DE2655673A1

DE2655673A1 - Fertigungsofen

Info

Publication number: DE2655673A1
Application number: DE19762655673
Authority: DE
Inventors: Jacques Devillard
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1975-12-09
Filing date: 1976-12-08
Publication date: 1977-06-16
Also published as: FR2334450B1; SE422285B; SE7613696L; FR2334450A1; JPS5942041B2; US4067674A; DE2655673C2; JPS5271366A; GB1517409A

Description

COMMISSARIAO? A L'ENERGIE ATOMIQUE

29, rue de la Federation, F-75015 Paris

Fertigungsofen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zur Herstellung von kugeligen Teilchen aus einem Material, das der Art nach ein Metall oder eine Legierung ist und das einen erhöhten Schmelzpunkt aufweist, wobei die Teilchen in einer kontrollierten Atmosphäre unter der Form von Tröpfchen vorliegen, die von einer Schmelzzone herkommen, die auf einem Barren dieses Materials gebildet ist.und die einer Fliehkraftwirkung ausgesetzt ist, wobei die hochtourige Rotation der Schmelzzone des Barrens das Ausschleudern dieser Tröpfchen sicherstellt, deren Verfestigung im gleichen Maße zunimmt, wie ihre Entfernung auf ihrer Bewegungebahn, um kugelige Teilchen zu bilden, die regelmäßig sind und deren Durchmesser eine Funktion der Oberflächenspannung des geschmolzenen Materials, der Drehgeschwindigkeit und

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der Intensität der Heizung ist, die die Schmelz zone verwendet.

Man kennt bereits verschiedene Aus führung s formen eines Ofens dieser Art, der einen geschlossenen Raum aufweist, in dem der Barren des schmelzbaren Materials, gegebenen* falls angeordnet in einem offenen Schmelztiegel, von einer örehspindel getragen wird, die mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird. Dieser Barren wird einer thermischen Wirkung erhöhter Intensität ausgesetzt, die auf der Oberfläche der Außenseite des Barrens eine geeignete Schmelzzone bildet, wobei die erzeugten Tröpfchen nach ihrer Abkühlung und Verfestigung im Kohlraum durch eine Gewinnungseinrichtung bzw« Wärmetauschereinrichtung aufgefangen werdenF die in geeigneter Weise eingerichtet ttnd int allgemeinen gekühlt ist, wobei sie die Ablage dieser Teilchen ermöglicht» Das Schmelzen des Barrens kann durch ein allgemein bekanntes Verfahren durchgeführt werden, insbesondere mittels eines Plasmabrenners, eines elektrischen !»iehtbogens oder eines Elektronenstrahlbündelsr das von. einer elektronischen Besehießungseinrichtang aasgesandt wird, wobei in diesem letzten Fall der Ofen vorher unter ein Vakuum gesetzt wird. Hin Ofen dieser Art wurde beispielsweise in der FR-FS 1 332 998 des Commissariat a> 1* energie atomique beschrieben, das eine Anbringung zeigt, bei der das Schmelzen des Materials weitergehend im einzelnen durch einen Piswabrenner verwirklicht wird»

Bei Gold erfordert $xt allen bekannten Lösungen die Herstellung vollkommen kugeliger Teilchen, daß man sie nur am Ende einer hindernlsfreien Flugbahn und nach einer hinlänglich bedeutsamen Flugzeit auffängt, damit die Möglichst abgeschlossene Verfestigung des gegossenen Materials erzeugt werden soll, und zwar zu dem Zweck,

