用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備的製作方法
2023-05-08 05:25:11
專利名稱：用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備的製作方法
本項發明屬於粉末冶金的範圍，更精確說，屬於用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備。
本項發明可以成功地用於製造液體和氣體的過濾器，催化劑，熱力管路的多孔毛細管結構，機械和聲音振動的減震器，以及其它製品。
現代的粉末冶金學不斷提高對由粉末加工出的製品的質量，例如象製品的機械強度，過濾特性，毛細作用的特性，以及多孔製品的表面比率值這類質量。
因此，採用金屬纖維來代替粉末是有發展前景的。但是，現代製作金屬纖維的工藝所要求的物質消耗很大。如果在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維時，通過使金屬顆粒變形，是可以解決這一難題的。用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的現有設備，要求使用分散成狹窄等級的粉末。這種要求致使對每一等級的粉末的用具都要專用化，從而限制了充分利用這種設備的優越性。
已知一種利用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備(SU，B，2512707)，該設備包含具有主副兩部件的變形器具，這兩個部件是相互對著的，並且能夠在它們之間滾壓金屬粉末的球狀顆粒，另外還包含與變形器具保持運動連接的產生轉動的裝置。在這種設備內，變形器具的相互對著的主副兩部件安置得具有一定的間隙。
但是，在這種設備上，當需要用金屬的球狀顆粒的粒度成分寬廣的金屬粉末製作金屬纖維時，直徑小於變形器具主副兩部件之間的間隙值的金屬顆粒不會被加工，而直徑大於此間隙值約2～3倍的球狀金屬顆粒，或者由於落不進間隙以致不能被加工，或者能夠落入間隙但被壓扁，從而最後導致金屬纖維的百分數減小。
本項發明的基本任務是研製一種利用金屬粉末的球狀顆粒製造金屬纖維的設備，在這種設備內，對變形器具增裝一種裝置，將該裝置製作得能夠以同樣的變形器具用各種不同粒度成分的金屬粉末的球狀顆粒製造出金屬纖維。
這項任務是這樣達到的，在用金屬粉末的球狀顆粒製造金屬纖維的設備中，包含具有主副兩部件的變形器具，這兩個部件是相互對著的，並且能夠在它們之間滾壓金屬粉末的球狀顆粒，另外，還包含與變形器具保持運動連接的轉動裝置，根據本項發明，在這項設備中，要對變形器具至少增裝一個沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，這個裝置與變形器具的一個部件加以機械連接，同時要將變形器具的主副兩部件安置得相互接觸。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，適當的措施是在其已知的具有兩個壓輥的變形器具內，使變形器具的一個輥子為主壓輥，而另一個為副壓輥，而將沿著變形器具的主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，製作成一個彈性圓筒，並將此彈性圓筒裝在一個圓柱壓輥上。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，最好是在所知的含有環形扁帶為主部件的變形器具內，將副部件製作成與環形扁帶相互作用的圓柱形壓輥，而使環形扁帶成為沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，合理的措施是在已知的含有兩個錐形壓輥的變形器具內，使一個錐形壓輥為主部件，而另一個是副部件，並且將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，用機械方法與一個錐形壓輥相連接。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，重要的是將沿著變形器具主副部件的法線產生恆定壓力的裝置，安裝得使相應的錐形壓輥的軸線能夠沿著其幾何縱向軸線進行往復直移運動。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，更適當的是，當著變形器具含有兩個沿著其主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置時，使每一裝置都安裝在相應的錐形壓輥軸線的相應一端。
在製作金屬纖維的設備中，同樣有利的是使沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的每一裝置，都安裝在相應的錐形壓輥軸線的相應一端，並且能夠使這個軸線在垂直於壓輥幾何縱向軸線的方向內進行往復直移運動。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，更合理的是將沿著變形器具主副兩部分的法線產生恆定壓力的每一裝置，都製作成材料為彈性體的套筒。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，同樣重要的是，在已知的含有圓盤為主部件的變形器具內，將副部件製作成為位於圓盤一段周邊上的斜靴，而將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，用機械方法與斜靴加以連接，並且使斜靴能夠平行於圓盤的轉動軸線進行往復直移運動。
