CH347611A - Procédé de fabrication de particules ou de filaments métalliques et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

Procede de fabrication de particules ou de filaments metalliques et appareil pour la mise en aeuvre de ce procede 0n sait qu.e 1'on peut fabriquer des particules ou des filaments m & alliques en dirigeant un jet de m6tal fondu ä haute vitesse sur une surface rotative circu- laire, tournant extremement rapidement pour refroidir 1e metal fondu ä mesure qu'il entre en contact avec la surface et pour 1e d6biter sous forme de filament ou de poudre. 0n peut ainsi obtenir des fils de metaux tels que Ntain, 1e plomb, 1e cadmium, 1'in dium, 1e zinc, 1e bismuth, Faluminium, 1e magn6sium et 1e cuivre ou d'alliages de ces m6taux.

L'invention a pour objet un procede de fabrica- tion de particules ou de filaments metalliques, carac terise en ce qu'on projette plusieurs Jets de metal en fusion con.tre une surface de r6volution concave pr6sent6e par un bloc de refroidissement tournant autour de laxe de cette surface, de fa@on que les jets frappent ladite surface en des points espac6s radia- lement de Faxe de rotation du bloc et angulairement les uns des autres, de maniere que 1e m6tal des jets se solidifie par contact avec ladite surface.

L'invention a encore pour objet un appareil pour la mise en ozuvre de ce proc6d6, caract6ris6 en ce qu'il comprend un recipient pour 1e m6tal en fusion dispose coaxialement au-dessus dune surface de r6volution concave pr6sent6e par un bloc de refroi- dissement auquel un moteur impartit un mouvement rotatif rapide autour de laxe de ladite surface, ledit recipient pr6sentant des orifices disposes pour d6bi- ter des Jets separ6s de m6tal en fusion sur ladite surface.

Le dessin represente, ä titre d'exemple, cinq formes d'execution de, 1'appareil selon Finvention. La fig. 1 est une vue fragmentasre en 616vaiion, partiellement en coupe, de la premiere forme d'ex6.- cution.

La fig. 2 en est une vue en coupe selon 11-II de la fig. 1.

La fig. 3 est une vue fragmentaire en 616vation, partiellement en coupe, de la deuxieme forme d'exe- cution.

La fig. 4 en est une vue coupe selon IV-IV de la fig. 3.

La fig. 5 est une vue fragmentaire en 616vation, partiellement en coupe, de la troisieme forme d'ex6- cution.

La fig. 6 est une vue fragmentaire en 616vation, partiellement en coupe, de la quatrieme forme d7exe- cution.

La fig. 7 est une RTI ID="0001.0273" WI="6" HE="4" LX="1430" LY="2102"> vue fragmentaire en 616vation, partiellement en coupe, de la cinquieme forme d'ex6- cution.

L'appareil repr6sent6 aux fig. 1 et 2 comprend un bloc de refroidissement 4 pr6sentant une surface de r6volution concave 7 et mont6 rotativement sur un bloc palier 3 monte sur une bare 5. Un moteur 6, support6 par la base 5, entmine rotativement 1e bloc de refroidissement 4 autour de Faxe vertical de ladite surface.

Le bloc 4 est r6alise en un mat6riau de grande r6sistance mecanique pouvant supporter la force centrifuge d6velopp6e ä des vitesses pouvant attein- dre 30 000 tours/minute et plus. Au dessin, la con- cavit6 de la surface 7 du bloc 4 est nettement exa- g6r6e.

Un recipient 10 est Supporte en Position fixe par une piece 11, au-dessus de la Surfare 7 du bloc de refroidissement 4. Des ajutages 12 montes au bas du rdcipient 10 projettent des jets du m6tal en fusion frappant la surface 7 en des points 6qui- distants de son axe et espaces angulairement. 0n obtient ainsi un produit uniforme ä partir de tous les ajutages. Cependant, si an desire produire, par exemple, un filament de caractere different au moyen de chaque ajutage, alors les ajutages peuvent etre diriges de fagon ä projeter les Jets de metal ä des distances differentes de Faxe de la surface 7. 0n pourrait ainsi obtenir ce rdsultat en disposant 1e rdci- pient de fagon que son axe ne coincide pas avec celui du bloc 4.