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um Verformungen dieser Partikai und Schäden an der Wärmetauschervorrichtung zu vermeiden, die dem Hohlraum Ofens beigeordnet ist. Man muß aber sofort zugeben, daß das Zufriedenstellen einer derartigen Anforderung dazu führt, dem Hohlraum außerordentlich große Abmessungen zu verleihen, vor allem, wenn die Bahnkurve der Tröpfchen, die von der Schmelzzone abgegeben werden, gestreckt ist aufgrund einer überhöhten Drehgeschwindigkeit, die für die Herstellung von Teilchen mit sehr geringem Durchmesser unerläßlich ist. Unterstellt man überdies das Schmelzen des Materials durch ein elektronisches Beschußverfahren, das ein hochgradiges Evakuieren des Inneren des Kohlraums erfordert, dann sind die Bahnkurven der Teilchen noch bedeutender, was dazu führt, daß für die Höhlung völlig unrealisierbare Abmessungen vorgesehen werden müssen. Im Gegensatz hierzu führt die Verwendung einer * Höhlung mit einer geringeren Abmessung, die aber in ihrem Inneren ein Hindernis aufweist, das zum Aufhalten der Teilchen im Verlauf ihrer Bahnlinie dient, für gewöhnlich zu einem mehr oder weniger ausgeprägten Zusammendrücken dieser Teilchen, die zum Anschlag gegen dieses Hindernis .kommen, _r worauf bisweilen ein Verkleben dieser Teilchen hiernach stattfindet, wobei die gewonnenen Erzeugnisse völlig andere Formen als kugelige aufweisen.Die Gewinnung von Goldpulverarten, die aus sehr kleinen Teilchen gebildet werden, deren Durchuesser beispielsweise zwischen loo und 2oo Mikron variiert, die aber vollkommen kugelig sind, bietet bemerkenswerte Vorzüge insbesondere in metallurgischen Sintertechniken, wobei diese Pulver einen besseren Füllkoeffizienten, eine geringere Porosität und eine bessere Homogenität aufweisen, was in bemerkenswerter Weise verbesserte Betriebsbedingungen und außerdem zusätzlich eine wün-

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sehenswerte Verringerung an Ausschuß sieherstellt.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fertigungsofen der unter Verwendung eines Prallschirms oder eines entsprechenden Hindernisses zum Aufhalten der Teilchen, die von einer Schmelzzone unter der Form von kleinen Tröpfchen aufgrund des hochtourigen Drehantriebs dieser Zone abgegeben wurden, was in beträchtlicher Weise die Abmessungen der Höhlung des Ofens verringern läßt, nichtsdestoweniger eine Herstellung vollkommen runder Kügelchen veranlaßt, wobei der Prallschirm ausgebildet ist, um die Energie dieser Teilchen aufnehmen zu können, ohne an diesen merkliche Verformungen zu erzeugen.

Zu diesem Zweck weist der in Betracht gezogene Ofen einen druckdichten Hohlraum mit vertikaler Achse auf, eine Einrichtung , um eine äußere Zone auf einem Barren aus schmelzbarem Material auf Schmelztemperatur zu bringen, wobei der Barren von einer regulierbaren Spindel getragen wird, die längs der Achse des Hohlraums angeordnet und in Drehung versetzt ist, einen Aufnahmebehälter, der mit dem Hohlraum verbunden ist, um die Teilchen aufzunehmen und abzulagern, die aus der Schmelzzone unter . der Wirkung der Drehung der Spindel geschleudert werden, und einen Prällschirm, der rund um die Achse des Hohlraums drehfest in diesem um die Spindel herum angebracht ist, um die Teilchen, die von der Schmelzzone abgegeben werden, vor ihrer Verfestigung aufzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallschirm aus einem Material gebildet 1st, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und auf seiner Oberfläche, die den Einschlag der Teilchen aufnimmt, eine verbrauchbare Beschichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, rund um den Einschlagpunkt eine Dampfatmosphäre zu entwickeln, die die Grenzschichtspannung der Teilchen auf dem Prallschirm durch ein begrenztes Auftreten von Wärmebildung verändert.

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Die von der Schmelzzone abgegebenen Teilchen sind noch nicht gänzlich verfestigt, sondern befinden sich in einem mehr oder weniger plastischen Zustand und treffen so auf den starren Prallschirm, wobei sie auf dessen Beschichtung eine Art lokaler Verbrennung mit kleinen Abmessungen erzeugen, unter gleichzeitiger Bildung eines dünnen Dampffilms, der auf wirksame Weise diese Teilchen gegenüber dem Material des Prallschirms isoliert und praktisch die gesamte Absorption der kinetischen Energie der Teilchen ermöglicht, wobei die Rückprallenergie dieser Teilchen von diesem Zeitpunkt an in beträchtlichem Umfang begrenzt ist, so daß sie frei zum Boden des Hohlraums fallen können, um im Ablagebehälter aufgenommen zu werden, und wobei andererseits eine nachteilige Verformung dieser Teilchen verhindert wird, die praktisch ihre ursprüngliche kugelige Form beibehalten.

