[go: up one dir, main page]

DE3921129C1 - Rapid quenching of metal melt - involves running molten metal out of nozzle onto cold rotating disc - Google Patents

Rapid quenching of metal melt - involves running molten metal out of nozzle onto cold rotating disc

Info

Publication number
DE3921129C1
DE3921129C1 DE19893921129 DE3921129A DE3921129C1 DE 3921129 C1 DE3921129 C1 DE 3921129C1 DE 19893921129 DE19893921129 DE 19893921129 DE 3921129 A DE3921129 A DE 3921129A DE 3921129 C1 DE3921129 C1 DE 3921129C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling surface
cooling
outlet
melt
molten metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19893921129
Other languages
German (de)
Inventor
Hugo 5024 Sinthern De Schlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE19893921129 priority Critical patent/DE3921129C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3921129C1 publication Critical patent/DE3921129C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0631Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/01Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

In a process for rapid quenching of a metal melt, the melt (18) is deposited from an outlet nozzle (20) of a crucible (16) onto the cooling face (10) of a rotating cooling cylinder or disc (12). The melt is m deposited in several successive layers, each layer acting as a cooling surface for the solidifying layer above it. The distance from the nozzle outlet to the cooling surface is increased at each rotation of the cylinder or disc. USE/ADVANTAGE - Compact bodies with low residual porosity can be mfd.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschrecken einer Metallschmelze nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art.The invention relates to a method for quenching a molten metal according to the preamble of the patent claims 1, and a device in the preamble of claim 8 specified Art.

Es ist bekannt, Metalle oder Metallegierungssysteme aus der Schmelze mit Hilfe unterschiedlicher Verfahren schnell abzuschrecken, um dem erstarrten Material im festen Aggregatzustand Eigenschaften zu verleihen, die es nach relativ langsamen Gieß- und Erstarrungs­ vorgängen nicht aufweisen würde. So ist es möglich, durch schnelle Erstarrung Metallegierungen in den amorphen Zustand zu überführen. Durch die hohen Ab­ schreckraten können Legierungen mit einer Zusammen­ setzung erzeugt werden, die sonst im festen Zustand nicht möglich sind (Legierungsübersättigung). Weiterhin kann die schnelle Erstarrung bewirken, daß Legierungen ein feineres Gefüge erhalten (Gefügefeinung) und Legie­ rungsverunreinigungen nicht als grobe intermetallische Phasen ausgeschieden werden, sondern in den vorhandenen Phasen gelöst werden (Vermeidung von Seigerungen).It is known to make metals or metal alloy systems the melt using different processes quickly put off the solidified material in the to give solid state properties that it after relatively slow pouring and solidification processes would not have. So it is possible due to rapid solidification in the metal alloys to convert amorphous state. Due to the high Ab alloys with a combination can frighten Settlement are generated that would otherwise be in the solid state are not possible (alloy supersaturation). Farther  The rapid solidification can cause alloys maintain a finer structure (structure refinement) and alloy contamination as a rough intermetallic Phases are eliminated, but in the existing ones Phases are solved (avoidance of segregation).

Die schnelle Erstarrung wird im Prinzip dadurch er­ reicht, daß die Wärmeenergie einer Schmelze innerhalb einer möglichst kurzen Zeit an ein zweites mit der Schmelze in Kontakt stehendes Kühlmedium durch Wärme­ leitung abgegeben wird. Dabei hängt die Abschreckrate im entscheidenden Maße von der Größe der Kontaktfläche der Schmelze zum Kühlmedium im Verhältnis zur Menge der Schmelze und dem Material des Kühlmediums ab. Je größer die Kontaktfläche in Relation zur Menge der Schmelze ist, um so höher ist die Abschreckrate.In principle, this makes rapid solidification is enough that the thermal energy of a melt within as short a time as possible with a second Melt cooling medium in contact with heat line is delivered. The quench rate depends on this to a decisive extent on the size of the contact area the melt to the cooling medium in relation to the amount of Melt and the material of the cooling medium. The bigger the contact area in relation to the amount of the melt the higher the quench rate.

Zum Abschrecken von Metallschmelzen sind u.a. folgende Verfahren bekannt:To quench metal melts, i.a. the following Process known:

  • a) Melt-Spinning-Verfahren
    Bei dem Melt-Spinning-Verfahren wird ein kontinuier­ lich fließender Strahl flüssigen Metalls auf einen schnell rotierenden Zylinder gespritzt, so daß die Schmelze auf dem Zylindermantel zu einem dünnen wenige Millimeter breiten Band auseinanderfließt und mit dem Zylindermantel mitgerissen wird. Durch die Kontaktfläche Schmelze-Zylinder wird die Wärme der Schmelze innerhalb kurzer Zeit an den meist gekühl­ ten Zylinder abgegeben und erstarrt somit schnell. Das erstarrte Band wird vom Zylindermantel konti­ nuierlich abgestreift, so daß ein im Prinzip end­ loses Band mit nur geringer Dicke (kleiner als 100 µm) und nur geringer Breite (einige Millimeter) entsteht.
    a) Melt spinning process
    In the melt spinning process, a continuously flowing jet of liquid metal is sprayed onto a rapidly rotating cylinder, so that the melt on the cylinder jacket flows apart into a thin band a few millimeters wide and is entrained with the cylinder jacket. Due to the melt-cylinder contact surface, the heat of the melt is released to the mostly cooled cylinder within a short time and thus solidifies quickly. The solidified strip is stripped continuously from the cylinder jacket, so that in principle an endless strip with only a small thickness (less than 100 µm) and only a small width (a few millimeters) is formed.
  • b) Planar Flow Casting
    Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine Abwand­ lung des Melt-Spinning-Verfahrens. Hier wird eben­ falls die Schmelze in Kontakt mit einem schnell ro­ tierenden Zylinder gebracht. Es erfolgt jedoch kein Aufspritzen der Metallschmelze, sondern diese wird durch eine Schlitzdüse, die im Abstand von einigen Hundertstel Millimeter parallel zur Zylindermantel­ fläche angebracht ist, auf den rotierenden Zylinder­ mantel kontinuierlich gepreßt. Wie beim Melt- Spinning-Verfahren wird die Schmelze im Kontakt zu dem rotierenden Zylinder fortgerissen und erstarrt. Der Abstand der Schlitzdüse vom Zylindermantel be­ stimmt bei diesem Verfahren zusammen mit der Schmelzflußrate im wesentlichen die Dicke des ent­ stehenden Bandes. Dadurch können kontrolliert sehr dünne Bänder erzeugt werden.
    b) Planar flow casting
    This process is a modification of the melt spinning process. This is where the melt is brought into contact with a rapidly rotating cylinder. However, there is no spraying of the molten metal, but this is continuously pressed onto the rotating cylinder jacket through a slot nozzle, which is mounted parallel to the cylinder jacket surface at a distance of a few hundredths of a millimeter. As with the melt spinning process, the melt is torn away and solidifies in contact with the rotating cylinder. The distance of the slot nozzle from the cylinder jacket be determined in this method together with the melt flow rate essentially the thickness of the resulting tape. This allows very thin strips to be produced in a controlled manner.
  • c) Sprühkompaktierungsverfahren
    Hierbei wird in einer Schutzgasatmosphäre ein Metallschmelzstrahl von einem Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit zu kleinen Schmelztröpfchen verdüst. Die Schmelztröpfchen geben ihre Wärmeenergie durch Wärmeleitung an das Gas ab und werden unterkühlt bevor der Erstarrungsprozeß durch Keimbildung ein­ setzt. Im unterkühlten Zustand treffen die Schmelz­ tröpfchen auf ein Kühlsubstrat, auf dem sie schnell erstarren. Die in den Tröpfchen verbleibende Wärme­ energie (Schmelz- und Restwärme) wird dabei über das Kühlsubstrat abgeführt. Bei diesem Prozeß wächst die schnell zu erstarrende Metallegierung auf dem Sub­ strat kontinuierlich zu einem kompakten Material von einigen Millimetern Dicke auf. Dieses Verfahren be­ sitzt den Vorteil, daß zusätzlich zur schnellen Er­ starrung durch gleichmäßiges Aufbringen von z.B. feinem Keramik- oder Siliziumpulver auf das konti­ nuierlich aufwachsende Erstarrungsmaterial Disper­ soide in die schnell erstarrte Metallegierung ein­ gebaut werden können. Das Verfahren bietet somit die Möglichkeit, "schnell erstarrte" Verbundwerkstoffe herzustellen.
    c) Spray compaction process
    Here, in a protective gas atmosphere, a metal melt jet is sprayed from a gas stream at high speed into small melt droplets. The melt droplets give off their thermal energy by conduction to the gas and are supercooled before the solidification process begins through nucleation. In the supercooled state, the melt droplets hit a cooling substrate on which they quickly solidify. The heat energy remaining in the droplets (melting and residual heat) is dissipated via the cooling substrate. In this process, the rapidly solidifying metal alloy on the substrate grows continuously into a compact material a few millimeters thick. This method has the advantage that, in addition to the rapid hardening, it can be built into the rapidly solidifying metal alloy by uniformly applying, for example, fine ceramic or silicon powder to the continuously growing solidification material disper soide. The process thus offers the possibility of producing "rapidly solidified" composite materials.