L'ahmentation du recipient 10 en mAal en fusion est realisee au moyen d'un tube 14, de fagon ä maintenir toujours son niveau au-dessus de celui des ajutages 12 ä partir (Tun rdservoir non reprd- sentd.

L'interieur du reeipient 10 est maintenu sous Pression au moyen d'un tube 15 qui 1e relie ä une source de gaz sous Pression. Le niveau du m6tal en fusion est automatiquement maintenu dans les limites ddsirees au moyen dune paire de bornes dlectriques 16 et 17 reliees ä des organes de commande de Fouverture dune soupape inseree dans la conduite d'ahmentation en m6tal 14. 0n voit, ä la fig. 2, les orifices internes 19 des ajutages 12.

Chaque jet de m6tal ne demeure en contact avec la surface 7 que Pendant un bref Parcours a , par exemple de 1,27 cm, puis. il la quitte sous forme de filament.

Dans toutes les forrnes d'exdcution presentees, plusieurs jets continus de m6tal en fusion sont diriges Sur la surface 7 du bloc de refroidissement 4.

Un avantage de la disposition des ajutages dans les appareils des fig. 3, 4 et 5 est qu'ils sont montes de fa@on ä diriger leurs jets dans des directions qui ne sont pas radiales comme dann celui represente aux fig. 1 et 2. Les jets provenant des ajutages 20 representes aux fig. 3 et 4 sont tangents ä un cercle concentrique ä Faxe de rotation du bloc 4, lorsque 1e recipient 21 est Supporte concentriquement par rapport ä Faxe.

Le dispositif mecanique d'alimentation du rdci- pient 21 en m6tal en fusion, represente ä la fig. 3, comprend une pompe ä engrenages 23 montee Sur la conduite d'alimentation 24, et entrainee par un moteur 27. Le bloc de refroidissement peut eire sup- port6 et entraine comme ä la fig. 1.

Une variante de Fappareil represente aux fig. 3 et 4 est representee ä la fig. 5 dann laquelle RTI ID="0002.0274" WI="3" HE="4" LX="1008" LY="2503"> 1e r6ci- pient 30 pour 1e m6tal en fusion presente au bas de sa paroi une pareie annulaire 30a, concentrique ä la surface 7a du bloc 4a de refroidissement. La paroi peripherique de cet anneau est munie de coudes amovibles 32 portant des ajutages 33. Les coudes 32 peuvent etre visses, comme represente, dann des ori- fices taraudes de la Partie 30a du rdcipient 30. L'inclin.aison de chaque coude est, de ce fait, rdglable et permet le reglage du jet sur la surface 7a. Un moyen de chauffage peut etre prevu pour maintenir 1e m6tal ä une temperature convenable au-dessus de son point de fusion. La temperature du mdtal en fusion ä 1'intdrieur du recipient 30 peut eire main- tenue dann des limites, predeterminees par un ther- mostat 36 en contact avec 1e m6tal et electriquement connecte avec un organe 37 de commande du chauf- fage.

Dans la forme d'execution representee ä la fig 6, 1e bloc de refroidissement 4 comprend un rdcipient circulaire 40 fixe au fond de sa surface 7. Le rdci- pient 40 est ainsi monte coaxialement avec 1e bloc. Il est realise en un materiau de haute resistance mdcanique, par exemple en acier inoxydable.

L'interieur 41 du recipient 40 comporte une gar- niture 42 en un matdriau resistant ä la chaleur, tel que du carbure de tungstene. La paroi interieure de la garniture est rentrante de Sorte que par la rota- tion, la force centrifuge dirige 1e metal vers 1e fond de la garniture 42 et 1e force ä travers les orifices 43.