Vorzugsweise ist der starre, im Hohlraum angebrachte Prallschirm auf seiner Oberfläche gekühlt, die der gegenüber liegt, die die verbrauchbare Beschichtung trägt, und zwar insbesondere durch einen Kreislauf mit einem geeigneten Kühlmittel in Rohren, die auf dem Prallschirm aufgelötet oder aufgeschweißt sind. Dieser ist aus einem gut wärmeleitenden Kupfer- oder Aluminiummetall gebildet.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die verbrauchbare Beschichtung des starren Prallschirms von einem Harz gebildet, einem Lack oder einem kohlenstoffhaltigen Anstrich und allgemeiner aus einem Natur- oder Kunstpolymer. Bei einer bevorzugten Ausfihrungsform ist die Beschichtung des starren Prallschirms von einer wässrigen Lösung eines Cumaronharzes gebildet, das unter einem geeigneten Mischungsverhältnis mit einem Olein, mit Tallöl und mit Triäthanolamin vermischt ist.

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Die Herstellung kugeliger Teilchen, die in flüssiger Form von der Schmelzzone des Barrens unter der Wirkung seiner Drehung abgegeben werden, und die dann in merklich progressiver Weise nach ihrem Aufprall auf den Prallschirm verfestigt werden, wird auf gleichmäßige Weise durchgeführt, wobei die vertikale Höhe der Schmelzzone in der Achse des Hohlraums, insbesondere der Konzentrations-bzw. Brennpunkt der zur Beheizung des Barrens herangezogenen Einrichtung, üblicherweise durch eine axiale Verlagerung der den Barren tragenden Spindel konstant gehalten wird. Dies führt dazu, ' daß die Zone der Begegnung der Teilchen mit dem Prallschirm Gefahr läuft, aus Gründen des "Aufbrauchens" der Beschichtung, nicht mehr rasch auf die bestehenden Anforderungen wegen der vorhergehenden Benutzung bzw. Abnutzung dieser Beschichtung anzusprechen. Um diesem Nachteil abzuhelfen und gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist der starre Prallschirm innerhalb des Hohlraums längs seiner Achse beweglich angebracht, um die Zone des Aufpralls der Teilchen zu verlagern. Bevorzugterweise ist der starre Prallschirm an drei vertikalen Stangen oder Seilen aufgehängt, die druckdicht einen oberen Boden durchdringen, der den Hohlraum abschließt, und die synchron zum Verlagern des Prallschirms angetrieben werden: In diesem Fall ist die Verlagerung des starren Prallschirms im Hohlraum kontinuierlich oder periodisch.

Im übrigen und gemäß eines weiteren Merkmals des in Betracht gezogenen Ofens ist der starre Prallschirm an seiner Oberfläche, die der verbrauchbaren Beschichtung gegenüberliegt, mindestens einem elektromagnetischen Hammer zugeordnet, der dazu eingerichtet ist, im Prallschirm Schwingungen einer geeigneten Frequenz zu erzeugen, um die Teilchen, die ausnahmsweise auf dem Prallschirm festgeklebt sind, zu lösen und abzuwerfen.

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Schließlich und gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele weist der starre'Prallschirm in der Aufprallzone der Teil chen eine zylindrische, vertikal verlaufende oder eine konische, zur Achse des Hohlraums hin geneigte Wand auf, um das Austragen der Teilchen zum Aufnahmebehälter für die Ablagerung hin zu erleichtern.