Einige der bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Abschreckprodukte in Pulver- oder Bandform vor­ liegen. Diese Abschreckprodukte müssen deshalb durch weitere Verfahren aufgearbeitet werden, um einen in für die Weiterverarbeitung geeigneter Form vorliegenden Kompaktwerkstoff herzustellen. Jedoch erfordert dies einen erheblichen Aufwand und setzt Grenzen bei der wirtschaftlichen Anwendung der Verfahren.Some of the known methods have the disadvantage that the quench products in powder or tape form lie. These quenching products therefore have to go through other procedures will be worked up to get one in for further processing in a suitable form Manufacture compact material. However, this requires a considerable effort and sets limits in the economic application of the procedures.

Das Sprühkompaktierungsverfahren, bei dem das erstarrte Materials als wenige Millimeter dicker Materialblock und damit bereits in eine für die Weiterverarbeitung geeigneten Form vorliegt, hat den Nachteil, daß kein 100% dichtes Kompaktmaterial hergestellt werden kann, was durch den Verdüsungsprozeß bedingt ist. Es bleibt eine Restporosität mit Gaseinschlüssen von einigen Prozent, die sich insbesondere nachteilig auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Kompaktmaterials auswirken können. Weiterhin ist die Abschreckrate aufgrund der verschieden großen Pulver­ teilchen, die nur bedingt zeitlich kontrolliert auf das Kühlsubstrat treffen, inhomogen. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Abschreckrate insgesamt relativ gering ist, weil die Wärme der Schmelztröpfchen im wesent­ lichen nur zum Kühlsubstrat abgeführt wird. The spray compacting process in which this solidified Material as a few millimeters thick block of material and thus already in one for further processing suitable form has the disadvantage that no 100% dense compact material can be produced what is due to the atomization process. It stays a residual porosity with gas inclusions of some Percent that particularly adversely affect the mechanical and physical properties of the Compact material can impact. Furthermore, the Quenching rate due to the different sized powders particles that have limited time control on the Hit cooling substrate, inhomogeneous. Another disadvantage is that the quench rate overall is relatively low is because the heat of the melt droplets is essentially is only discharged to the cooling substrate.  

Ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist bekannt aus US-41 55 397. Dieses Verfahren dient zur Herstellung eines kontinuierlichen Blechlaminats für den Statorkern eines Elektromotors. Die Stirnseite einer um eine vertikale Achse rotieren­ den Kühlscheibe ist mit einem Kühlmuster versehen, das dem Profil des herzustellenden Statorkernes entspricht. Auf dieses Profilmuster wird aus einer Schlitzdüse heraus flüssige Schmelze aufgetragen. Das erstarrende Schmelzenband wird durch Fliehkraftwirkung von der Kühlscheibe entfernt und zu dem Statorkern aufge­ wickelt. Das Schmelzenband verbleibt nur für einen geringen Bruchteil einer Umdrehung auf der Kühlscheibe. Auf diese Weise kann ein kontinuierliches amorphes Band hergestellt werden, dessen Krümmung derjenigen des daraus zu wickelnden Produkts entspricht.A method in the preamble of claim 1 specified type is known from US-41 55 397. This Process is used to produce a continuous Sheet metal laminate for the stator core of an electric motor. Rotate the face of one around a vertical axis the cooling disc is provided with a cooling pattern that corresponds to the profile of the stator core to be manufactured. A slit nozzle is turned onto this profile pattern liquid melt applied out. The freezing Melting tape is caused by the centrifugal force of the Cooling disc removed and opened to the stator core wraps. The melt band remains for only one small fraction of a revolution on the cooling disc. In this way, a continuous amorphous band can are produced, the curvature of which the product to be wound from it.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß kompakte Körper mit geringer Restporosität herstellbar sind.The invention has for its object a method the specified in the preamble of claim 1 Kind in such a way that compact body with low residual porosity can be produced.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit dem die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweisenden Verfahren.This object is achieved with the invention having the features of claim 1 Method.

Nach der Erfindung wird die Metallschmelze auf eine Kühlfläche aufgebracht, die um eine zu dieser senkrecht verlaufenden Rotationsachse gedreht wird. Nach einer Umdrehung der Kühlfläche, d.h. nach einer Drehung der Kühlfläche um 360°, befindet sich auf der Kühlfläche eine erste erstarrende bzw. erstarrte Schmelzenschicht, die eine Dicke von nur wenigen Hundertstel Millimeter aufweist. Diese Schmelzenschicht dient während der zweiten Umdrehung als Kühlfläche zum Abkühlen der während dieser Umdrehung aufgebrachten Schmelzen­ schicht. Die Kühlfläche wird pro Umdrehung vom Auslaß wegbewegt, so daß sich der Abstand in Richtung der Ro­ tationsachse (Axialabstand) vom Auslaß zur Kühlfläche vergrößert. Damit wird zwischen dem Auslaß und der Kühl­ fläche bzw. den inzwischen aufgebrachten Schmelzen­ schichten Platz zum Auftragen der nächsten Schmelzen­ schicht geschaffen. Nach mehreren Umdrehungen hat sich auf der Kühlfläche ein Block aus abgeschrecktem Metall bzw. abgeschreckter Metallegierung gebildet, der je nach Ausgestaltung der Auslaßöffnung scheiben- oder hohlzylinderförmig ist. Das abgeschreckte Material liegt somit in einer Form vor, die unmittelbar eine Weiterverarbeitung erlaubt. Verfahren zum Konsolidieren des Abschreckproduktes sind daher nicht erforderlich. According to the invention, the molten metal is on a Cooling surface applied to a perpendicular to this extending axis of rotation is rotated. After a Revolution of the cooling surface, i.e. after a rotation of the Cooling surface by 360 °, is located on the cooling surface a first solidifying or solidified melt layer, which is only a few hundredths of a millimeter thick having. This melt layer serves during the second revolution as a cooling surface for cooling the melts applied during this revolution layer. The cooling surface is from the outlet per revolution moved away, so that the distance in the direction of Ro tion axis (axial distance) from the outlet to the cooling surface enlarged. So that between the outlet and the cooling surface or the melts that have now been applied layers of space to apply the next melts layer created. After several turns a block of quenched metal on the cooling surface or quenched metal alloy formed, each according to the design of the outlet or disk is hollow cylindrical. The quenched material is therefore in a form that is immediately one Further processing allowed. Consolidation process of the quenching product are therefore not necessary.  