Ces orifices se prolongent ä travers la paroi latd- rale du rdcipient 40. Supporte au-dessus du bloc de refroidissement se trouve un reservoir 44 de mAal en fusion relid ä la garniture 42 par un tube 45 ddbouchant dans Fdvidement de cette derniere. Le debit du reservoir 44 peut eire commandd par une vanne 46, la circulation du m6tal en fusion etant assuree par gravite, il pourrait 1'etre par un dispo- sitif ä Pression.

L'appareil represente ä la fig. 6 produit des Jets de m6tal en fusion en direction de points fixes de la surface 7, quand les conditions de filage sont maintenues constantes. Apres une ldgere deflection par rapport ä une direction purement radiale dans la zone ddlimitee par la surface 7, 1e mAal fondu, apres contact avec la surface 7, est dejete radiale- ment vers 1e haut, 1e long de la surface 7, jusqu'ä solidification, puis il quitte ladite surface sous forme d'echeveaux de fibre dune longueur maximum de 5 cm. 0n peut dgalement obtenir ainsi des parti- cules ou paillettes ou flocons qui ne sont RTI ID="0002.0547" WI="5" HE="4" LX="1838" LY="2089"> pas plus longs que larges. Cette forme d'execution de 1'appa- reil a Favantage fondamental d'etre dune grande simplicite mecanique. Il est moins satisfaisant que d'autres formes d'appareils deerites s'il s'agit de pro- duire des filaments continus.

Les produits de 1'appareil illustre ä la fig. 6 doi- vent eire collectes tont autour du bloc de refroidis- sement 4, etant donne que 1e dispositif de projection du metal fondu tourne avee lui.

La fig. 7 represente une forme d'exdcution dans laquelle 1e dispositif debitant 1e m6tal fondu Sur la surface 7 peut eire rotatif. Ce distributeur de mAal 50 presente une enveloppe exterieure 51 en matdriau de haute resistance tel que de 1'acier inoxydable, et une garniture interie:ure 52 en mat6riau r6sistant ä la chaleur et ne formant pas d'alliage avec 1e metal, tel que du carbure de tungstene, et est supportd par 1'arbre 53 d'un moteur 54. De pref6rence, 1e moteur 54 tournera ä une vitesse constante, mais celle-ci Sera r6glable dans une large Bande de vitesses.

Les parties du distributeur sont circulaires et concentriques par rapport ä Farbre 53 pour assurer un equilibrage dynamique aussi pr6cis que possible.

Le m6tal en fusion est d@bit6 dans F6videment 55 du distributeur 50 ä partir d'un reservoir 57, ä tra vers un tube 58 qui debouche dans 1'evidement 55. Le d6bit de metal en fusion du tube 58 est accordd avec 1e d6bit du distributeur. Etant donn6 que 1e m6tal en fusion est ejeete du distributeur, sous. Fac- tion de la force centrifuge, son d6bit d6pend de la vitesse de rotation du distributeur, de la dimension et du nombre des orifices 59 de la paroi du distri- buteur.

Le distributeur 50 peut toürner dans 1e meme sens que 1e bloc de refroidissement 4 ou dans 1e sens oppos6. Cette forme d'appareil est bien adapt6e pour la production de filaments continus qui sont collect6s autour de Fappareil.

Des blocs de refroidissement rotatifs en acier inoxydable, en aluminium et en cuivre, dopt la sur- face a un fini variant entre environ 1 et 50 microns, ont 6t6 utilis6s avec succes.

Pour la construction du bloc de refroidissement, tout mat6riau de haute r6sistance susceptible de prendre 1e fini d6sire et qui ne s'allie pas avec 1e m6tal fondu destin6 ä etre fi16 peut Ure utilisd. Le diamUre des blocs de refroidissement est compris entre 7,62 et 17,78 cm. Leur vitesse de rotation peut atteindre 30 000 tours/minute. Les parois des orifices 20 (fig. 3) et 12 (fig. 1) sont construites, en verre, en carbure de Silicium, en carbure de tungstene et en acier inoxydable.

Ouoique 1'on ait utilise avec succ'es des orifices d'un diametre compris entre 3 et 300 microns, an utilise de preference des orifices d'un diametre d'en- viron 30 microns.

La vitesse d'ejection ä travers de tels orifices peut varier, par exemple, de 7,6 ä 91,2 rnUres par seconde.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS I. Procede de fabrication de particules ou de filaments metalliques, caracterise en ce qu'on pro- jette plusieurs jets de metal en fusion contre une surface de r6volution concave present6e par un bloc de refroidissement tournant autour de laxe de cette surface, de fa@on que les jets frappent ladite surface en des points espac6s radialement de Faxe de rota- tion du bloc et angulairement les uns des autres, de maniere que 1e m6tal du jet se solidifie par contaet avec ladite surface. II. Appareil pour la mise en Oeuvre du proced6 selon la revendication I, caracterisd en ce qu'il coni- prend un recipient pour 1e m6tal en fusion dispos6 coaxialement au-dessus dune surface de revolution concave pr6sentee par un bloc de refroidissement auquel un moteur impartit un mouvement rotatif rapide autour de Faxe de ladite surface, ledit r6ci- pient pr6sentant des orifices dispos6s pour ddbiter des jets s6par6s de m6tal en fusion Sur ladite surface. SOUS-REVENDICATIONS 1. Proc6d6 selon la revendication I, caraet6ris6 en ce que les jets de m6tal fondu sont projet6s ä grande vitesse ä partir dune masse commune de m6tal en fusion.
2. 2. Proc6de selon la revendication I et la sous, revendication 1, caractdris6 en ce que ladite masse de metal en fusion est placee dans un r6cipient rotatif de fagon ä soumettre le m6tal ä 1'action de la force centrifuge pour 1e projeter ä travers des orifices pratiques dans 1e r6cipient.
3. 3. Proc@d6 selon la revendication I et les sous- revendications 1 et 2, caracterise en ce que 1e r6ci- pient et la surface tournent dans 1e meme sens ä la meme vitesse.
4. 4 Procede selon la revendication I et les sous- revendications 1 et 2, caract6ris6 en ce que 1e r6ci- pient et la surface tournent ä des vitesses de rotation diff6rentes.
5. 5. Appareil selon la revendication 1I, caract & rise en ce que lesdits orifices sont orient6s de fagon ä ddbiter chacun un jet de m6tal suivant une direc- tion contenue dans un plan axial de la surface de revolution.
6. 6. Appareil selon la revendication II, caract6ris6 en ce que lesdits orifices sont orient6s pour d6biter des jets de m6tal dans une direction tangentielle ä une circonf6rence qui est plus petite que la plus grande circonf6rence de ladite surface.
7. 7. Appareil selon la revendication 1I, caractdrise en ce que le recipient pour 1e m6ta1 en fusion est situ6 ä distance de ladite surface de r6volution. B.
8. Appareil selon la revendication 1I et la sous- revendication 7, caracterise en ce que 1e r6cipient est monte de maniere rotative, lesdits orifices 6tant dispos6s radialement ä une certaine distance de Faxe de rotation du r6cipient de Sorte que des jets de m6tal en fusion en sont debit6s sous Faction de la force centrifuge au cours de la rotation du r6cipient.
9. 9. Appareil selon la revendication II et les sous- revendications 7 et 8,RTI ID="0003.0548" WI="16" HE="4" LX="1458" LY="2508"> caracteris6 en ce que 1e r6ci- pient et 1e bloc ont 1e meme axe de rotation, ce rdcipient 6tant fix6 au bloc de fa#,on ä tourner avec lui.
10. 10. Appareil selon la revendication II et les sous- revendications 7 et 8, caracterise en ce que ledit recipient est ouvert ä sa Partie superieure et que son diametre interieur est 1e plus grand 1e long de la Partie qui presente les orifices.
11. 11. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 7, 8 et 10, caracterise par un reservoir pour 1e metal dispose au-dessus dudit reci- pient et presentant un orifice de debit ä sa Partie inferieure pour 1'introduction du metal directement dann 1'ouverture superieure du recipient.