Ander-e Merkmale eines in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgeführten Ofens zur Herstellung von kugeligen Teilchen werden noch im Verlauf der Beschreibung ersichtlich, in der beispielsweise und in keineswegs einschränkender Weise ein Ausführungsbeispiel abgehandelt wird, und zwar unter Bezug auf die angefügten Zeichnungen, in denen

- Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Vertikalschnitts durch den in Betracht gezogenen Ofen ist,

- Fig.. 2 eine Detailansicht eines starren Prallschirms

ist, der in einem Ofen nach Fig. 1 benutzt wird und

- Fig. 3 eine andere Ausführungsform des starren Prallschirms zeigt.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Gesamtanordnung des -Fertigungsofens. Dieser weist im allgemeinen einen Hohlraum 2 auf, der von einem Ring 3 mit zylindrischen Seiten und vertikaler Achse gebildet wird, der an seinem oberen und unteren Abschnitt -von ausgewölbten Böden 4 bzw. 5 verschlossen ist. Dem oberen Boden 4 ist längs der Achse der Höhlung eine elektronische Beschußeinrichtung 6 beigeordnet, auf deren Einzelheiten hier nicht näher eingegangen wird, und die dazu eingerichtet ist, in den Innenraum 3 ein Elektronenstrahlbündel 7 zu richten, das. in geeigneter Weise

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gebündelt ist, wobei die Innenatmosphäre des Hohlraums unter Vakuum gehalten wird, das erforderlich ist zur Aufrechterhaltung dieses Elektronenstrahlbündels. Dies gestattet es, auf dem oberen Teil eines Barrens 8 aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt von der Art eines Metalls oder einer Legierung, das man in Teilchen kucreliger Form und sehr kleinen Durchmessers aufzuspalten wünscht, eine Schmelzzone zu erzeugen, die unter der Wirkung der Zentrifugalkraft das fortlaufende Ausschleudern flüssiger Tröpfchen gestattet. Für diesen Zweck ist der Barren 8 am äußeren Ende einer Drehspindel 9 angebracht, und diese selbst ist in der vertikalen Achse des Hohlraums 2 im Inneren einer koaxialen Hülse Io angebracht, mit der sie bei der Drehung verbunden ist. Diese Hülse durchquert den Boden 5 des Hohlraums und trägt an ihrem unteren äußeren Ende eine Antriebsscheibe 11, die mit einem Treibriemen 12 zusammenwirkt, der in Eingriff mit der Riemenkehlung einer zweiten Scheibe 13 steht, die von einem Motor 14 angetrieben wird. Die Spindel 9 kann unabhängig von ihrer Drehbewegung mit der Hülse Io, die sie umgibt, in Achsrichtung innerhalb der Hülse gleiten, namentlich derart, daß die am oberen Teil des Barrens 8 erzeugte Schmelzzone auf einem merklich konstanten horizontalen Niveau verbleibt, im gleichen Maße wie das Ausschleudern der Tröpfchen und die Abtragungdes Materials. .

Für diesen Zweck trägt der untere Teil der Spindel 9 einen Kolben 15, der in der Lage ist, sich in Achsrichtung in einer Büchse 16 unter der Wirkung einer pneumatischen Anlage entweder auf mechanischen Antrieb hin oder mittels einer Eingriffs- bzw. Zahnradvorrichtung {nicht dargestellt) zu verlagern. Die Hülse Io, die die Spindel 9 aufnimmt, ist am äußeren Teil des Hohlraums 2 in einem Lagerträger 17 auf Wälzlagern 18 derart abge-

