niewielkiej czesci takze puste w srodku -kropelki, które maja jeszcze stosunkowo duza objetosc. Gaz pod cisnieniem, wprowadzony do komory 8, sluzyjednoczesne do wdmuchiwania kropelek metaluprzez zwezajace sie przejscie 9 do komory rozprezeniowej, to znaczy komory niskiego cisnienia, a mianowicie zamknietego zasob¬ nika zbiorczego 10, przy czym tworzy sie bardzo drobny, scisly proszek metalu. Bardzo istotne znaczenie ma zwezenie przejscia 9 i uzyskiwane wskutek tego przyspieszenie przeplywu strumienia kropelek gazu z metalem z komory 8 do zasobnika 10.Jak wyjasniono wyzej, przyspieszenie to mozna uzyskac takze za pomoca zewnetrznego przeplywu pierscieniowego.Duze sily przyspieszajace, spowodowane przez przyspieszenie w przejsciu 9 i oddzialujace na kropelki metalu, rozrywaja po prostu te ostatnie, wskutek czego powstaje nadzwyczaj drobny proszek metalu.4 143 335 W przedstawionej postaci wykonania zwezajace sie przejscie 9 jest ustawione skosnie ku górze pod katem er, wynoszacym okolo 45° wzgledem poziomu. Os wzdluzna przejscia pokrywa sie przy tym z osia wzdluzna komory 8. Zwezajace sie przejscie 9 moze miec postac wymiennej przystawki tak, ze zaleznie od wybranych wielkosci cisnienia gazu i zastosowanego stopu metali mozna przez wybór odpowiedniej przystawki dobierac przejscia 9 rózniace sie zbieznoscia. Jesli przyspieszenie w przejsciu 9 odbywa sie pod dzialaniem wspomnianego zewnetrznego przeplywu pierscieniowego, to wielkosc przyspieszenia mozna zmieniac przez odpowiednie oddzialywanie na ten przeplyw. Prze¬ waznie stosuje sie wtedy oba srodki, mianowicie zewnetrzny przeplyw pierscieniowy i zbiezna przystawke, dzieki czemu wymiana tej ostatniej przy odpowiedniej zmianie tego zewnetrznego przeplywu moze byc zbedna. Przystawka moze bys osadzona równiez przechylnie, wskutek czego optymalny kat a daje sie ustawiac indywidualnie.Do wytwarzania proszku metalu za pomoca przedstawionego i opisanego urzadzenia umie¬ szcza sie najpierw tygiel 3, napelniony stopionym metalem, na stoliku 4 wewnatrz zwojnicy 6. Ta ostatnia zapewnia utrzymuje metalu w tyglu w stanie roztopionym. Nastepnie zamyka sie szczelnie zbiornik 2 i napelnia go argonem przez przewód 11 i otwór 12. Potem zapomoca urzadzenia 5 unosi sie stolik 4, a z nim tygiel 3 z metalem o tyle, aby rura 7 zanurzyla sie swym dolnym koncem w tyglu, skutkiem czego zostaje zniszczona zaslepka 7a. Pod wplywem cisnienia gazu we wnetrzu zbiornika 2, które dziala na swobodna powierzchnie metalu, ten ostatni zostaje wypchniety rura 7 ku górze.Jednoczesnie przez przewód 13, przestrzen 23 i otwór 15 w górnej czesci rury 7 doprowadza sie gaz obojetny, np. argon, i miesza go z wznoszacym sie metalem, wskutek czego powstaje piana metalu.Wchodzi ona do komory 8, do której równiez przez otwór 18 wdmuchuje sie gaz pod cisnieniem w taki sposób, iz nastepuje rozpylenie wzglednie rozdzielenie piany na kropelki metalu. Gaz wdmu¬ chiwany do komory 8 wdmuchujejednoczesnie przez zwezajace sie przejscie 9 kropelki metalu do zasobnika 10, przy czym tworza sie bardzo drobne, scisle czastki metalu. Kropelki puste w srodku lub wklesle, powstajace ewentualnie w komorze 8, pekaja po prostu w przejsciu 9 i rozpadaja sie na najdrobniejsze czastki metalu pod wplywem róznic cisnienia czastkowego wewnatrz i na zewnatrz wydrazen w kropelkach. Zasobnik 10 jest szczelnie zamkniety wzgledem otoczenia.Jak juz przedstawiono, zwezajace sie przejscie ma nader istotne znaczenie dla drobnego rozpylenia. Dzieki zbieznemu przejsciu mozna zmniejszyc znacznie zuzycie gazu.Dzieki zwezajacemu sie przejsciu 9 nastepuje zatem dalsze wzglednie wtórne rozdzielanie kropelek metalu, utworzonych w komorze 8, a to wskutek przyspieszenia i sil przyspieszajacych, oddzialujacych na kropelki w tym przejsciu. Dzieki temu w obszarze tego ostatniego powstaja takze wspomniane róznice cisnienia czastkowego, powodujace pekanie wystepujacych ewentualnie pustych w srodku kropelek metalu,jak równiez ich dalsze rozdrabnianie. Skutek taki osiaga sie do tego przy stosunkowo niewielkim zuzyciu gazu. Zbieznosc przejscia 9 wyznacza wielkosc cisnienia w komorze 8, jak równiez przyspieszenie kropelek metalu i uwarunkowane tym sily rozbijajace, przy czym stopien