Das abgeschreckte Material weist eine hohe Dichte, d.h. eine geringe Porosität auf, da die Metallschmelze schichtförmig auf die Kühlfläche aufgetragen und damit auch schichtweise abgeschreckt wird. Bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren stellt sich eine hohe Abschreckrate ein; denn die Kühlfläche, auf die die Schmelzenschicht aufgetragen wird, besteht spätestens nach der ersten Umdrehung aus dem gleichen Material wie die Metall­ schmelze. Bekanntlich ergeben sich günstige Abkühl­ eigenschaften und hohe Abkühlraten insbesondere dann, wenn die Kühlfläche aus demselben Material wie die Schmelze besteht. Um auch während der ersten Umdrehung der Kühlfläche diese günstigen Eigenschaften ausnutzen zu können, sollte der Kühlkörper, an dem die Kühlfläche ausgebildet ist, z.B. ein gekühlter Zylinder, aus dem­ selben Material wie die Schmelze bestehen.The quenched material has a high density, i.e. a low porosity due to the molten metal applied in layers to the cooling surface and thus is also quenched in layers. In the invention According to the method, there is a high quenching rate a; because the cooling surface on which the melt layer is applied at the latest after the first Revolution made of the same material as the metal melt. As is well known, there are favorable cooling properties and high cooling rates especially when if the cooling surface is made of the same material as that Melt exists. To even during the first turn exploit these favorable properties of the cooling surface To be able to, the heat sink on which the cooling surface trained, e.g. a cooled cylinder from which the same material as the melt.

Mit der Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, bei dem die Metallschmelze schnell abgeschreckt wird und bei dem das erstarrte Material eine hohe Dichte, d.h. eine nur geringe Restporosität aufweist und in einer für die Weiterverarbeitung geeigneten Form vorliegt, z.B. in Form einer Scheibe oder eines Hohlzylinders mit einigen Zentimetern bis einigen Dezimetern Höhe bzw. Durch­ messer. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht damit das schnelle Abschrecken einer Metallschmelze und die Erzeugung eines kompakten porenfreien unmittelbar zur Weiterverarbeitung geeigneten Metallkörpers aus einem Gefüge, das bei langsamer Erstarrung nicht erzielbar wäre.The invention provides a method in which the molten metal is quickly quenched and at which the solidified material has a high density, i.e. a has only low residual porosity and in one for the Further suitable form is available, e.g. in Shape of a disc or a hollow cylinder with some Centimeters to a few decimeters in height or through knife. The method according to the invention thus enables the rapid quenching of a molten metal and the Generating a compact non-porous instantly Further processing of a suitable metal body from a Structure that cannot be achieved with slow solidification would.

Vorteilhafterweise wird der axiale Abstand der Kühl­ fläche vom Auslaß pro Umdrehung um die Dicke der er­ starrenden Metallschicht vergrößert. Damit ist der Ab­ stand des Auslasses zur als Kühlfläche dienenden Ober­ fläche während sämtlicher Umdrehungen der Kühlfläche gleich, so daß insoweit beim Auftragen der einzelnen Schmelzenschichten dieselben Betriebsbedingungen vor­ liegen, womit sich von Schicht zu Schicht eine gleich­ mäßige Abkühlung ergibt.The axial distance of the cooling is advantageously area of the outlet per revolution by the thickness of it  staring metal layer enlarged. So the Ab stood the outlet to the upper serving as a cooling surface area during all revolutions of the cooling surface the same, so that in this respect when applying the individual Melt layers the same operating conditions with which one is the same from layer to layer moderate cooling results.

Die Merkmale einer vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung sind im Patentanspruch 3 angegeben. Hierbei werden für das Verfahren die bekannten Kühlzylinder verwendet, deren Stirnflächen als Kühlflächen verwendet werden. Der Auslaß, aus dem die Schmelzenschicht aus­ tritt, ist als Schlitzdüse ausgebildet, die radial zur Stirnfläche des Kühlzylinders angeordnet ist. Um die pro Zeit- und Flächeneinheit aufgebrachte Schmelzen­ schicht über ihre gesamte Breite konstant zu halten, weist die Schlitzdüse eine Öffnung auf, deren Breite mit zunehmenden Abstand vom Mittelpunkt der Stirnfläche linear zunimmt. Die Schlitzdüsenöffnung hat hierbei also die Form eines Kreissektors oder eines Teils da­ von. Durch diese Ausbildung der Schlitzdüsenöffnung wird eine über die Breite der Schmelzenschicht be­ trachtet konstante Abschreckrate und damit eine gleich­ mäßige Abkühlung der Metallschmelze erzielt.The features of an advantageous development of the Er invention are given in claim 3. Here are known cooling cylinders for the process used, the end faces used as cooling surfaces will. The outlet from which the melt layer is made occurs, is designed as a slot nozzle which is radial to End face of the cooling cylinder is arranged. To the melts applied per unit of time and area layer to keep constant across its entire width, the slot nozzle has an opening whose width with increasing distance from the center of the end face increases linearly. The slot nozzle opening has here so the shape of a circular sector or a part there from. Through this formation of the slot nozzle opening will be a across the width of the melt layer seeks constant quench rate and thus an equal moderate cooling of the molten metal is achieved.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auf einfache Weise auch Verbundwerkstoffe mit schnell erstarrter Matrix hergestellt werden. Dazu wird gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung vor dem Aufbringen der Metallschmelzenschicht auf die Kühlfläche bzw. die erstarrende Materialschicht, auf die die Schmelzen­ schicht aufgebracht wird, Dispersoide, z.B. Si- oder Y2O3-Pulver aufgetragen. Die Dispersoide werden vor der Metallschmelze auf die Kühlfläche bzw. die erstarrende Schmelzenschicht aufgebracht. Bei der Drehung der Kühl­ fläche werden die Dispersoide damit von der neu aufge­ brachten Schmelzenschicht übergossen. Bei der nach­ folgenden Erstarrung der Schmelzenschicht werden die Dispersoide sozusagen im Werkstoff eingefroren.The method according to the invention can also be used to produce composite materials with a rapidly solidified matrix in a simple manner. For this purpose, according to a preferred embodiment of the invention, dispersoids, for example Si or Y 2 O 3 powder, are applied to the cooling surface or the solidifying material layer to which the melt layer is applied before the metal melt layer is applied. The dispersoids are applied to the cooling surface or the solidifying melt layer before the molten metal. As the cooling surface rotates, the newly applied melt layer is poured over the dispersoids. During the subsequent solidification of the melt layer, the dispersoids are frozen in the material, so to speak.