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stützt, daß sich diese Spindel frei drehen kann. Das äußere Ende der Hülse Io, das die Spindel 9 und den Barren 8 umgibt, durchdringt den unteren Boden 5 des Hohlraums 2, um in diesen unter Zwischenschaltung eines Schutzgehäuses 19 einzudringen, wobei die Abdichtung der Durchführung dieses Gehäuses durch Dichtungen 2o verwirklicht ist. Im Inneren des Hohlraums 2 werden die kugeligen Partikel, die von der Schmelzzone des Barrens 8 erzeugt wurden und die von dieser Zone unter der Wirkung der . Drehung der Spindel 9 weggeschleudert wurden, wenn sie erst einmal verfestigt sind, von Abweisflügeln 21 aufgefangen, auf die sie im freien Fall herunterfallen, wie weiter unten noch näher dargelegt wird, um sich schließ lich am Boden des Hohlraums über einen ringförmigen Trichter 22 hinweg zu; sammeln, der Evakuierungsöffnungen 23 aufweist, die mit einer Aufnahmeschurre 24 ausserhalb des Hohlraums zusammenwirken, die über Leitungen 25 mit einem Sammelbehälter 26 in Verbindung steht. Dieser steht schließ lich mittels eines Sperrventils 27 mit einem Transportbehälter 28 in Verbindung, der unter dem Hohlraum angeordnet wird. Dieser Hohlraum wird vorzugsweise von einem beweglichen Boden 29 gestützt, der von einem Stützaufbau getragen wird, der aus Stangen 3o gebildet ist, die von horizontalen Armen 31 verstrebt sind. Die gesamte Anordnung } ruht auf einer Platte 32, die von geneigten Armen 33 und 34 getragen ist, die zu einem Fahrgestell 35 gehören, das dazu eingerichtet ist, sich mittels Rollen auf dem Boden zu verschieben, damit man den Hohlraum an einem geeigneten Arbeitsplatz aufstellen kann.

Das Einführen des Barrens 8 in das Innere des Hohlraums 2, namentlich um ihn an der Außenseite der Drehspindel 9 einzusetzen, wird im nachfolgend beschriebenen Ausftihrungsbeispiel durch das Zwischenschalten zweier fernbedienbarer, gemeinsam zusammenwirkender Mechaniken durch-

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geführt, die in Fig. 1 schematisch dargestellt sind. Der eine dieser Mechanismen/ bezeichnet mit dem Bezugszeichen 37, ist am oberen Boden 4 angebracht und weist eine vertikale Klemmeinrichtung 38 auf, die in der Lage ist, sich zum Inneren eines druckdichten Gehäuses 39 zu verlagern. Dieses wird durch eine VerbindungsSchleusenkammer 4o mit dem Hohlraum 2 quer zu einem Sperrschieber 41 verbunden, der es gestattet, während eines Betriebszeitraums für das Beschußgerät 6 die Schleusenkammer 4o zu isolieren, um das erforderliche Vakuum aufrecht zu erhalten. Das Gehäuse 39 trägt auf seinem Inneren ein tonnenförmiges Gehäuse 42 mit einer vertikalen Achse, das eine Reihe von zellenartigen Schächten 43 aufweist, die jeweils einen oder mehrere: Barren zum Einschmelzen im Gehäuse aufweisen _t sowie einen Kanal 44 für die Klemmeinrichtung 38. Nachdem diese in einem der Schächte 43 einen Barren 8 ergriffen hat, kann sie diesen in den Hohlraum einführen, nachdem eine geeignete Umdrehung des tonnenförmigen Teils stattgefunden hat und nachdem sie diesen und dann die Schleuse 4o . ■ durchquert hat, wobei der Schieber 41 offen ist. Das vertikale Verlagern der Klemmeinrichtung 38 wird durch ein eine geschlossene Schleife bildendes Seil 45 durchgeführt, das auf zwei Seilscheiben 46 bzw. 47 läuft, von denen die eine mittels eines Motors (nicht dargestellt) angetrieben wird. Am Ende der Bewegungsbahn nach unten setzt die Klemmeinrichtung 38 den Barren in die Spannbacken einer zweiten Klemmeinrichtung 48, die am äußeren Ende eines quer verlaufenden Armes 49 angebracht ist, der druckdicht die Wand des Hohlraums 2 durchdringt. Dieser Arm 49 kann auf seinem Weg unter der Wirkung eines zweiten Seils 51 eine Parallelverschiebung durchführen, das mit zwei Seilscheiben 52 und 53 derart zusammenarbeitet, daß er den Barren im äußeren

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Ende der Drehspindel 9 namentlich jedesmal dann zuführt, wenn der vorhergehende Barren völlig durch den Schmelzvorgang aufgrund des Elektronenstrahlbündels 7 verbraucht ist.

Die Ausstattung des Hohlraums 2 wird schließlich durch eine Glocke 54 vervollständigt, die zur Innenoberfläche des oberen Bodens 4 und gegebenenfalls zum äußeren oberen Abschnitt des seitlichen Rings 3 eine Doppelwand bildet und das Sicherstellen einer geeigneten Kühlung des Hohlraums aufgrund von Umwälzrohren 55 gestattet, die an der äußeren Oberfläche der Glocke 54 aufgelötet oder aufgeschweißt sind und von einem geeigneten Kühlströmungsmittel durchströmt sind. Der Hohlraum trägt in· gleicher Weise Rohrabzweigungen für Abschlußmuffen 56, von denen eine einzige in der Zeichnung dargestellt ist und die die.optische überwachung des SchmelzVorgangs des Barrens unter der Wirkung des Elektronenstrahlbündels gestatten. Die Seitenwand 3 weist schließlich einen Rohrstutzen 57 auf, der durch einen Flansch 58 mit einer Diffusionspumpe 59 verbunden ist, um im Hohlraum das zur Ausbreitung des Elektronenstrahlbündels 7 erforderliche Vakuum zu erstellen.

In Übereinstimmung mit der Erfindung trägt der Hohlraum ebenso einen beweglichen Prallschirm 6o, der auf der Bewegungsbahn der Tröpfchen angeordnet ist, die vom Barren 8 unter der Wirkung der Drehung der Spindel 9 abgegeben werden, wobei die Einzelheiten der Ausführungsform dieses Prallschirms 6o mehr im einzelnen unter Bezugsnahme auf Fig. 2 und 3 erläutert sind.

Wie man namentlich in Fig. 2 sieht, ist der Prallschirm. 6o aus zwei Hauptteilen zusammengesetzt, namentlich aus einem seitlichen Mantel 61, der in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrisch und

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rotationssymmetrisch um die Achse des Hohlraums herum ausgebildet ist, sowie mit seinem oberen Abschnitt mit · einem leicht ausgewölbten Boden 62 verbunden ist. Gemäß der Erfindung weist die innere Oberfläche des Prallschirms 60, namentlich seines Mantels 61,eine dünne Beschichtung 63 in der Größenordnung einiger Mikron aus verbrauchbarem Material auf, das derart ausgewählt ist, daß die Teilchen, die auf den Mantel aufprallen, nicht nur nicht beschmutzt werden sollen, sondern noch in ihrer Zwischenflächenspannung in beträchtlicher Weise verändert werden sollen, indem die- Teilchen am Auftreffpunkt eine dampfhaltige Zone sehr geringer Größe erzeugen, wobei die Wärmeerzeugung des Materials der Beschichtung eine beachtliche Isolierung dieser Teilchen gegenüber dem Prallschirm selbst darstellt. Der Prallschirm ist vorzugsweise aus einem Material ausgeführt, das einen hohen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, wie es bei Kupfer oder Aluminium der Fall ist, und zwar derart, daß die freigesetzte Wärmemenge, die vom Aufprall der Teilchen geschaffen wird und die zum Verdampfen der Beschichtung dient, außerdem gewissermaßen augenblicklich quer zur Oberfläche des Prallschirms ' verteilt bzw. abgeführt wird.

Die Beschichtung des. starren Prallschirms, der so die Energie der Partikel absorbiert, wird von einem natürlichen oder synthetischen Polymer gebildet, vorzugsweise von einem kohlenstoffhaltigen Harz, einem Anstrich oder einem Lack. Diese Beschichtung kann beispielsweise aus einer Mischung in wässriger Lösung eines thermoplastischen Comaronharzes (ein dem Steinkohlenteer entzogener Rückstand),aus Olein, aus Tallöl und aus Triäthanolamin gebildet werden.

Der Aufprall der Teilchen gegen die Beschichtung 63 ruft, somit deren fortschreitenden Verbrauch hervor.