zbieznosci zalezy od rodzaju sproszkowywanego materialu /metalu, stopu metali/ i zadanej wielkosci czastek.Zastrzezenia patentowe 1.Sposób wytwarzania proszku metalowego przez rozpylanie cieklego metalu z pionowej rury, znamienny tym, ze najpierw ciekly metal miesza sie z gazem, korzystnie obojetnym, nastepnie do zmieszanego z gazem cieklego metalu doprowadza sie gaz pod cisnieniem, równiez korzystnie obojetny, zjednoczesnym tworzeniem kropelek metalu, czesciowo pustych w srodku,przy czym za pomoca tego sprezonego gazu kropelkom cieklego metalu nadaje sie zwiekszona predkosc wzgled¬ nie przyspieszenie i wdmuchuje sie je do komory rozpreznej z jednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego, scislego proszku metalowego. 2.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ciekly metal miesza sie z gazem, korzystnie obojetnym, zwlaszcza argonem, z jednoczesnym tworzeniem piany metalu.143 335 3.Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze kropelki cieklego metalu wdmuchuje sie do komory rozprezeniowej przez zwezajace sie przejscie z jednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego proszku metalowego. 4.Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, zepredkosc ruchu kropelek metalu przyspie¬ sza sie za pomoca zewnetrznego strumienia gazu pod cisnieniem, skierowanego do komory rozprezeniowej, z jednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego proszku metalowego..Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze kropelki metalu wdmuchuje sie do komory rozprezeniowej pod katem od 10 do 80°, korzystnie od 40 do 50° ukosnie ku górze w stosunku do poziomu, z jednoczesnym tworzeniem bardzo drobnego proszku metalowego. 6. Urzadzenie do wytwarzania proszku metalowego, znamienne tym, ze jest zlozone ze zbior¬ nika (2) otaczajacego tygiel (3) do topienia metalu, rury pionowej (7) umieszczonej nad tyglem i wyprowadzonej z komory (2) ; urzadzenia (5) do podnoszenia tygla (3) wewnatrz zbiornika (2) i/lub opuszczania rury (7) tak, aby ona zanurzala sie w cieklym metalu; przewodu (11,12) z gazem pod cisnieniem wprowadzonego do zbiornika (2), przez który to przewód wprowadzany jest do tego zbiornika gaz obojetny celem wytworzenia w zbiorniku wewnetrznego cisnienia, które przy zanurzonej rurze (7) wypiera przez nia ciekly metal ku górze; przewodu (13,14,15) z gazem pod cisnieniem, wchodzacym do rury (7), przez który do wznoszacego sie w góre w tej rurze cieklego metalu wprowadzana jest domieszka gazu obojetnego, korzystnie argonu, zwlaszcza z jednoczes¬ nym tworzeniem piany metalu; komory pulweryzacyjnej (8) dolaczonej do góry konca rury (7), do której to komory wchodzi równiez przewód (17,18) z gazem pod cisnieniem, umozliwiajacym wdmuchiwanie tego gazu, korzystnie obojetnego, pod duzym cisnieniem; oraz z zasobnika zbior¬ czego (10) dolaczonego do komory (8), przy czym przejscie (9) z tej komory do zasobnika (10) zawiera srodki do przyspieszania czastek metalu. 7.Urzadzenie wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze przejscie (9) z komory (8) do zasobnika (10) jest zbiezne. 8.Urzadzenie wedlug zastrz. 6 lub 7, znamienne tym, ze do przejscia (9) z komory (8) do zasobnika (10) na obwodzie tego przejscia wchodza rozmieszczone mniej wiecej w równych odstepach otwory, przez które wdmuchuje sie strumien gazu pod cisnieniem, skierowany do zasobnika (10), celem przyspieszania czastek metalu w przejsciu (9). 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze dolny koniec rury (7), od strony cieklego metalu, jest zamkniety zaslepka (7a), ulegajaca zniszczeniu przez zatopienie konca rury (7) w cieklym metalu. lO.Urzadzenie wedlug zastrz. 6 albo 8, znamienne tym, ze przejscie (9) z komory (8) do zasobnika (10)jest skierowane ukosnie ku górze pod katem od 10 do 80°, korzystnie od 40 do 50°, do poziomu. 11 .Urzadzenie wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze kazdy z przewodów (11,13,17) do gazu pod cisnieniem ma zawór do regulacji cisnienia gazu. 12.Urzadzenie wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze zbiornik (2) ma zawór cisnieniowy (19).143 335 f777y)////////P7, /////////////;//?//, Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz Cena 220 zl PL