在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，最好是將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置製作成為彈簧。
本項發明可以使所得到的金屬纖維的數量等量於原始的金屬粉末球狀顆粒的數量，也就是說，可以增加金屬纖維的百分數。
除此以外，本項發明能夠增加拉長程度，從而可以延長金屬纖維。
下面用具體實施本項發明的實例的說明和附圖對這項說明加以解釋
圖1，根據本項發明，表示用金屬粉末球狀顆粒製造金屬纖維的設備的運動原理圖(帶有局部剖視圖);
圖2表示沿圖1上Ⅱ-Ⅱ線的方向的剖面圖;
圖3，根據本項發明，表示當變形器具的彈性元件為環形扁帶時，用金屬粉末球狀顆粒製造金屬纖維的設備的運動原理圖(帶有局部剖視圖);
圖4表示沿圖3上的箭頭A的視圖;
圖5，根據本項發明，表示當變形器具的彈性元件為彈簧時，用金屬粉末球狀顆粒製造金屬纖維的設備的運動原理圖;
圖6表示沿圖5上Ⅵ-Ⅵ線的方向的剖面圖;
圖7，根據本項發明，表示按照圖5，但使用兩個彈簧的情況下，用金屬粉末球狀顆粒製造金屬纖維的設備的運動原理圖;
圖8表示沿圖7上Ⅷ-Ⅷ線的方向的剖面圖;
圖9，根據本項發明，表示當採用兩個套筒(縱向剖面內)時，利用金屬粉末球狀顆粒製造金屬纖維的設備的運轉功能圖;
圖10，表示沿圖9上Ⅹ-Ⅹ線的方向的剖面圖;
圖11，根據本項發明，表示當變形器具內的主部件是圓盤，而副部件為斜靴時，利用金屬粉末球狀顆粒製造金屬纖維的設備的運動原理圖;
圖12表示沿圖11上的箭頭B的視圖。
用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備包含所知的具有兩個圓柱形的壓輥2，3的變形器具1(圖1)。壓輥2是主部件，而壓輥3是變形器具1的副部件。
在這項設備內，變形器具1還包含沿著變形器具1主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，這種裝置製作成為包圍壓輥2的彈性圓筒4，而在彈性圓筒4的表面5和壓輥3的表面6之間送入金屬粉末的球狀顆粒7。軸8，9即壓輥2，3與產生轉動的裝置10保持運動連接。
根據另一種實施方案，在用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，變形器具1含有圓柱形壓輥11(圖3，4)和環形扁帶12，它們分別是變形器具1的副部件和主部件。扁帶12為沿著變形器具1主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，要將扁帶的12安裝在距壓輥11等距離的兩個輥子13，14上，使其與壓輥11相接觸，並部分地包圍著壓輥11。軸15和16，即壓輥11和14與產生轉動的裝置10保持運動連接。
還有一種實施方案，在用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，變形器具1含有兩個錐形壓輥17，18(圖5，6)，兩錐形壓輥要安放得相互接觸。壓輥17，18分別是變形器具1的主副兩部件。在這種變形器具1內，採用彈簧19作為沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，彈簧19用機械方法與壓輥17的軸20相連接。彈簧19要安裝得使壓輥17的軸20能夠沿著與軸20重合的壓輥的縱向幾何軸線進行往復直移運動。壓輥的7的軸20和壓輥18的軸21與產生轉動的裝置10保持運動連接。該設備的構造在其它方面與圖1和2上的設備的構造相類似。
另外還有一種實施方案，在用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，所知的變形器具1(圖7，8)含有又一個沿著變形器具主副兩部件表面的法線產生恆定壓力的裝置，該裝置製作成為彈簧22(圖7)。彈簧19和22用機械方法與壓輥17的軸20的相應端頭23和24相連接。將彈簧19和22安裝得使壓輥17的軸20能夠在垂直於壓輥的縱向幾何軸線的方向內進行往復直移運動。該設備的溝造在其它方面與圖5，6上的設備的構造相類似。
而根據又一種實施用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備的方案，在變形器具1(圖9，10)中，兩個沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，均製作成材料為彈性體的套筒25和26(圖9)。套筒25和26分別安置在壓輥17的軸20位於相應的支承27和28內的端頭23和24上。該設備的構造在其它方面與圖7，8上的設備的構造相類似。
