NO160122B - Fremgangsmaate til fremstilling av metallpulver. - Google Patents
Fremgangsmaate til fremstilling av metallpulver. Download PDFInfo
- Publication number
- NO160122B NO160122B NO834697A NO834697A NO160122B NO 160122 B NO160122 B NO 160122B NO 834697 A NO834697 A NO 834697A NO 834697 A NO834697 A NO 834697A NO 160122 B NO160122 B NO 160122B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- metal
- compound
- alloy
- disc
- liquid
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 101
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 53
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 34
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 33
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 25
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 14
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 7
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 2
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 14
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Ti and Zr Chemical class 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/10—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av metallpulver ved at flytende metall helles på en roterende skives overflate ved en temperatur som er minst 111°C høyere enn dens liquidustemperatur.
Det er velkjent å fremstille metallpulver og metallfliser ved å helle smeltet metall på oversiden av en roterende skive som slynger små dråper av smeltet metall utover og inn i et brå-kjølingskammer og/eller mot en skvettplate. Hoveddelen av findelingsskiven er ofte fremstilt av et høyfast metall som kan mot-stå sentrifugalbelastningene ved de høye rotasjonshastigheter og de høye temperaturer som metallet vil bli utsatt for. Hoveddelene av findelingsskiver er som regel fremstilt av et metall med stor varmeledningsevne, såsom kobber eller en kobberlegering som kjøles med vann for at den ikke skal smelte og/ eller erodere. Uheldigvis medfører dette at altfor mye varme fjernes fra metallet som helles på skiven, noe som medfører at det blir nødvendig å benytte mye overheting, dvs. høye helletemperaturer hos smeltet metall, noe som kan medføre vanskeligheter, også smelting ved midten av findelingsskiven. Det ble også konstatert på et tidlig stadium at metaller som var mest egnet til å danne den strukturelle del av findelingsskiven iblant reagerte med det smeltede metall som ble helt og derved forurenset metallpulveret som ble fremstilt. De ovennevnte problemer blir større når man findeler metaller som i høy grad blir reaktive ved høye helletemperaturer eller når metallet som findeles er en legering som har et stort størknings-område som nødvendiggjør enda høyere temperaturer for at det smeltede metall skal kunne helles enn det som ville være nødvendig for findeling av de enkelte elementer i legeringen.
En tidlig løsning på dette problem omfattet at oversiden
av metallfindelingsskiven ble foret med et tungtsmeltelig mate-
riale, slik som vist i US-patentskrift 2.439.772. Foruten at det tungtsmeltelige materiale ga termisk beskyttelse av det underliggende metall i skiven anså man at det tungtsmeltelige materiale var inert eller ikke reagerte med de fleste smeltede metaller. Sogar i dag omfatter teknikkens stilling når det gjelder findeling ved hurtig rotasjon for å fremstille metallpulver at det smeltede metall helles på et keramisk lag som er sammenføyet med overflaten på en findelingsskive av metall, slik som vist i US-patentskrifter 4.178.335 og 4.310.292.
Som diskutert i nevnte US-patentskrift 4.178.335 er det ønskelig, selv om det ikke er nødvendig, at det på findelingsskivens keramiske flate dannes en størknet, stabil skolme av metallet som helles for at det skal oppnås skikkelig findeling. Når det gjelder legeringer som har stort størkningsområde er
det vanskelig og ofte ikke mulig å oppnå en kopling mellom den keramiske skives overflate og den smeltede legering. Ifølge US-patentskrift 2.699.576 skal magnesium findeles på en stålskive, som ikke er belagt med keramisk materiale. For å oppnå kopling tilsettes det ifølge patentskriftet sink og zirkonium til magne-siumet.
Aluminiumlegeringer og en del andre legeringer med høye konsentrasjoner av overgangselementer og andre elementer, dvs.
Fe, Ni, Mo, Cr, Ti, Zr og Hf, har meget høye smeltetemperaturer og blir meget reaktive overfor mange materialer, blant annet keramiske materialer, og de kan ha et meget stort størkningsom-råde, i noen tilfeller over 278°C, noe som hindrer at det dannes en skolme eller et størknet lag på findelingsskivens overflate.