Vorteilhafterweise befindet sich die Metallschmelze vom Auftragen auf die Kühlfläche bis zur Erstarrung in einem Vakuum oder in einer Inert- bzw. Schutzgas­ atmosphäre (z.B. Argon oder Helium), um eine Oxidation der Schmelze und der schnell erstarrenden bzw. er­ starrten Oberflächenschichten zu verhindern. Damit wird ein festes Verschweißen der Metallschmelze mit der er­ starrenden Oberflächenschicht und ein guter Wärmeüber­ gang zwischen der neu aufgetragenen Schmelzenschicht und der Kühlfläche bzw. der Oberfläche der erstarrenden Schmelze erreicht.The molten metal is advantageously from Apply to the cooling surface until solidification in in a vacuum or in an inert or protective gas atmosphere (e.g. argon or helium) to prevent oxidation the melt and the rapidly solidifying or he staring to prevent surface layers. So that will a firm welding of the molten metal to which he staring surface layer and a good heat transfer between the newly applied melt layer and the cooling surface or the surface of the solidifying Melt reached.

Zur Erhöhung der Abschreckrate wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung auf die erstarrende Metall­ schmelze eine Kühlfolie aufgelegt, die synchron mit der Kühlfläche gedreht wird. Die Metallschmelze wird auf diese Weise von zwei Seiten gekühlt. Da sich die Kühl­ folie mit der Kühlfläche dreht, kann sie mittels einer ortsfesten Kühlvorrichtung, an der sie sich vorbei­ bewegt, gekühlt werden, so daß sie bei jeder Umdrehung wirkungsvoll zum Abschreckprozeß beiträgt.To increase the quenching rate is advantageous Development of the invention on the solidifying metal melt a cooling film, which is synchronized with the Cooling surface is rotated. The molten metal is on cooled this way from two sides. Since the cooling foil rotates with the cooling surface, it can by means of a fixed cooling device that they pass moved, cooled, so that with every revolution contributes effectively to the deterrent process.

Die Vorrichtung zum Abschrecken einer Metallschmelze weist erfindungsgemäß die Merkmale des Patentanspruchs 8 auf.The device for quenching a molten metal according to the invention has the features of the claim 8 on.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kühl­ fläche um eine senkrecht zu dieser verlaufenden Rota­ tionsachse drehend angetrieben und gleichzeitig in Ro­ tationsrichtung, also axial bewegbar. Es ist aber eben­ so denkbar, daß die Kühlfläche lediglich um ihre Rota­ tionsachse drehend angetrieben ist und daß der Abstand zwischen Kühlfläche und Auslaß mittels einer Vorrich­ tung zum axialen Bewegen des Auslasses veränderbar ist. In jedem Fall wird bei der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung der Abstand der Kühlfläche zum Auslaß durch Be­ wegen eines dieser (oder auch beider) Teile in Ab­ hängigkeit von der Drehung der Kühlfläche vergrößert. Insbesondere ist es vorteilhaft, zum Bewegen der Kühl­ fläche eine Absenkvorrichtung vorzusehen, die einen separaten Antrieb aufweist oder die Bewegung des mit der Kühlfläche versehenen Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung infolge der Erdanziehungskraft steuert. Eine solche Steuerung kann z.B. über einen Nocken er­ folgen.In the device according to the invention, the cooling area around a rota running perpendicular to this  tion axis driven in rotation and at the same time in Ro tion direction, ie axially movable. But it is so conceivable that the cooling surface only around its rota tion axis is driven in rotation and that the distance between cooling surface and outlet by means of a Vorrich device for axially moving the outlet is changeable. In any case, the device according to the invention device the distance of the cooling surface to the outlet by Be because of one of these (or both) parts in Ab dependence on the rotation of the cooling surface is increased. In particular, it is advantageous to move the cooling surface to provide a lowering device that a has separate drive or the movement of the the cooling surface provided part of the invention Controls device due to gravity. Such control can e.g. over a cam he consequences.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zur Ermittlung des Abstandes der Kühlfläche zum Auslaß Sensoren vorgesehen, die die Axialbewegung der Kühlfläche bzw. des Auslasses derart steuern, daß sich der Abstand pro Umdrehung um die Dicke der erstarrten Metallschicht vergrößert. Der axiale Abstand der Kühl­ fläche zum Auslaß kann schrittweise oder kontinuierlich erfolgen. Letzeres hat den Vorteil einer einfacheren Ansteuerung der Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Kühlfläche bzw. des Auslasses in axialer Richtung.In a preferred embodiment of the invention are used to determine the distance between the cooling surface and Outlet sensors are provided that detect the axial movement of the Control the cooling surface or the outlet in such a way that the distance per revolution by the thickness of the solidified Enlarged metal layer. The axial distance of the cooling Area to the outlet can be gradual or continuous respectively. The latter has the advantage of a simpler one Control of the drive device for moving the Cooling surface or the outlet in the axial direction.

Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen der Metallschmelze die bekannten Kühlzylinder verwenden zu können, dient als Kühlfläche die Stirnfläche eines der­ artigen Kühlzylinders, wobei die Auslaßöffnung als Schlitzdüse ausgebildet ist, die radial zur Stirnfläche ausgerichtet ist und deren Schlitzbreite zum Umfang der Stirnfläche hin linear zunimmt. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Realisierung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, wobei soweit wie möglich auf be­ kannte Teile zurückgegriffen werden kann.In order to cool the device according to the invention Molten metal to use the known cooling cylinders can, the end face of one of the like cooling cylinder, the outlet opening as Slit nozzle is formed, which is radial to the end face  is aligned and the slot width to the circumference of the End face increases linearly. This results in a particularly simple realization of the invention modern device, being as far as possible on be known parts can be used.

Zur Erhöhung der Abschreckrate ist bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung eine synchron mit der Kühl­ fläche angetriebene Kühlfolie vorgesehen, die in einem sich parallel zur Kühlfläche erstreckenden Bereich auf der Metallschmelze aufliegt und in einem abgebogenen Bereich in einem spitzen Winkel zur Kühlfläche ver­ läuft. Die Kühlfolie liegt also teilweise auf der Metallschmelze auf, vorzugsweise in dem Bereich, in dem die Schmelzenschicht am heißesten ist. Zwischen Kühl­ folie und Metallschmelze entstehen keine Relativge­ schwindigkeiten, aufgrund derer die Oberfläche der Metallschmelze negativ beeinträchtigt würde. In dem abgebogenen Bereich der Kühlfolie kann diese durch eine Kühlvorrichtung gekühlt werden. Der winklig zur Kühl­ fläche verlaufende Bereich der Kühlfolie bringt den Vorteil mit sich, daß unmittelbar oberhalb der Kühl­ fläche Platz zum Anordnen des Auslasses, sprich der Schlitzdüse, geschaffen ist.Another is to increase the quench rate Development of the invention in synchronism with the cooling Surface-driven cooling film provided in one area extending parallel to the cooling surface the molten metal rests and in a bent Ver area at an acute angle to the cooling surface running. The cooling film is partly on the Molten metal, preferably in the area in which the melt layer is the hottest. Between cool Foil and molten metal do not form any relative speeds due to which the surface of the Metal melt would be adversely affected. By doing bent area of the cooling film can this by a Cooling device to be cooled. The angle to the cool area of the cooling film which brings the Advantage with it that immediately above the cooling space to arrange the outlet, i.e. the Slot nozzle is created.

Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungs­ beispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:Below are execution with reference to the figures examples of the invention explained in more detail. In detail demonstrate:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den wesentlichen Teil der Vorrichtung, in dem das Auftragen der Schmelzenschicht auf die Kühlfläche dargestellt ist, Fig. 1 shows a cross section through the essential part of the apparatus in which the application of the melting layer is illustrated on the cooling surface,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kühlfläche mit Schlitz­ düse und teilweise aufgebrachter Schmelzen­ schicht, Fig. 2 is a plan view of the nozzle the cooling surface with recess and layer partially applied melting,

Fig. 3 die wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 shows the essential components of the device in perspective view;

Fig. 4 eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Vor­ richtung mit Kühlfolie und Fig. 4 shows a variant of the device shown in Fig. 1 with cooling film and

Fig. 5 perspektivisch die Variante der Vorrichtung nach Fig. 4. Fig. 5 a perspective view of the variant of the device according to Fig. 4.

