DK154190B - Fremgangsmaade til fremstilling af metalpulver - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af metalpulver ved forstøvning af en støbestråle af flydende metal, der strømmer ud i en gasatmosfære i et oxygenfrit, lukket granulationskammer, ved hjælp af et under højt tryk stående, nod støbestrålen rettet reducerende forstøvningsmiddel, og opsamling af pulveret i et opsamlingsmiddel i bunden af granulationskammeret.

Findeling af metalsmelter med under tryk stående forstøvningsmidler såsom trykluft, nitrogen, argon, vanddamp eller vand er kendt. Herved tilføres metalsmelten fra en over et eller flere mundstykker anbragt og med bundaftapning forsynet støbebeholder i form af en støbestråle, som møder det med stor hastighed udstrømmende forstøvningsmedium, hvorved støbestrålen sønderdeles til fine dråber. Herved har det vist sig, at det således fremstillede metalpulver ved fremstillingen optager oxygen fra forstøvningsmediet, hovedsagelig overfladeoxygen bundet til let oxiderende legeringselementer.

For hos f.eks. legeret stål at nedbringe oxygenindholdet til et acceptabelt niveau har man også tidligere grebet til en pulverisering med nitrogen eller argon i stedet for den mere sædvanlige pulverisering med vand eller vanddamp, Dette betyder, at man således har anvendt et forstøvningsmedium (en gas), som er betydeligt dyrere og har betydeligt dårligere sønderdelingsevne henholdsvis køleevne. Til visse formål, f.eks. til fremstilling af rundt pulver, foretrækkes dog ofte gasforstøvning, således at pulverkornene har en mulighed for at trække sig sammen til sfærisk form.

. Ved fremstilling af især legerede pulvere med lavt oxygenindhold foreligger der et problem, fordi der ønskes et finkornet produkt. Hertil kræves nemlig en større gasmængde, og derved kommer en betydelig større mængde oxygen fra de indifferente gasarters oxygenrester i berøring med den smeltede'støbestråle, hvilket resulterer i højere oxygenindhold i det dannede pulver. En fremstilling med oxiderende forstøvningsmedium som vand giver det omvendte forhold, d.v.s. en forøgelse af vandmængden på grund af den hurtigere afkøling giver en nedsættelse af oxygenindholdet i pulveret. Det er imidlertid ikke muligt at opnå så lave indhold som ved forstøvning med nitrogengas eller argon,

Ved en fremgangsmåde, som ifølge DE fremlæggelsesskrift nr. 2.144.220, opsamles pulveret af et opsamlingsmiddel i bunden af kammeret, som er et fluidiseret leje af sand eller metalpulver. En sådan fremgangsmåde kræver stadig tilførsel af mekanisk energi i form af en hurtigt strømmende gasmasse, hvilket gør det anvendte apparatur kompliceret og dyrt med blæsere, kompressorer, filtre og reguleringsudstyr, og endvidere er afkøling i et fluidiseret leje ikke særlig effektiv.

Det har nu vist sig muligt at fjerne ovennævnte ulemper og at skabe en fremgangsmåde til fremstilling af forstøvet metalpulver med meget lave oxygenindhold, og som muliggør en kontrolleret optagelse af carbon i metallet og en hurtig afkøling i kammerets bund.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der som forstøvningsmiddel, gasatmosfære og opsamlingsmiddel anvendes hydrocarboner såsom gasolie og benzen.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen udsættes således en støbestråle for et reducerende forstøvningsmedium, fortrinsvis luftformig eller flydende hydrocarbon eller en blanding deraf, f.eks. petroleumsprodukter såsom gasolie, olie, benzen eller lignende. For at beskytte pulveret mod oxidation udføres selve pulveriseringen i et lukket granuleringskammer, som er delvis fyldt med flydende medium og står under overtryk af gasformigt reducerende medium. Herved undgås også eventuelle eksplosionsfarer. En fordel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen består også i, at man gennem regulering af mængden af forstøvningsmedium, f.eks. olie, i forhold til metalmængden kan regulere kulstofindholdet i dét færdige pulver.

Opfindelsen beskrives i det følgende nærmere under henvisning til tegningerne, hvor fig. 1-3 viser forskellige apparater, hvori fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan udføres og fig. 4 og 5 viser forskellige diagrammer.