Et antall andre legeringer, blant annet ikke-eutektiske legeringer av jern, kobber, nikkel og kobolt, hører til en klasse som også har et stort størkningsområde, og det er derfor vanskelig å findele dem på ønsket måte. Andre legeringer, såsom de reaktive metaller krom, titan, zirkonium og magnesium, utgjør et problem som følge av den høye reaktivitet de har med materialer, særlig dersom de er legert med elementer som øker deres smeltepunkter og øker deres størkningsområde.
Av det som er anført ovenfor skulle det være klart at kjente findelingsskiver belagt med keramisk materiale har noen ulem-per som ikke er eliminert.
Følgende ytterligere US-patentskrifter er representative for teknikkens stilling når det gjelder findeling ved rotasjon, nemlig 4.069.045, 3.721.511, 4.140.462 og 4.207.040 samt britisk patentskrift 754.180.
Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte til fremstilling av metallpulver ved findeling, også av høyreaktive materialer og av metaller med vide liquidus/ solidustemperaturområder.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved følgende trinn: a) at det på skiven dannes et belegg av en forbindelse (C), hvilket belegg er stabilt under fremgangsmåten og omfatter metallet dersom metallet er ulegert og omfatter, dersom metallet er en legering, grunnmetallet i legeringen, hvorved forbindelsen har et smeltepunkt som ligger minst 28°C høyere enn helletemperaturen for det flytende metall og det flytende metall kan eksistere sammen med forbindelsen ved helletemperaturen for det flytende metall, b) at en væskeformet strøm av metallet som skal danne pulver helles på den belagte roterende skive, hvorved det inntreffer kopling av metallet med forbindelsen (C) og det dannes en stabil skolme av metallet over belegget samt findelte, væskeformete dråper av metallet når metallet slynges av skiven, c) at de små metalldråper i væskeform etter at de har forlatt skiven avkjøles slik at de små dråper størkner, samt
d) at de størknete små dråper oppsamles.
Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er be-stemt til å anvendes for findeling av (1) høyreaktive metaller (med "metall" menes i beskrivelsen og kravene både ulegert metall og metallegeringer dersom ikke noe annet er angitt) og (2) slike metaller som har stort liquidus/solidusområde som nødvendiggjør helletemperaturer på opp til minst 223°C og ofte 389°C eller mer over solidustemperaturen for materialet som skal findeles. Tidligere kjente keramiske skiveflater kan ikke alltid håndtere slike materialer som følge av at det keramiske materiale eroderer, som følge av reaksjoner med elementene i det keramiske materiale, og når det gjelder metaller som har et bredt størkningsområde hindres kopling mellom det keramiske materiale og det smeltede metall, slik at det ikke dannes en stabil, størknet skolme, noe som hindrer skikkelig findeling.
Ved utøvelse av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse belegges skiven med en forbindelse som (1) er stabil under arbeidsbetingelsene i prosessen, (2) har et smeltepunkt som ligger over helletemperaturen for materialet som skal findeles, og (3) danner en kopling med metallet som helles, slik at det på overflaten av forbindelsen kan dannes en størknet, stabil skolme av metallet som findeles. Når metallet som findeles har et høyt størkningsområde sikres koplingen ved at man velger forbindelsen slik at et av dens elementer (som her iblant vil bli betegnet det primære element) også utgjør hovedelementet i metallet som skal findeles. Det andre element eller de andre elementer (som her iblant vil bli betegnet sekundære elementer)
i forbindelsen bør fortrinnsvis velges slik at hovedelementet i materialet som findeles har lav løselighet. Selv om det foretrekkes lav løselighet (for å øke sannsynligheten for at belegget vil bli værende intakt) vil dette imidlertid ikke bli krevd i alle systemer. Det fundamentale kriterium er at hovedelementet i metallet som skal findeles kan foreligge i smeltet tilstand sammen med forbindelsen ved helletemperaturen for metallet, slik som angitt ved hjelp av fasediagrammer for de involverte materialer. Det antas at selv om man vet at det sekundære element i forbindelsen som danner belegg ved helletemperaturen er løselig i hovedelementet i metallet som helles, er det usannsynlig at opp-løsning i betydelig grad vil foregå dersom det binære fasediagram for det sekundære element og hovedelementet ved helletemperaturen viser at forbindelsen av de to elementer (dvs. beleggsforbindelsen) kan eksistere sammen med hovedelementet i metallet som findeles.