Die Vorrichtung zum Abschrecken einer Metallschmelze ist in den Figuren nur schematisch dargestellt; insbe­ sondere sind nur solche Teile der Vorrichtung gezeigt, die für das Verständnis des Verfahrens zum Abschrecken der Metallschmelze erforderlich sind.The device for quenching a molten metal is shown only schematically in the figures; esp special only those parts of the device are shown for understanding the process of quenching the molten metal are required.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung eine Kühlfläche 10 auf, bei der es sich um die Stirnseite eines rotieren­ den Kühlzylinders oder um eine der kreisrunden Flächen einer Scheibe 12 handelt, die durch ein (im einzelnen nicht dargestelltes) Kühlsystem gekühlt wird. Die Scheibe ist über einen (nicht dargestellten) Dreh­ antrieb drehend antreibbar, wobei sie um eine Rotations­ achse 14 rotiert, die senkrecht zur Kühlfläche 10 und durch deren Mittelpunkt verläuft. Die Scheibe 12 ist durch eine Antriebsvorrichtung, die in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, in Richtung der Rotationsachse 14 axial verschiebbar, was in den Figuren durch den Pfeil 15 angedeutet ist. Oberhalb der Scheibe 12 ist ein Schmelztiegel 16 vorgesehen, in dem sich eine überhitzte Metallschmelze 18, z.B. eine AlFeVSi-Legierung bei 900°C bis 1000°C, befindet. Die Metallschmelze 18 gelangt über eine Schlitzdüse 20 auf die als Kühlfläche 10 dienende Stirnfläche der Scheibe 12. Wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, erstrecken sich der Schmelztiegel 16 und die Schlitz­ düse 20 radial zur Scheibe 12, wobei die schlitzartige Öffnung 22 der Schlitzdüse 20 mit zunehmendem Abstand vom Mittelpunkt (Rotationsachse 14) der Kühlfläche 10 linear breiter wird. Die Zunahme der Breite der Öffnung 22 ist dabei proportional zur Zunahme des Umfangs der Scheibe 12 mit größer werdendem Radius.Referring to FIG. 1, the device has a cooling surface 10, which is the end face of a rotating cooling cylinder, or is a of the circular surfaces of a disc 12 (not shown in detail) by a cooling system is cooled. The disc is driven by a rotary (not shown) rotary drive, wherein it rotates about a rotational axis 14 which is perpendicular to the cooling surface 10 and through the center thereof. The disk 12 is axially displaceable in the direction of the axis of rotation 14 by a drive device, which is not shown in the figures for the sake of simplicity, which is indicated in the figures by the arrow 15 . A melting crucible 16 is provided above the disk 12 and contains an overheated metal melt 18 , for example an AlFeVSi alloy at 900 ° C. to 1000 ° C. The molten metal 18 passes through a slot nozzle 20 onto the end face of the disk 12 serving as the cooling surface 10 . As can be seen in FIGS. 2 and 3, the crucible 16 and the slot nozzle 20 extend radially to the disk 12 , the slot-like opening 22 of the slot nozzle 20 becoming linearly wider with increasing distance from the center (axis of rotation 14 ) of the cooling surface 10 . The increase in the width of the opening 22 is proportional to the increase in the circumference of the disk 12 with an increasing radius.

Der Schmelztiegel 16 bzw. die Schlitzdüse 20 ist im Abstand zur Kühlfläche 10 angeordnet. Über die Schlitz­ düse 20 fließt die überhitzte Metallschmelze 18 aus dem Tiegel 16 heraus und wird bei sich um die Rotations­ achse 14 in Richtung des Pfeils 24 drehender Scheibe 12 als Schmelzenschicht 26 in Form eines Scheibenringes auf die Kühlfläche 10 aufgetragen. Der Kühlzylinder bzw. die Kühlscheibe 12 besteht aus dem gleichen Mate­ rial wie die zu erstarrende Metallschmelze, wodurch ein großer Wärmeübergangskoeffizient zwischen Schmelzen­ schicht und Kühlfläche 10 erzielt wird. Dies hat eine besonders schnelle Abführung der Wärmeenergie aus der Schmelzenschicht zur Kühlscheibe 12 zur Folge. Aufgrund des gleichen Materials haftet die Metallschmelze nach ihrer Erstarrung auf der Kühlfläche 10 und rotiert als neue Oberflächenschicht auf der Scheibe 12 mit. Bei einer Drehung der Kühlscheibe 12 um 360° wird dessen Stirnfläche vollständig mit einer Schicht des abzu­ schreckenden Materials belegt.The crucible 16 or the slot nozzle 20 is arranged at a distance from the cooling surface 10 . Over the slot nozzle 20 flows through the superheated molten metal 18 from the crucible 16 and will be out around the rotation axis 12 applied 14 in direction of arrow 24 rotating disc as melting layer 26 in the form of a disk ring on the cooling surface 10th The cooling cylinder or the cooling disk 12 consists of the same mate rial as the metal melt to be solidified, whereby a large heat transfer coefficient between the melt layer and the cooling surface 10 is achieved. This results in a particularly rapid dissipation of the thermal energy from the melt layer to the cooling disk 12 . Due to the same material, the metal melt adheres to the cooling surface 10 after it solidifies and rotates as a new surface layer on the disk 12 . When the cooling disk 12 is rotated through 360 °, its end face is completely covered with a layer of the material to be deterred.

Damit auch während der nachfolgenden Umdrehungen der Kühlscheibe 12 Metallschmelze 18 aus der Schlitzdüse 20 austreten kann, wird der Abstand der Schlitzdüse 20 zur Kühlfläche mit Hilfe der Antriebsvorrichtung zum Be­ wegen der Scheibe 12 konstant gehalten. Die Axial­ bewegung der Scheibe 12 ist von (nicht dargestellten) Sensoren zur Ermittlung des Abstandes von der Schlitz­ düse 20 zur Kühlfläche 10 gesteuert. Durch die Abstands­ regelung der Kühlfläche 10 zur Schlitzdüse 20 wird er­ reicht, daß während der zweiten und sämtlicher nachfol­ genden Umdrehungen der Scheibe 12 auf die während der vorherigen Umdrehung jeweils aufgebrachte erstarrende Schmelzenschicht 26 eine weitere Schmelzenschicht gleicher Dicke aufgetragen wird.So that molten metal 18 can escape from the slot nozzle 20 even during the subsequent revolutions of the cooling disk 12 , the distance of the slot nozzle 20 to the cooling surface is kept constant with the aid of the drive device for loading the disk 12 . The axial movement of the disc 12 is controlled by (not shown) sensors for determining the distance from the slot nozzle 20 to the cooling surface 10 . By controlling the distance of the cooling surface 10 to the slot nozzle 20 , it is sufficient that a further melt layer of the same thickness is applied during the second and all subsequent revolutions of the disk 12 to the solidifying melt layer 26 respectively applied during the previous rotation.