På fig. 1 betegnes et granuleringskammer generelt med 1, Med 2 betegnes en i kammeret værende reducerende væske , f. eks. olie, hensigtsmæssigt fyringsolie indeholdende 86,8% kulstof, 12,5% hydrogen, 0,58% svovl og i øvrigt 0,12% aske. Kammeret 1 står via en bundaftapning 12 i forbindelse med et støbekar 11 indeholdende en metalsmelte 10. I kammeret l's øvre del findes et indløb 3 til reducerende gas og endvidere mundstykker 14 for tilførsel af et reducerende forstøvningsmedium 15. I de på fig. 1 og 2 viste udførelsesformer findes en væskelås 9 indbefattende et via en ventil 7 med kammeret 1 kommunicerende rør 6, som udmunder under væskeniveauet af en væske 8 i låsen 9. Det på fig. 1 og 2 viste apparat fungerer på følgende måde:

Apparatet ordnes på følgende måde. Før pulveriseringen lukkes ventilen 7 og bundventilen 5, hvorefter granuleringskammeret 1 fyldes med en reducerende væske op til bundaftapningen 12. Når hele granuleringskammeret er fyldt, tilføres en reducerende gas gennem røret 3, samtidigt med at væskeniveauet sænkes til det for den kommende pulverisering ønskede niveau. Derefter åbnes ventilen 7, hvorved den reducerende gas 4 i granuleringskammeret l's øvre del får et overtryk svarende til den højde, som røret 6 dykker ned i væsken 8 i væskelåsen 9, Nu kan pulveriseringen udføres, idet metalsmelte 10 fra støbekarret 11 løber ned gennem terninghullet 12 i form af en metal stråle 13, som rammes af det fra mundstykkerne 14 udstrømmende reducerende forstøvningsmedium 15.

På fig. 3 er vist en alternativ udførelsesform af anlægget, hvor væskelåsfunktionen bevirkes ved, at granuleringskammeret er delt i en nedre del 1 og en øvre del 16, hvilke dele er forskydelige i forhold til hinanden. Ved væskepåfyldningen af kammeret før selve gaspåfyldningen løftes underdelen 1,eller alternativ kan overdelen 16 sænkes, idet dens nedre del virker som væskelåsens rør 6 ifølge fig. 1 og 2. Fordelen ved den i fig. 3.viste alternative udførelsesform er, at væskelåsen får en stor dimension og dermed en sikrere funktion.

Eksempel

Ved støbning af ca. 10 kg stål fik stålet lov at strømme fra en tud til en grafitdigel med en udløbsåbning med en diameter på 6,5 mm.

Den smeltede støbestråle forstøvedes til pulver ved hjælp af olie (fyringsolie 1) fra fire skråt nedadrettede over for hinanden anbragte mundstykker, og som beskyttelsesgas blev anvendt argon, men naturligvis kunne også andre gasarter som f,eks. nitrogen anvendes.

Den anvendte oliemængde var i dette eksempel op til 500 liter/minut og trykket op til 5,5 kg/cm . Åf eksemplet fremgår, at den ifølge opfindelsen udførte forstøvning med olie resulterer i særligt lave oxygenindhold i pulveret og også en vis opkulningsvirkning. Det fremT-stillede pulver viste sig at bestå af forskelligt f o mede partikler, cigarformede, kartoffelformede og sfæriske, idet det kunne konstateres, at de finere partikler var overvejende sfæriske, og at de langstrakte korn hovedsagelig findes i de grovere fraktioner.

Det fremstillede pulvers sigteanalyse gav følgende resultat maskevidde % pulver 3360 mikron 0,37 1680 mikron 2,03 841 mikron 18,36 595 mikron 23,80 42o mikron 24,85 210 mikron 24,66 149 mikron 4,24 105 mikron 1,30 74 mikron 0,23 53 mikron 0,12 findel - 53 mikron 0,02

Det totale oxygenindhold i de forskellige kornstørrelser fremgår af fig. 4, og kulstofindholdet i de forskellige kornstørrelser fremgår af fig. 5. Med hensyn til oxygenindholdet skal til sammenligning nævnes, at på sædvanlig måde fremstillet jernpulver af denne grove type med 1,2% Mn har et oxygenindhold på 0,76-1% (dvs 7600-10.000 ppm).

Stålets øvrige kemiske analyse er følgende %

Si 0,57

Mn 1,30 P 0,017

Claims (1)

1. s 0,021 Cr 0,16 Ni 0,03 Mo 0,03 i Cu 0,05 V 0,01 Ti 0,01 Al 0,007 Oxygenindholdet i stålet var 86 ppm. i Som forstøvningsmedium anvendes ifølge opfindelsen hydrocarboner, især olie og gasolie, også benzen, og metan kan anvendes. Patentkrav. Fremgangsmåde til fremstilling af metalpulver ved forstøvning af en støbestråle af flydende metal, der strømmer ud i en gasatmosfære i et oxygenfrit, lukket granulationskammer, ved hjælp af et under højt tryk stående, mod støbestrålen rettet reducerende forstøvningsmiddel, og opsamling af pulveret i et opsamlingsmiddel i bunden af granulationskammeret, kendetegnet ved, at der som forstøvningsmiddel, gasatmosfære og opsamlingsmiddel anvendes hydrocarboner såsom gasolie og benzen.