I de tilfeller hvor metallet som skal findeles har et smalt størkningsområde, men er høyreaktivt ved helletemperaturer, er kopling og skolmedannelse vanligvis ikke noe problem. Istedenfor må, som i det ovennevnte tilfelle, det væskeformete metall som skal findeles kunne foreligge sammen med beleggsforbindelsen ved helletemperaturer for metallet, slik som angitt av binære fasediagrammer for de involverte elementer.
Som kjent på området foretrekker man, for å beskytte den underliggende metallfindelingsskive slik at denne ikke smelter, at et sjikt av keramisk materiale med lav varmeledningsevne skal foreligge under beleggsforbindelsen. Det foretrekkes med. andre ord at skiven skal ha et isolerende sjikt av keramisk materiale over metalldelen og at forbindelsen som danner belegg dannes på eller påføres på det keramiske sjikt.
De ovennevnte og andre formål, trekk og fordeler med oppfinnelsen vil fremtre bedre i lys av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen.
Ifølge oppfinnelsen og som diskutert ovenfor utstyrer man for å unngå problemene som hører sammen med findeling av høyreak-tive legerte og ulegerte metaller og slike metallegeringer som har et bredt størkningsområde (minst 111°C) findelingsskiven" med et belegg C, hvilket som primært element inneholder grunnmetallet B i metallet L som skal findeles. (Grunnmetallet B i metallet L vil heretter bli benevnt hovedelementet i elementet L. Hovedelementet i et ulegert metall L er metallet selv). Det sekundære element i forbindelsen C er her betegnet med bokstaven M. Elementet M velges først slik at forbindelsen C vil ha et smeltepunkt som ligger minst 28°C høyere enn den temperatur hvor L helles på den roterende skive. Fortrinnsvis ligger smeltepunktet til forbindelsen C minst 166°C høyere enn helletemperaturen til L.
Elementet M velges også slik at forbindelsen C, som M ut-gjør en del av, kan foreligge sammen med smeltet grunnmetall B ved helletemperaturen for L (til tross for en eventuell løse-lighet av M i B ved prosessens arbeidstemperaturer), slik det er angitt i det binære fasediagram for M og B. Dersom C og B
kan sameksistere ved helletemperaturer, er det sannsynlig at forbindelsen C, i form av et belegg på skiven, blir værende stabil under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres.
For å øke sannsynligheten for at forbindelsen C skal bli stabil velges elementet M slik at det har lav løselighet i B under betingelser hvor fremgangsmåten utføres, og derved vil forbindelsen C ha en enda lavere løselighet i B, hvorved forbindelsen C blir stabil i L ved helletemperaturen for L. Løselig-heten av M i B bør fortrinnsvis være mindre enn 10 atom% og aller helst mindre enn 5 atom% under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres. Den lave løselighet for både forbindelsen C og elementet M i B eliminerer stort sett sannsynligheten for betydelige reaksjoner mellom L og belegget C når L helles på belegget, til tross for de høye helletemperaturer. Idet både belegget C på skiven og metallet L inneholder B, oppnås det en umiddelbar kopling mellom L og belegget C, hvorved det praktisk talt momentant dannes en stabil skolme av metallet L. Etter at skolmen er dannet, slynges meget findelte, ikke-forurensete små dråper av metallet L bort fra den roterende skive.
Påføring av forbindelsen C på skiven kan utføres på to måter. Ifølge en fremgangsmåte påføres det sekundære element M, som forbindelsen C er fremstilt av, først på skivens overflate, f.eks. ved plasmasprøyting eller en annen egnet metode. Det smeltede metall L som skal findeles helles på vanlig måte
på overflaten av den belagte, roterende skive og danner et belegg av forbindelsen C med elementet M praktisk talt momentant. Kopling samt dannelse av en stabil skolme av metallet L inntreffer nesten umiddelbart deretter. Man kan fortsette å helle smeltet metall L på skiven uten avbrudd, slik at det smeltede metall findeles. Alternativt kan skiven belegges med forbindelsen C, f.eks. ved plasmasprøyting. Det resulterende pulver bør være det samme uansett om forbindelsen C påføres direkte på skivens overflate på forhånd eller dannes i løpet av de første sekunder av en prosess, slik som beskrevet ovenfor. I begge tilfeller sikres det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at det væskeformete metall koples til skivens overflate, og at det dannes en stabil skolme. Det foregår praktisk talt ingen oppløsning av belegget på skiven eller forurensning av pulveret som dannes, selv ikke når det gjelder høyreaktive metaller ved høye helletemperaturer.