根據最後一種實施方案，在用金屬粉末的球狀顆粒製作金屬纖維的設備中，所知的變形器具1含有圓盤29(圖11，12)，和位於圓盤29一段周邊30上的斜靴31，圓盤29為變形器具的主部件，而斜靴31為變形器具的副部件。圓盤29的軸32與產生轉動的裝置10保持運動連接。在這種變形器具1內，彈簧33用來作為沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，彈簧33的自由端固定在斜靴31上，並且使斜靴31能夠平行於圓盤29的轉動軸32作往復直移運動。
根據圖1，2，用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備按下述方式進行工作。
啟動轉動裝置10，並且按相反的方向對變形器具1的壓輥2和3傳遞旋轉運動。從一側向表面5和6，即彈性圓筒4和壓輥3的接觸區域內送入金屬粉末的球狀顆粒7。顆粒7被運動著的表面5和6夾住，並且開始變形。圓筒4是沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，並且沿著壓輥2和3的法線給予壓輥3以恆定的壓力。壓輥2在與壓輥3相互作用的區域內稍有變形，而圓筒4的彈性使圓筒能夠包圍住壓輥3表面6的一大段，從而擴大了加工球狀顆粒7的區域。根據本項發明，這種加工金屬粉末的方法可以保證對每一顆粒7的變形力為常量。因此，每一顆粒7所受到的變形與顆粒7的尺寸和它們的微粒測量的成分無關，並且所得到的纖維量將與顆粒7的量相等。此外，加工區域的擴大致使顆粒7以較長的時間間隔處於加工區，從而可以增加所得到的纖維的拉長程度。
根據圖3，4，用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備按下述方式工作。
與前述的情況相類似，啟動轉動裝置10，並且向壓輥11和14傳遞旋轉運動。壓輥14的轉動驅使扁帶12運動。壓輥11和環形扁帶12沿相反的方向運動。從一側向壓輥11與環形扁帶12的接觸區域內送入金屬粉末的球狀顆粒7。環形扁帶12用來作為沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置。藉助於扁帶本身的撓度，扁帶12與壓輥11在一大段上接觸，從而和上述情況相類似，將擴大加工區域。該設備在其它方面工作得和前述設備的情況相類似。
根據圖5，6，用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備按下列方式進行工作。
和前述情況相類似，啟動轉動裝置10，並且沿相反方向對錐形壓輥17和18傳遞轉動。從一側向壓輥17和18的接觸區域送入金屬粉末的球狀顆粒7。彈簧19是沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，並且作用到軸20上，從而沿著壓輥17的幾何軸線移動壓輥17。因為壓輥17和18是錐形的，所以壓輥17在沿壓輥18移動的同時，並與壓輥18接觸，從而在移動過程中沿兩壓輥17和18的法線產生恆定的壓力。這樣一來，在加工顆粒7的時間內，對顆粒7作用以附加的外力，從而增加其拉長程度。改變彈簧19的剛度，將改變顆粒7在加工區域內所停留的時間，同時可改變顆粒的變形程度。這樣，在一種設備上可以加工具有不同屈服限的材料的粉末，並且可以使顆粒7的拉長程度接近極限值。該設備在其它方面工作得和圖1，2上的設備相類似。
根據圖7，8，用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備按下列方式工作。
和前述情況相類似，起動轉動裝置10，並且按相反的方向對變形器具1的壓輥17和18傳遞旋轉運動。從一側向兩壓輥17和18的接觸區域內送入金屬粉末的球狀顆粒7。彈簧19和22是沿著變形器具主副兩部件表面的法線產生恆定壓力的裝置，並且將和壓輥17的軸20垂直的力作用在軸20上。這樣的作用力保證沿壓輥17和18的法線產生恆定的壓力，從而使金屬粉末的所有顆粒7得到充分的加工。
除此以外，在採用兩個製造精度不高(壓輥有稜邊，直線性偏差，母線的偏差等)的壓輥時，在工作過程中壓輥17和18之間的間隙可能發生變化。根據本項發明，由彈簧19和22傳來的作用到壓輥17兩端頭23和24的力，可以補償製造兩壓輥17和18的不精確度。
再者，使用兩個彈簧19和20可以保證比較精確地調整兩壓輥17和18之間的恆定壓力，從而有助於用金屬粉末球狀顆粒7製作出具有高強度的金屬纖維。這種設備在其它方面工作得和前述設備相類似。
根據圖9和10，用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備工作得和前述設備相類似，只有下述情況除外，彈性套筒25和26是沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，並且可以實現已知的所謂徑向「浮動」支承的效應，這種支承在壓輥17和18轉動過程中能夠抵消兩壓輥之間的間隙變化，從而簡化了設備的構造，並且降低了對壓輥17和18製造精變的要求。這種設備在其它方面工作得和上述設備的情況相類似。
根據圖11和12，用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備按如下方式工作。