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Es ist jedoch vorteilhaft, eine Verlagerung der Auftreffzone im gleichen Maße wie das Abschmelzen des Barrens vorzusehen. Zu diesem Zweck weist der obere Boden 62 des Prallschirms 6o drei Anlenkungen 64 zum Anbringen vertikaler Zugstäbe 65 auf, die rundum die Achse des Hohlraums 2 verteilt sind. Diese Stäbe 65 sind an ihrem entgegengesetzten Ende an einem Überwurf rohr 66 befestigt, das den Boden 4 des Hohlraums durch Zwischenschalten von Hülsen 67 durchquert, die jeweils mit einem Deckel 68 abgedeckt sind, der eine Dichtung 69 einschließt. Schließlich trägt die Außenoberfläche des Prallschirms Verrohrungen 7o, die von einem geeigneten Kühlmittel durchströmt werden, was die Kühlung und Verfestigung der Teilchen, die auf dem Prallschirm auftreffen, noch verbessern läßt.

Um zu vermeiden, daß gewisse Teilchen, die sich in außergewöhnlicher Weise auf der Oberfläche des Prallschirms abplatten und daran anheften konnten, hieran regelrechte Punkte für die Agglomeration und das Anheften für die nachfolgenden Teilchen bilden und der Ausbildung vollkommen runder Kügelchen nachteilig sind, sind dem Mantel 61 des Prallschirms auf seiner der Beschichtung 63 entgegengesetzten Oberfläche eine Reihe von vibrierenden Hämmern 71 beigeordnet, die elektromagnetisch oder auf sonstige Weise betrieben sind. Jeder dieser Hämmer kann, wie in Fig. 2 dargestellt, mit einem Elektromagnet 72 ausgebildet sein, der von einer Stütze 73 getragen wird, die am Ende einer kleinen Säule 74 getragen wird, wobei dann, wenn dieser Elektromagnet unter Spannung gesetzt wird, dies das Anziehen eines magnetischen Metallstücks 75 auslöst, das an der äußeren Oberfläche des Prallschirms 6o befestigt ist. Federn 76, die auf Zapfen 77 geführt sind, spielen die Rolle von Schwingungsdämpfern.

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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig» 2 ist der Mantel 61 des Prallschirms 60 zylindrisch, wobei seine Achse mit der des Hohlraums zusammenfällt. Es können auch andere Ausführungsformen vorgesehen sein, namentlich eine solche, wie sie schematisch in Pig. 3 dargestellt ist, wo der Mantel 61 zur Horizontalen hin geneigt ist und sich unter der Form eines konischen Abschnitts darstellt, der mit dem Boden 62 verbunden ist. Diese andere Ausführungsform kann für bestimmte Materialien das Austragen der Teilchen erleichtern, wenn sie erst einmal ihren Aufprall auf die Beschichtung 63 durchgeführt haben, wobei die Abprallenergie in allen Fällen außerordentlich klein ist, um es derart zu gestatten, daß diese Teilchen frei fallen, bevor sie vom rinförmigen Trichter. 22 aufgenommen und im Aufbewahrungsbehälter 26 gesammelt werden (Fig. 1) .

Man verwirklicht so einen Herstellungsofen für kugelige Teilchen, der unter verringerten Querabmessungen es gestattet, vollkommen regelmäßige und gleichmäßige Kugeln zu gewinnen. Es sei darauf hingewiesen, daß im Fall überkohlter Stähle oder Superalloys auf der Basis von Nickel oder sogar Titanlegierungen 9o% des pulverisierten Materials eine genau kugelige Form zeigen. Die gewonnenen Pulver eignen sich deshalb seitdem besser für zahlreiche Umwandlungstätigkeiten, insbesondere durch Sintern. Es ist darauf hinzuweisen, daß es in gewissen Fällen nützlich sein kann, Teilchen zu erhalten, die nicht ganz genau kugelig sind, sondern ein wenig abgeplattet. Der Hohlraum des Ofens kann in diesem Fall ebensogut verwendet werden, wobei die innere Beschichtung am inneren beweglichen Prallschirm entfernt wird; die rasche Abkühlung bei der Berührung mit dem Prallschirm ist hinlänglich, um eine außergewöhnlich feine Kristallisation der Teilchen zu erzielen, was interessant ist für gewisse andere Anwendungsfälle.

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Es sei ausdrüodich darauf hingewiesen/ daß es selbstverständlich ist, daß sich die Erfindung nicht nur auf das beschriebene und oben dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht, sondern daß sie auch im Gegenteil hierzu alle Variationsformen umfaßt.

Ansprüche

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Leerseite

Claims

2655U73 Ansprüche

1. Fertigungsofen für kugelige Teilchen mit

- einem druckdichten Hohlraum mit vertikaler Achse,

- einer Einrichtung, um eine äußere Zone auf einem

Barren aus schmelzbarem Material auf Schmelztemperatur zu bringen, wobei der Barren von einer regulierbaren Spindel getragen wird, die längs der Achse des Hohlraums angeordnet und in Drehung versetzt ist,

- einen Aufnahmebehälter, der mit dem Hohlraum verbunden ist, um die Teilchen aufzunehmen und abzulagern, die aus der Schmelzzone unter der Wirkung der Drehung der Spindel geschleudert wurden, und

- einem Prallschirm, der rund um die Achse des Hohlraums drehfest in diesem um die Spindel heirum angebracht .ist, um die Teilchen, die von der Schmelzzone abgegeben werden, vor ihrer Verfestigung aufzuhalten,

dadurch gekennzeichnet , daß der Prallschirm (60) aus einem Material gebildet ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und auf seiner Oberfläche, die den Einschlag der Teilchen aufnimmt, eine verbrauchbare Beschichtung (63) aufweist, die dazu eingerichtet ist, rund um den Einschlagpunkt eine Dampfatmosphäre zu entwickeln, die die Grenzschichtspannung der Teilchen auf dem Prallschirm durch ein Örtliches Erhitzen verändert.

2. Fertigungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Prallschirm (60), der im Hohlraum (2) angebracht ist, auf dieser seiner Oberflächen, die der entgegengesetzt ist, die die Beschichtung (63) trägt, durch den Kreislauf eines strömungsfähigen Kühlmittels in Rohren (7o), die auf dem Prallschirm aufgeschweißt oder aufgelötet sind, gekühlt wird.

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3. Fertigungsofen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der starre Prallschirm (6o) aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit nach Art des Kupfer oder des Aluminiums gebildet ist.

4. Fertigungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchbare Beschichtung (63) des starren Prallschirms (6o) aus einem Harz, einem Lack oder einem kohlenstoffhaltigen Anstrich und noch allgemeiner aus einem natürlichen oder synthetischen Polymer gebildet ist.

5. Fertigungsofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (63) des starren Prallschirms (6o) aus einer wässrigen Lösung eines Comaron-* harzes gebildet ist, das in geeignetem Mischungsverhältnis mit einem Olein, mit Tallöl oder mit Triäthanolamin gemischt ist.

6. Fertigungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Prallschirm (6o) im Hohlraum (2) längs seiner Achse beweglich angebracht ist, um die Aufprallzone der Teilchen zu verlagern.

7. Fertigungsofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Prallschirm (6o) an drei vertikalen Stäben (65) oder Kabeln aufgehängt ist, die einen oberen Boden (4) , der den Hohlraum (2) verschließt, druckdicht durchdringen und synchron zum Verschieben des Prallschirms betätigt werden.

8. Fertigungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Prallschirm (6o) an seiner der verbrauchbaren Beschichtung (63) gegenüberliegenden Oberfläche mindestens einem elektromagnetischen Hammer (71) zugeordnet ist, der dazu geeignet ist, im

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Prallschirm Schwingungen einer Frequenz hervorzurufen, die dazu geeignet ist, in übermäßiger Weise auf dem Prallschirm festgeklebte Teilchen zu lösen und zu entfernen.

9. Fertigungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 _f dadurch gekennzeichnet, daß der starre Prallschirm (6o) in der Aufprallzone der Teilchen eine zylindrische, vertikal angeordnete Wand (61) oder eine konische Wand (61) aufweist, die zur Achse des Hohlraums (2) hin geneigt ist.

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