Som diskutert ovenfor er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen særlig egnet når det gjelder fremstilling av metallpulver fra metallegeringer som har en bred (minst 111°C) liquidus/solidus-temperatursone (dvs. størkningssone). Mange legeringer av Fe,
Ni, Co, Cr, Mg og Al hører til denne kategori. Når slike metall-legeringer dannes til pulver ved fremgangsmåter til findeling ved rotasjon er det nødvendig at de helles ved temperaturer som er betydelig høyere enn deres solidus- eller smeltetemperatur for at deres temperatur skal overskride deres liquidustemperatur tilstrekkelig mye (fortrinnsvis med minst 111°C). Dette sikrer at det væskeformete metall ikke begynner å størkne under findel-ingen (bortsett fra helt i begynnelsen for å danne en stabil skolme) før den slynges av den roterende skive. Når det således gjelder å findele slike legeringer som er angitt i tabell I neden-for kan findelingsskiven i begynnelsen belegges med f.eks. Ta,
Nb, Mo eller Zr, som danner meget stabile høytemperaturforbindel-ser med aluminium, slik som en del av de aluminiumforbindelser som er angitt i tabell II. Alternativt kan disse aluminiumforbindelser påføres (dvs. bindes til) direkte på skivens overflate.
Rent aluminium blir en væske ved ca. 6 60°C. For at det skal kunne fremstilles aluminiumpulver ved findeling ved rotasjon må aluminiumet overhetes til minst 827°C. Over 982°C er aluminium høyreaktivt med elementer i de keramiske materialer som vanligvis anvendes for å belegge overflaten på de tidligere kjente fin-delingsanordninger. Mange aluminiumlegeringer oppviser et enda større problem som følge av at det foreligger et bredt størknings-område, slik at det er nødvendig med høyere helletemperaturer, noe som i sin tur leder til økt reaktivitet. Tabell I angir liquidus-og solidustemperaturene for flere aluminiumlegeringer og for-skjellen { aT) mellom disse, noe som utgjør størrelsen på størk-ningsområdet. Disse legeringer må helles ved temperaturer som ligger minst 111°C over deres liquidustemperaturer. Dersom disse legeringer helles direkte på en keramisk flate, vil det på fin-delingsanordningen ikke dannes en skolme eller et størknet sjikt, slik at det ikke finner sted noen fukting eller kopling av den smeltede legering til findelingsanordningens overflate.
Tabell III viser løseligheten av forskjellige elementer i væskeformet aluminium ved forskjellige temperaturer. Denne tabell kan benyttes sammen med tabell II for valg av belegg for en skive som skal anvendes til findeling av f.eks. en del av aluminium-legeringene i tabell I. Nb, Mo, Zr, B, Ta, W og Ti er de mest attraktive som begynnelsesbelegg for findelingsskiven som følge av den løselighet de har i væskeformet aluminium. Tabell II viser smeltepunktene for en del av forbindelsene som elementene i tabell III vil danne etter å ha vært brakt i kontakt med smeltet aluminium. Legg merke til det meget høye smeltepunkt for disse forbindelser. Fordelen med å anvende disse forbindelser som belegg på en skive er foruten at de har høyt smeltepunkt også at de praktisk talt ikke reagerer i det hele tatt med væskeformet aluminium. Selv om de andre elementer i tabell III, nemlig Co og Fe, er mere løse-lige i aluminium kan de også være tilfredsstillende dersom forbindelsen som de danner med aluminium kan eksistere sammen med smeltet aluminium ved helletemperaturen for aluminiumet. Tabell III er ikke tenkt å angi alle tenkbare elementer som kan komme til anvendelse ved utførelse av den foreliggende oppfinnelse.
Når det gjelder metallegeringer som er høyreaktive ved temperaturene der de må helles (uansett om disse temperaturer er meget høy eller ikke), slik at de normalt ville reagere med de keramiske belegg som anvendes ifølge teknikkens stilling,
kan samme fremgangsmåte benyttes som når det gjelder legeringer med et bredt størkningsområde. Findelingsskiven kan således i begynnelsen belegges med et første metall som danner en stabil forbindelse med grunnmetallet i legeringen under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres. Alternativt kan slike stabile forbindelser påføres direkte på skivens overflate. Det første metall har fortrinnsvis meget lav løselighet i grunnmetallet ved helletemperaturen, men behøver ikke ha dette dersom forbindelsen som dannes kan eksistere sammen med grunnmetallet ved de betingelser hvor fremgangsmåten utføres. F.eks. kan titanlegeringer og zir-koniumlegeringer findeles på en skive hvor det er dannet en be-leggsf orbindelse av grunnmetallet (enten Ti eller Zr) med slike elementer som karbon, bor eller nitrogen. Slike forbindelser har alle smeltepunkter på over 2760°C, se tabell II. Disse forbindelser kan alle eksistere sammen med grunnmetallene ved de sannsynlige helletemperaturer for grunnmetallene, slik at de bør være stabile under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres.
Dersom et høyreaktivt (ved helletemperaturen) ulegert metall skal findeles gjelder samme prinsipper. Skiven belegges med et første materiale som danner en stabil forbindelse med metallet som skal findeles når de kommer i kontakt med hverandre. Alternativt kan en slik stabil forbindelse påføres direkte på skivens overflate. Det første materialet er valgt slik at den dannete forbindelse kan eksistere sammen med metallet som helles under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres, slik at det ikke foregår oppløsning av belegget. Forbindelsen må ha en smeltetemperatur som ligger minst 28°C, fortrinnsvis minst 166°C, høyere enn metallets helletemperatur. For å findele slike ulegerte metaller som Ti og Zr kan f.eks. forbindelsene av disse metaller med karbon,, bor og nitrogen anvendes.
Claims (16)
1. Fremgangsmåte til fremstilling av metallpulver ved at flytende metall helles på en roterende skives overflate ved en temperatur som er minst 111°C høyere enn dens liquidustemperatur, karakterisert ved følgende trinn: a) at det på skiven dannes et belegg av en forbindelse (C), hvilket belegg er stabilt under fremgangsmåten og omfatter metallet dersom metallet er ulegert og omfatter, dersom metallet er en legering, grunnmetallet i legeringen, hvorved forbindelsen har et smeltepunkt som ligger minst 28°C høyere enn helletemperaturen for det flytende metall og det flytende metall kan eksistere sammen med forbindelsen ved helletemperaturen for det flytende metall, b) at en væskeformet strøm av metallet som skal danne pulver helles på den belagte roterende skive, hvorved det inntreffer kopling av metallet med forbindelsen (C) og det dannes en stabil skolme av metallet over belegget samt findelte, væskeformete dråper av metallet når metallet slynges av skiven, c) at de små metalldråper i væskeform etter at de har forlatt skiven avkjøles slik at de små dråper størkner, samt d) at de størknete små dråper oppsamles.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at trinnet at det dannes et belegg på skiven omfatter at skiven først belegges med ett element (M) som danner forbindelsen (C) etter at det er opprettet kontakt med det væskeformete metall ved helletemperaturen, hvoretter det væskeformete metall helles på den roterende skive som er belagt med elementet (M).
3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at metallpulveret som fremstilles er en titan-legering, og at forbindelsen (C) er TiC, TiB2 eller TiN.
4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved at metallpulveret som fremstilles er en titan-legering eller en zirkoniumlegering, og at elementet (M) er karbon eller bor.
5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at metallpulveret som fremstilles er en zirkoniumlegering, og at det som forbindelsen (C) anvendes ZrC, ZrB2 eller ZrN.
6. Fremgangsmåte til fremstilling av metallpulver ved at en flytende metalle-gering (L) helles på en roterende skives overflate, hvorved metallegeringen (L) har et størkningsområde på minst 111°C og inneholder et grunnmetall (B) samt helles ved en temperatur som ligger minst 111°C høyere enn legeringens liquidustemperatur, karakterisert ved følgende trinn: a) at det på skivens overflate dannes et belegg av en forbindelse (C) av grunnmetallet (B), hvilken forbindelse har et smeltepunkt på minst 28°C høyere enn den temperatur hvorved legeringen (L) skal helles, idet grunnmetallet (B) i væskeform og forbindelsen (C) kan eksistere sammen ved helletemperaturen, b) at en væskeformet strøm av legeringen (L) helles på den belagte roterende skive ved helletemperaturen, hvorved det inntreffer kopling av legeringen (L) med forbindelsen (C) og det dannes en stabil skolme av legeringen (L) over belegget av forbindelsen (C) samt findelte, væskeformete dråper av legeringen (L) når legeringen slynges av skiven, c) at de findelte dråper avkjøles etter at de har forlatt skiven slik at legeringen (L) størkner, samt d) at den størknete legering oppsamles.
7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6, karakterisert ved at det som grunnmetallet (B) anvendes aluminium.
8. Fremgangsmåte i samsvar med krav 7, karakterisert ved at det som forbindelsen (C) anvendes en forbindelse av aluminium og et element valgt blant Nb, Mo, Zr, Ti, Ta og B.
9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6, karakterisert ved at den anvendte forbindelse (C) bare inneholder elementer som er løselige i grunnmetallet (B) i en omfatning på mindre enn 10 atomvekt% under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres.
10. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6, karakterisert ved at den anvendte forbindelse (C) bare inneholder elementer som er løselige i grunnmetallet (B) i en omfatning på mindre enn 5 atomvekt% under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres.
11. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6, karakterisert ved at det anvendes en skive hvor det er anordnet et keramisk sjikt, og trinnet hvor det dannes et belegg omfatter at det påføres et belegg på det keramisk sjikt.
12. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6, karakterisert ved at det på skiven dannes et belegg av forbindelsen (C) ved at forbindelsen (C) plasmasprøytes på skiven.
13. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6, karakterisert ved at trinnet at det på skiven dannes et belegg av forbindelsen (C) omfatter at skiven først belegges med et element som vil danne forbindelsen (C) med grunnmetallet (B) ved helletemperaturen for den flytende legering (L), hvoretter trinnet følger at den flytene legering (L) helles på den roterende skive som er belagt med elementet (M) til dannelse av belegget av forbindelsen (C), hvoretter den stabile skolme av legeringen (L) dannes over belegget.
14. Fremgangsmåte i samsvar med krav 13, karakterisert ved at det anvendte element (M) har en løselighet i grunnmetallet (B) som er mindre enn 10 atomvekt% under betingelsene hvor fremgangsmåten utføres.
15. Fremgangsmåte i samsvar med krav 14, karakterisert ved at det som grunnmetallet (B) anvendes aluminium, og at elementet (M) er valgt blant Nb, Mo, Zr, Ti, Ta og B.
16. Fremgangsmåte til fremstilling av metallpulver ved at det på en roterende skives overflate helles en flytende metallegering (L) som inneholder et grunnmetall (B) og helles ved en temperatur som ligger minst 111°C høyere enn legeringens liquidustemperatur, karakterisert ved at a) den roterende skive belegges med et element (M) som vil danne en forbindelse (C) med grunnmetallet (B) ved den temperatur hvor metallet (L) helles, idet forbindelsen (C) har et smeltepunkt som ligger høyere enn elementets (M) smeltepunkt og høyere enn den temperatur hvor metallet (L) skal helles, idet løseligheten for elementet (M) i grunnmetallet (B) er mindre enn 10 atom% under de betingelser hvor fremgangsmåten utføres og løseligheten til forbindelsen (C) i grunnmetallet (B) er mindre enn løseligheten av elementet (M) i grunnmetallet (B), b) en væskeformet strøm av metallet (L) helles på den roterende skive som er belagt med elementet (M), til dannelse av et størknet sjikt av forbindelsen (C) på skivens overflate når metallet (L) helles,
av c) det fortsettes med helling^metallet (L) på det størknete sjikt, hvorved det inntreffer kopling av metallet (L) med det størknete sjikt av forbindelsen (C) og en stabil skolme av metallet (L) dannes på det størknete sjikts overflate, og findelte væskedråper av metallet (L) dannes når det flytende metall (L) slynges av skiven, d) det flytende metall (L) avkjøles etter at det har forlatt skivens overflate slik at metallet (L) størkner, samt e) det størknete metall (L) oppsamles.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/453,190 US4415511A (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Rotary atomizing process |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO834697L NO834697L (no) | 1984-06-28 |
| NO160122B true NO160122B (no) | 1988-12-05 |
| NO160122C NO160122C (no) | 1989-03-15 |
Family
ID=23799535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO834697A NO160122C (no) | 1982-12-27 | 1983-12-20 | Fremgangsmaate til fremstilling av metallpulver. |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4415511A (no) |
| JP (1) | JPS59133302A (no) |
| KR (1) | KR840006928A (no) |
| AT (1) | AT384973B (no) |
| AU (1) | AU559459B2 (no) |
| BE (1) | BE898530A (no) |
| BR (1) | BR8307150A (no) |
| CA (1) | CA1198560A (no) |
| CH (1) | CH663736A5 (no) |
| DE (1) | DE3346263A1 (no) |
| ES (1) | ES528418A0 (no) |
| FR (1) | FR2538280B1 (no) |
| GB (1) | GB2132639B (no) |
| IL (1) | IL70564A (no) |
| IT (1) | IT1175313B (no) |
| NL (1) | NL8304386A (no) |
| NO (1) | NO160122C (no) |
| SE (1) | SE454853B (no) |
| ZA (1) | ZA839401B (no) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070048575A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Rovcal, Inc. | Electrochemical cells containing spun mercury-amalgamated zinc particles having improved physical characteristics |
| US20070048576A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Rovcal, Inc. | Electrochemical cells containing spun mercury-amalgamated zinc particles having improved physical characteristics |
| EP3663674B1 (en) | 2009-08-25 | 2021-10-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gifford macmahon type refrigerator and tow-stage pulse tube refrigerator |
| DE112016002654T5 (de) * | 2015-06-12 | 2018-03-01 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Siliciummaterial und Verfahren zu dessen Herstellung |
| CN109622942A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 西安欧中材料科技有限公司 | 一种Co25Cr5W5Mo合金球形细粉的制备方法 |
| CN115070036B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-08-18 | 河南科技大学 | 用于离心喷射成形的水冷式降温离心盘 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2699576A (en) * | 1953-03-18 | 1955-01-18 | Dow Chemical Co | Atomizing magnesium |
| FR1111258A (fr) * | 1953-09-18 | 1956-02-24 | Dow Chemical Co | Perfectionnements à un procédé d'atomisation du métal |
| GB754180A (en) | 1953-09-18 | 1956-08-01 | Dow Chemical Co | Atomizing aluminium or aluminium alloys |
| US2897539A (en) * | 1957-03-25 | 1959-08-04 | Titanium Metals Corp | Disintegrating refractory metals |
| US3520718A (en) * | 1967-08-03 | 1970-07-14 | Dow Chemical Co | Method of atomizing molten magnesium |
| US3721511A (en) * | 1971-02-18 | 1973-03-20 | M Schlienger | Rotating arc furnace crucible |
| DE2127563A1 (en) * | 1971-06-03 | 1972-12-14 | Battelle Institut E V | Metal flake or platelets - by fast cooling of metal spray |
| US4069045A (en) * | 1974-11-26 | 1978-01-17 | Skf Nova Ab | Metal powder suited for powder metallurgical purposes, and a process for manufacturing the metal powder |
| US4207040A (en) * | 1977-12-21 | 1980-06-10 | United Technologies Corporation | Rotary atomization means for the production of metal powder |
| US4178335A (en) * | 1977-12-21 | 1979-12-11 | United Technologies Corporation | Method of producing solid particles of metal |
| US4140462A (en) * | 1977-12-21 | 1979-02-20 | United Technologies Corporation | Cooling means for molten metal rotary atomization means |
| DE2936691C2 (de) * | 1979-09-11 | 1984-08-02 | Itoh Metal Abrasive Co., Ltd., Nagoya, Aichi | Vorrichtung zur Erzeugung sphärischer Teilchen oder Fasern |
| US4310292A (en) * | 1980-12-29 | 1982-01-12 | United Technologies Corporation | High speed rotary atomization means for making powdered metal |
| AU2003200852A1 (en) * | 2003-01-03 | 2004-07-29 | Council Of Scientific And Industrial Research | Process for preparing guggulsterones |
-
1982
- 1982-12-27 US US06/453,190 patent/US4415511A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-12-13 GB GB08333258A patent/GB2132639B/en not_active Expired
- 1983-12-19 ZA ZA839401A patent/ZA839401B/xx unknown