Der Schmelzenfluß aus der Schlitzdüse 20 auf die Kühl­ fläche 10 bleibt während des gesamten im Prinzip end­ losen Abschreckvorganges konstant. Um über die gesamte radiale Breite der Schmelzenschicht 26 (des Schmelzen­ bandes) betrachtet eine gleichmäßige Dicke des aufge­ tragenen Schmelzenmaterials zu gewährleisten, wird die Schmelzenflußrate aus der Schlitzdüse 20 von der Kühl­ flächenmitte aus linear erhöht. Dies wird durch die Ausbildung der Schlitzöffnung 22 erreicht, die mit zu­ nehmendem Abstand vom Kühlflächenmittelpunkt breiter wird.The melt flow from the slot nozzle 20 to the cooling surface 10 remains constant throughout the in principle endless quenching process. In order to ensure a uniform thickness of the melt material applied across the entire radial width of the melt layer 26 (of the melt belt), the melt flow rate from the slot nozzle 20 is increased linearly from the center of the cooling surface. This is achieved by the formation of the slot opening 22 , which becomes wider as the distance from the center of the cooling surface increases.

Auf der Kühlfläche 10 der mit Wasser auf z.B. ca. 20°C oder mit flüssigem Stickstoff auf z.B. -200°C gekühl­ ten Scheibe 12 wird die aufgetragene Schmelzenschicht schnell abgeschreckt, wobei die Wärmeenergie der Schmelzenschicht zur Kühlscheibe 12 abfließt. Nach einer Umdrehung der Scheibe 12 ist die Schmelzenschicht in ihrem Anfangsbereich nahezu wieder auf die Ausgangs­ temperatur der Kühlfläche 10 abgekühlt. Somit ist ge­ währleistet, daß die während der nächsten Umdrehung neu aufgetragene Schmelzenschicht fortlaufend mit der gleichen hohen Abschreckrate erstarrt. Folglich wird durch diesen Erstarrungsprozeß ein zylinderförmiger, schnell abgeschreckter, kompakter metallischer Werk­ stoff mit homogenem Gefüge hergestellt.The melt layer applied is quickly quenched on the cooling surface 10 of the disk 12 , which is cooled with water to, for example, approximately 20 ° C. or with liquid nitrogen to, for example, -200 ° C., the thermal energy of the melt layer flowing off to the cooling disk 12 . After one turn of the disk 12 , the melt layer is almost cooled back to the initial temperature of the cooling surface 10 in its initial region. This ensures that the melt layer newly applied during the next revolution solidifies continuously with the same high quenching rate. Consequently, this solidification process produces a cylindrical, quickly quenched, compact metallic material with a homogeneous structure.

Wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, erstreckt sich die Düse 20 nicht bis zum Mittelpunkt (Rotations­ achse 14) der Kühlfläche 10. Während des Abschreck­ prozesses entsteht damit auf der Kühlfläche 10 ein er­ starrtes Material in Form eines Hohlzylinders, der schichtweise aufgetragen ist. Die Hohlzylinderform hat den Vorteil, daß auch im Bereich des inneren Durch­ messers des Hohlzylinders die Wärmeenergie der Schmelzenschicht schnell zur Scheibe 12 bzw. zum be­ reits erstarrten oder erstarrenden Material abgeführt wird, womit die Schmelzenschicht sowohl im inneren als auch im äußeren Durchmesserbereich des Hohlzylinders gleichermaßen schnell abkühlt.As can be seen in FIGS. 2 and 3, the nozzle 20 does not extend to the center (axis of rotation 14 ) of the cooling surface 10 . During the quenching process arises on the cooling surface 10 a rigid material in the form of a hollow cylinder, which is applied in layers. The hollow cylinder shape has the advantage that even in the area of the inner diameter of the hollow cylinder, the thermal energy of the melt layer is rapidly dissipated to the disk 12 or to the already solidified or solidifying material, so that the melt layer in both the inner and the outer diameter area of the hollow cylinder equally cools down quickly.

Die Länge der Schlitzdüsenöffnung 22 bestimmt die Breite der Schmelzenschicht 26 und damit den Durch­ messer des in Form eines Hohlzylinders auf der Kühl­ fläche 10 aufwachsenden schnell abgekühlten Metalls. Die Dicke der Schmelzenschicht wird durch den Abstand der schlitzförmigen Öffnung 22 der Schlitzdüse 20 von der Kühlfläche 10 bzw. von der darauf aufgewachsenen Metallschicht bestimmt. Ferner hängt die Dicke der Schmelzenschicht von der Schmelzflußrate und der Rota­ tionsgeschwindigkeit der Scheibe 12 ab. Die Dicke der Schmelzenschicht bestimmt wiederum weitgehend die Ab­ kühlrate der Metallschmelze. Bei dem in Rede stehenden Erstarrungsprozeß ist sie besonders hoch, da die Schmelzenschicht von einer Kühlunterlage aus dem gleichen Material abgeschreckt wird. The length of the slot nozzle opening 22 determines the width of the melt layer 26 and thus the diameter of the growing surface in the form of a hollow cylinder on the cooling surface 10 rapidly cooled metal. The thickness of the melt layer is determined by the distance of the slot-shaped opening 22 of the slot nozzle 20 from the cooling surface 10 or from the metal layer grown thereon. Furthermore, the thickness of the melt layer depends on the melt flow rate and the rotation speed of the disk 12 . The thickness of the melt layer in turn largely determines the cooling rate of the molten metal. In the solidification process in question, it is particularly high since the melt layer is quenched by a cooling pad made of the same material.

Nach Beendigung des Abschreckvorganges liegt das schnell erstarrte Metall in Form eines Hohlzylinders je nach Ausführung der Vorrichtung bis zu einigen Dezi­ metern Höhe und bis zu einigen Dezimetern Außendurch­ messer vor. Der Innendurchmesser des Hohlzylinders be­ trägt einige Zentimeter. Das Material weist eine hohe Dichte (geringe Porosität) auf, da es schichtweise auf die Kühlunterlage aufgetragen wird und damit schicht­ weise abkühlt. Das erstarrte Material liegt als gut handhabbarer Materialblock vor, dessen Form zur Weiter­ verarbeitung gut geeignet ist.After the quenching process is complete quickly solidified metal in the form of a hollow cylinder ever after execution of the device up to a few deci meters in height and up to a few decimeters outside knife before. The inside diameter of the hollow cylinder be bears a few centimeters. The material has a high Density (low porosity) because it is layered on the cooling pad is applied and thus layered cools wisely. The solidified material lies as well manageable block of material before, its shape for further processing is well suited.