啟動轉動圓盤29的裝置10。從一側向圓盤29和斜靴31的接觸區域內送入金屬粉末的球狀顆粒7。彈簧33是沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，並且在金屬粉末的顆粒7上產生大小為定值的變形力。斜靴31的形狀要選擇得使作用在其上的力，能夠在圓盤29和斜靴31之間的壓力保持定值。這樣可以保證圓盤29和斜靴31之間保持密實的接觸，從而使金屬粉末的所有顆粒得到充分加工。任意選擇斜靴31的形狀和彈簧33力的大小，可以為各種不同材料的球狀顆粒7和它們的尺寸提供最合適的變形條件。
此外，在圓盤29和斜靴31之間存在著拉長的加工區域(邊緣區段30)，所以能夠校準所形成的金屬纖維橫截面外形的偏差，並且可以穩定金屬纖維沿長度的機械特性。這種設備在其它方面工作得和上述設備的情況相類似。
本項發明可以保證用金屬粉末各種尺寸的球狀顆粒製作成直徑一致的金屬纖維。
除此以外，本項發明可以在不使金屬纖維外形畸變和不破壞其完整性的條件下，提高金屬纖維的百分數。
權利要求
1.用金屬粉末球狀顆粒(7)製作金屬纖維的設備包含變形器具(1)和轉動裝置(10)，變形器具(1)含有安置得相互對著的主副兩個部件，並且能夠在兩部件之間滾壓金屬粉末的球狀顆粒(7)，而轉動裝置(10)與變形器具(1)保持運動連接，本項設備的特點為，在此設備內，變形器具(1)增裝以至少一個沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，這種裝置用機械方法與一個部件相連接，此外，變形器具(1)的主副兩部件要安置得能夠相互接觸。
2.根據權利要求1，本項設備的特點為，在所知的含有兩個圓柱形壓輥(2，3)的變形器具(1)內，一個壓輥是主部件，另一個是副部件，而將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置製作成為彈性圓筒(4)，而該圓筒位於變形器具(1)的一個壓輥(2)上。
3.根據權利要求1，本項設備的特點為，在所知的含有環形扁帶(12)的變形器具(1)內，環形扁帶(12)為主部件，並且用來作為沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，而副部件製作為與環形扁帶(12)相互作用的圓柱形壓輥(11)。
4.根據權利要求1，本項設備的特點為，在所知的含有兩個錐形壓輥(17，18)的變形器具(1)內，一個壓輥為主部件，另一個為副部件，而將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，用機械方法與一個錐形壓輥(17)的軸(20)相連接。
5.根據權利要求4，本設備的特點為，要將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，安裝得使相應錐形壓輥(17)的軸(20)能夠沿著錐形壓輥的幾何縱向軸線作往復直移運動。
6.根據權利要求1，本項設備的特點為，當變形器具(1)含有兩個沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置時，要將每一個這樣的裝置，安裝在相應錐形壓輥(17)的軸(20)的相應端頭(23，24)。
7.根據權利要求6，本項設備的特點為，要將每一個沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，安裝在相應錐形壓輥(17)的軸(20)的相應端頭(23，24)上，並且能夠使軸(20)在垂直於錐形壓輥(17)幾何縱向軸線的方向內作往復直移運動。
8.根據權利要求7，本項設備的特點為，每一個沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，都要製作成材料為彈性體的套筒(25，26)。
9.根據權利要求1，本項設備的特點為，在所知的含有圓盤(29)的變形器具(1)中，圓盤(29)為主部件，副部件製作為安置在圓盤(29)一段周邊(30)上的斜靴(31)，而將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置(33)，用機械方法與斜靴(31)相連接，並且能夠使斜靴(31)平行於圓盤(29)的轉動軸(32)作往復直移運動。
10.根據權利要求5～7和9的任一項，本項設備的特點為，將彈簧(19，22，23)用來作為沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置。
全文摘要
用金屬粉末球狀顆粒製作金屬纖維的設備包含變形器具(1)和產生轉動的裝置(10)，變形器具(1)設有相互接觸的主部件(2)和副部件(3)，轉動裝置(10)與每一部件都保持運動連接。將沿著變形器具主副兩部件的法線產生恆定壓力的裝置，用機械方法與變形器具(1)的一個部件(2)相連接。
文檔編號B22F9/04GK1041124SQ89106509
公開日1990年4月11日 申請日期1989年8月24日 優先權日1988年9月15日
發明者亞厲山大·瓦·斯蒂潘尼科, 弗拉基米爾·戈·弗伊託夫, 阿那託列·瓦·茲費裡夫, 亞厲山大·伊·卡姆特賽夫 申請人:白俄羅斯工學院