- 1983-12-20 NO NO834697A patent/NO160122C/no unknown
- 1983-12-20 CA CA000443766A patent/CA1198560A/en not_active Expired
- 1983-12-21 DE DE19833346263 patent/DE3346263A1/de not_active Withdrawn
- 1983-12-21 NL NL8304386A patent/NL8304386A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-12-22 AT AT0449283A patent/AT384973B/de not_active IP Right Cessation
- 1983-12-22 FR FR8320535A patent/FR2538280B1/fr not_active Expired
- 1983-12-22 BE BE0/212096A patent/BE898530A/fr not_active IP Right Cessation
- 1983-12-23 AU AU22919/83A patent/AU559459B2/en not_active Ceased
- 1983-12-23 CH CH6896/83A patent/CH663736A5/de not_active IP Right Cessation
- 1983-12-23 SE SE8307155A patent/SE454853B/sv not_active IP Right Cessation
- 1983-12-26 BR BR8307150A patent/BR8307150A/pt unknown
- 1983-12-26 JP JP58252360A patent/JPS59133302A/ja active Pending
- 1983-12-26 ES ES528418A patent/ES528418A0/es active Granted
- 1983-12-27 IL IL70564A patent/IL70564A/xx not_active IP Right Cessation
- 1983-12-27 IT IT24390/83A patent/IT1175313B/it active
- 1983-12-27 KR KR1019830006202A patent/KR840006928A/ko not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59133302A (ja) | 1984-07-31 |
| AT384973B (de) | 1988-02-10 |
| BR8307150A (pt) | 1984-08-07 |
| ZA839401B (en) | 1984-08-29 |
| IL70564A0 (en) | 1984-03-30 |
| KR840006928A (ko) | 1984-12-04 |
| SE8307155D0 (sv) | 1983-12-23 |
| AU2291983A (en) | 1984-07-05 |
| DE3346263A1 (de) | 1984-06-28 |
| ES8503991A1 (es) | 1985-04-16 |
| ES528418A0 (es) | 1985-04-16 |
| IT8324390A1 (it) | 1985-06-27 |
| IT8324390A0 (it) | 1983-12-27 |
| GB8333258D0 (en) | 1984-01-18 |
| CA1198560A (en) | 1985-12-31 |
| CH663736A5 (de) | 1988-01-15 |
| GB2132639A (en) | 1984-07-11 |
| AU559459B2 (en) | 1987-03-12 |
| NL8304386A (nl) | 1984-07-16 |
| US4415511A (en) | 1983-11-15 |
| ATA449283A (de) | 1987-07-15 |
| SE8307155L (sv) | 1984-06-28 |
| SE454853B (sv) | 1988-06-06 |
| GB2132639B (en) | 1986-06-18 |
| FR2538280B1 (fr) | 1986-04-18 |
| FR2538280A1 (fr) | 1984-06-29 |
| BE898530A (fr) | 1984-04-16 |
| NO160122C (no) | 1989-03-15 |
| IT1175313B (it) | 1987-07-01 |
| IL70564A (en) | 1987-03-31 |
| NO834697L (no) | 1984-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4066451A (en) | Carbide compositions for wear-resistant facings and method of fabrication | |
| US4836982A (en) | Rapid solidification of metal-second phase composites | |
| GB2231883A (en) | Method for manufacturing titanium powder or titanium composite powder | |
| JPH0149781B2 (no) | ||
| EP0574514A4 (en) | Master alloy hardeners | |
| US4169744A (en) | Nickel-chromium-silicon alloy brazing foil | |
| NO160122B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av metallpulver. | |
| US4289570A (en) | Seed and method for epitaxial solidification | |
| US4654858A (en) | Cold hearth melting configuration and method | |
| EP0105595B1 (en) | Aluminium alloys | |
| NO834696L (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av metallpulver og apparat til utfoerelse av fremgangsmaaten | |
| EP0038660B1 (en) | Casting method | |
| AU618236B2 (en) | Melting and casting of beta titanium alloys | |
| JPH01119634A (ja) | 高融点合金の製造方法 | |
| EP0209593B1 (en) | Continuous casting method | |
| Salamci | Calorimetric and transmission electron microscopy studies of spray deposited Al–Zn–Mg–Cu alloys | |
| US4589471A (en) | Method for rapid solidification of titanium alloys by melt extraction | |
| US1950967A (en) | Preparation of aluminum alloys | |
| GB2364327A (en) | Single crystal seed alloy | |
| US3905083A (en) | Process of manufacturing aluminum-lead bearing material | |
| JPH0784626B2 (ja) | 溶融金属への超音波振動の付加方法 | |
| SU528997A1 (ru) | Способ изготовлени биметаллических изделий | |
| RU2184164C2 (ru) | Способ изготовления изделий из сплава на основе кремния | |
| US572092A (en) | Ernest attguste georges | |
| Ross et al. | Surface Segregation in rapidly solidified superalloys |