In den Fig. 4 und 5 ist eine Variante der zuvor be­ schriebenen Vorrichtung dargestellt; dabei sind die der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In Figs. 4 and 5 a variant of the previously be registered device is shown; the parts corresponding to the device according to FIGS. 1 to 3 are provided with the same reference numerals.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Variante wird die Abkühlrate durch Einsatz einer Kühlfolie 28 weiter erhöht. Die flexible Kühlfolie 28 wird synchron mit der Scheibe 12 um die Rotationsachse 14 gedreht. Der Drehantrieb für die Kühlfolie 28 ist in den Figuren nicht dargestellt. Die Kühlfolie weist einen sich parallel zur Kühlfläche 10 erstreckenden Bereich auf, in dem sie von oben auf der Schmelzenschicht 26 auf­ liegt. Dieser parallele Bereich der Kühlfolie 28 er­ streckt sich über den Drehbereich der Scheibe 12, durch den die Schmelzenschicht - vom Auftragen auf die Kühl­ fläche gerechnet - während der ersten Hälfte einer Um­ drehung transportiert wird. Im restlichen Bereich ist die Kühlfolie 28 von der Scheibe 12 weggebogen, wobei sie im spitzen Winkel zur Kühlfläche 10 verläuft. In diesem Bereich wird die Kühlfolie 28 auf der der Kühl­ fläche 10 zugewandten Unterseite von einer Halteplatte 30 untergriffen, die an einem (nicht dargestellten) Gestell oder Gehäuse der Vorrichtung befestigt ist. In dem von der Kühlfläche 10 und dem abgewinkelten Bereich der Kühlfolie 28 gebildeten Raum ist der Tiegel 16 an­ geordnet, und zwar derart, daß die Schlitzdüse 20 so weit wie möglich in den schmaler werdenden Zwischenraum zwischen Kühlfläche 10 und Kühlfolie 28 eingetaucht ist. Die Kühlfolie 28 ist im Übergangsbereich zwischen ihrem parallel verlaufenden und ihrem winklig ver­ laufenden Teil durch Niederhalter gehalten, die sich parallel zur Schlitzdüse erstrecken. Die Niederhalter sind als zwei sich diametral gegenüberliegende Walzen 32 ausgebildet, deren Achsen am (nicht dargestellten) Gestell bzw. Gehäuse der Vorrichtung angebracht sind. Die zentriert gehaltene Kühlfolie 28 dreht sich syn­ chron mit der Scheibe 12, so daß die über die Düse 20 auf die Kühlfläche 10 aufgebrachte Schmelzenschicht oben und unten von Kühlflächen eingeschlossen ist. Zur Verbesserung der Kühlungseigenschaften der Kühlfolie 28 wird diese in ihrem von der Scheibe 12 winklig abstehen­ den Bereich durch eine Kühlvorrichtung (nicht darge­ stellt) gekühlt. Ferner wird durch Anpressung der Kühl­ folie 28 die Oberfläche der Schmelzenschicht 26 glatter.In the variant shown in FIGS . 4 and 5, the cooling rate is further increased by using a cooling film 28 . The flexible cooling film 28 is rotated synchronously with the disk 12 about the axis of rotation 14 . The rotary drive for the cooling film 28 is not shown in the figures. The cooling film has a region extending parallel to the cooling surface 10 , in which it lies on the melt layer 26 from above. This parallel area of the cooling film 28 it extends over the rotating area of the disc 12 through which the melt layer - calculated from the application to the cooling surface - is transported during the first half of a rotation. In the remaining area, the cooling film 28 is bent away from the pane 12 , wherein it runs at an acute angle to the cooling surface 10 . In this area, the cooling film 28 is gripped on the underside of the cooling surface 10 by a holding plate 30 which is attached to a (not shown) frame or housing of the device. In the space formed by the cooling surface 10 and the angled area of the cooling film 28 , the crucible 16 is arranged in such a way that the slot nozzle 20 is immersed as far as possible in the narrowing space between the cooling surface 10 and the cooling film 28 . The cooling film 28 is held in the transition region between its parallel and its angularly running part by holding-down devices which extend parallel to the slot nozzle. The hold-down devices are designed as two diametrically opposed rollers 32 , the axes of which are attached to the frame or housing (not shown) of the device. The centered cooling film 28 rotates synchronously with the disk 12 , so that the melt layer applied to the cooling surface 10 via the nozzle 20 is enclosed at the top and bottom by cooling surfaces. To improve the cooling properties of the cooling film 28 , this is cooled in its angularly projecting area from the pane 12 by a cooling device (not shown). Furthermore, by pressing the cooling film 28, the surface of the melt layer 26 is smoother.

Die Kühlfolie 28 besteht aus einem Material mit guter Wärmeleitung, damit die Wärmeenergie der Schmelzen­ schicht möglichst schnell an die Kühlfolie abgeführt wird. Die Kühlfolie 28 weist eine gewisse Verformbar­ keit auf, damit sie bei Drehung um die Rotationsachse 14 den in Fig. 5 dargestellten Verlauf gewährleistet. Als Kühlfolie kommt z.B. eine 100 µm dicke Kupferfolie in Betracht.The cooling film 28 consists of a material with good heat conduction, so that the thermal energy of the melt layer is dissipated as quickly as possible to the cooling film. The cooling film 28 has a certain deformability so that it ensures the course shown in Fig. 5 when rotating about the axis of rotation 14 . A 100 µm thick copper foil can be used as the cooling foil.

Claims (15)

1. Verfahren zum Abschrecken einer Metallschmelze, bei dem die Metallschmelze (18) aus einem Auslaß (20) heraus auf eine bewegte Kühlfläche (10) auf­ getragen wird, auf der sie erstarrt, während die Kühlfläche (10) um eine Rotationsachse (14) gedreht wird, die senkrecht zur Kühlfläche (10) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze in mehreren einander über­ lagernden Schichten aufgetragen wird, wobei jeweils die untere Schicht kühlend auf die auf ihr erstarrende obere Schicht einwirkt, und daß der Abstand vom Auslaß (20) zur Kühlfläche (10) pro Umdrehung der Kühlfläche (10) vergrößert wird.1. A method for quenching a molten metal, in which the molten metal ( 18 ) is carried out of an outlet ( 20 ) onto a moving cooling surface ( 10 ), on which it solidifies, while the cooling surface ( 10 ) about an axis of rotation ( 14 ) is rotated, which runs perpendicular to the cooling surface ( 10 ), characterized in that the molten metal is applied in several superimposed layers, the lower layer cooling in each case acting on the upper layer which solidifies on it, and in that the distance from the outlet ( 20 ) is increased to the cooling surface ( 10 ) per revolution of the cooling surface ( 10 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand vom Auslaß (20) zur Kühlfläche (10) pro Umdrehung um die Dicke der erstarrenden Schmelzenschicht (26) vergrößert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the distance from the outlet ( 20 ) to the cooling surface ( 10 ) per revolution by the thickness of the solidifying melt layer ( 26 ) is increased. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Kühlfläche (10) die Stirnfläche eines sich um seine Längsachse (14) drehenden Kühl­ zylinders verwendet wird und daß die Schmelzen­ schicht über eine sich radial zum Umfang der Stirn­ fläche hin erstreckende Schlitzdüse (20) aufge­ bracht wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the end face of a rotating cylinder about its longitudinal axis ( 14 ) is used as the cooling surface ( 10 ) and that the melt layer extends over a radially extending to the circumference of the end face Slot nozzle ( 20 ) is brought up. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitzdüsenöffnung (22) mit zunehmendem Abstand vom Mittelpunkt der Stirn­ fläche linear zunimmt. 4. The method according to claim 3, characterized in that the width of the slot nozzle opening ( 22 ) increases linearly with increasing distance from the center of the end face. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kühlfläche (10) - in deren Rotationsrichtung (24) betrachtet - vor dem Aufbringen der Metallschmelze (18) Dispersoide zugeführt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling surface ( 10 ) - viewed in the direction of rotation ( 24 ) - are supplied with dispersoids before the metal melt ( 18 ) is applied. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Metallschmelze (18) vom Auftragen auf die Kühlfläche (10) an bis zur Erstarrung in einem Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre befindet.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the molten metal ( 18 ) from application to the cooling surface ( 10 ) to solidification in a vacuum or in a protective gas atmosphere. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß auf die auf der Kühl­ fläche (10) befindliche erstarrende Schmelzen­ schicht eine Kühlfolie (28) aufgelegt wird, die synchron mit der Kühlfläche (10) gedreht wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that on the cooling surface ( 10 ) located solidifying melt layer a cooling film ( 28 ) is placed, which is rotated synchronously with the cooling surface ( 10 ). 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7, mit einer bewegbaren Kühlfläche (10) und einem im Abstand zur Kühl­ fläche (10) angeordneten Auslaß (20), aus dem die Metallschmelze (18) austritt, wobei die Kühlfläche (10) um eine Rotationsachse (14) drehend antreib­ bar ist, die senkrecht zur Kühlfläche (10) ver­ läuft, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum axialen Bewegen der Kühl­ fläche (10) oder des Auslasses (20) vorgesehen ist, durch die der Abstand der Kühlfläche (10) zum Auslaß (20) in Abhängigkeit von der Drehung der Kühlfläche (10) vergrößerbar ist.8. Device for performing the method according to one of claims 1-7, with a movable cooling surface ( 10 ) and a spaced from the cooling surface ( 10 ) arranged outlet ( 20 ) from which the molten metal ( 18 ) emerges, the cooling surface ( 10 ) around an axis of rotation ( 14 ) is drivable and runs perpendicular to the cooling surface ( 10 ), characterized in that a device for axially moving the cooling surface ( 10 ) or the outlet ( 20 ) is provided, through which the distance between the cooling surface ( 10 ) and the outlet ( 20 ) can be increased as a function of the rotation of the cooling surface ( 10 ). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Sensoren zur Ermittlung des Ab­ standes der Kühlfläche (10) zum Auslaß (20) vor­ gesehen sind, die die Axialbewegung der Kühlfläche (10) derart steuern, daß sich die Kühlfläche pro Umdrehung um die Dicke der erstarrenden Schmelzen­ schicht vom Auslaß (20) entfernt.9. The device according to claim 8, characterized in that sensors for determining the state from the cooling surface ( 10 ) to the outlet ( 20 ) are seen before, which control the axial movement of the cooling surface ( 10 ) such that the cooling surface per revolution the thickness of the solidifying melt layer away from the outlet ( 20 ). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Axialbewegung der Kühlfläche (10) kontinuierlich erfolgt.10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the axial movement of the cooling surface ( 10 ) takes place continuously. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Axialbewegung der Kühlfläche (10) schrittweise erfolgt.11. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the axial movement of the cooling surface ( 10 ) takes place gradually. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfläche (10) die Stirnfläche eines Kühlzylinders ist.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the cooling surface ( 10 ) is the end face of a cooling cylinder. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auslaß als Schlitzdüse (20) aus­ gebildet ist, die radial zur Stirnfläche des Kühl­ zylinders angeordnet ist und deren Schlitzbreite zum Umfang der Stirnfläche hin linear zunimmt.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the outlet is formed as a slot nozzle ( 20 ), which is arranged radially to the end face of the cooling cylinder and the slot width increases linearly to the circumference of the end face. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine synchron mit der Kühlfläche (10) angetriebene Kühlfolie (28) vorge­ sehen ist, die in einem sich parallel zur Kühl­ fläche (10) erstreckenden Bereich auf der Schmelzenschicht aufliegt und in einem abgebogenen Bereich in einem spitzen Winkel zur Kühlfläche (10) verläuft.14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that a synchronously with the cooling surface ( 10 ) driven cooling film ( 28 ) is easily seen, which rests in a parallel to the cooling surface ( 10 ) extending area on the melt layer and extends in a bent area at an acute angle to the cooling surface ( 10 ). 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Knickbereich der Kühlfolie (28) der Auslaß (20) angeordnet ist.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the outlet ( 20 ) is arranged in the kink region of the cooling film ( 28 ).
DE19893921129 1989-06-28 1989-06-28 Rapid quenching of metal melt - involves running molten metal out of nozzle onto cold rotating disc Expired - Lifetime DE3921129C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893921129 DE3921129C1 (en) 1989-06-28 1989-06-28 Rapid quenching of metal melt - involves running molten metal out of nozzle onto cold rotating disc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893921129 DE3921129C1 (en) 1989-06-28 1989-06-28 Rapid quenching of metal melt - involves running molten metal out of nozzle onto cold rotating disc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3921129C1 true DE3921129C1 (en) 1991-02-21

Family

ID=6383746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19893921129 Expired - Lifetime DE3921129C1 (en) 1989-06-28 1989-06-28 Rapid quenching of metal melt - involves running molten metal out of nozzle onto cold rotating disc

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3921129C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014011248U1 (en) 2013-05-17 2018-10-25 G. Rau Gmbh & Co. Kg Device for remelting and / or remelting of metallic materials, in particular nitinol, and corresponding semi-finished products

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4155397A (en) * 1978-05-05 1979-05-22 General Electric Company Method and apparatus for fabricating amorphous metal laminations for motors and transformers
US4281706A (en) * 1978-12-22 1981-08-04 General Electric Company Method of making helical metallic ribbon for continuous edge winding applications
US4380572A (en) * 1978-12-22 1983-04-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Patterned helical metallic ribbon for continuous edge winding applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4155397A (en) * 1978-05-05 1979-05-22 General Electric Company Method and apparatus for fabricating amorphous metal laminations for motors and transformers
US4281706A (en) * 1978-12-22 1981-08-04 General Electric Company Method of making helical metallic ribbon for continuous edge winding applications
US4380572A (en) * 1978-12-22 1983-04-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Patterned helical metallic ribbon for continuous edge winding applications

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014011248U1 (en) 2013-05-17 2018-10-25 G. Rau Gmbh & Co. Kg Device for remelting and / or remelting of metallic materials, in particular nitinol, and corresponding semi-finished products
US10422018B2 (en) 2013-05-17 2019-09-24 G. Rau Gmbh & Co. Kg Method and device for remelting and/or remelt-alloying metallic materials, in particular Nitinol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4106605C2 (en) Process for the one-piece production of a solid, solidified amorphous alloy material and device for carrying out the process
DE3617608C2 (en)
DE2550140A1 (en) DEVICE FOR CASTING OXIDIC ABRASIVE DISCS
EP0440275B1 (en) Process for making monotectic alloys
EP0111728A2 (en) Method of and device for producing products in the shape of strips or foils
DE3341184A1 (en) Process for the production of ultrafine solid metal particles
DE3938234C2 (en)
WO1996008360A1 (en) Process for producing a three-dimensional object
DE3921129C1 (en) Rapid quenching of metal melt - involves running molten metal out of nozzle onto cold rotating disc
DE1805300B2 (en) DEVICE FOR THE PRODUCTION OF GRIDS FOR ACCUMULATORS
DE3627196C2 (en)
WO1991007518A2 (en) Process and device for producing a laminated material for sliding elements
DE2553131A1 (en) SHOULDING GOODS FROM SECTIONS OF METAL FOR THE PRODUCTION OF METAL POWDER FOR POWDER METALLURGICAL PURPOSES AND METHODS FOR MANUFACTURING THE SHOEING GOODS
EP0594633B1 (en) Process and device for producing metal strip and laminates
DE2653170A1 (en) METHOD FOR CONTINUOUSLY POURING MOLTEN METAL AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METAL
DE2263268B2 (en) METHOD OF MANUFACTURING ALUMINUM LEAD ALLOYS
DE1508800C2 (en) Use of the continuous casting mold for very high-melting materials
DE2156382C3 (en) Method for guiding a layer of slag floating on the bath level within a continuous casting mold
DE2950406A1 (en) Casting wheel for mfg. metal strip - where gas jet produces smooth cast surface, esp. on amorphous metal strip made of iron-nickel-boron-silicon alloys
DE2057862C3 (en) Method and device for producing a metal powder
DE3447557C2 (en) Device for producing a hollow cylinder by atomizing a metal melt by means of gas atomization, as well as such a hollow cylinder
DE2553076A1 (en) METAL POWDER FOR SINKED PARTS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING
DE3028957C2 (en) Method and device for continuous casting of battery grids
DE3827266C2 (en)
DE603243C (en) Method and device for the production of hollow bodies or solid bodies in centrifugal casting molds rotating around the vertical axis

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee