專利名稱：利用金屬粉末的球狀顆粒加工金屬纖維的方法和實現這種方法的設備的制作方法
本項發明屬于粉末冶金的范圍，更準確說，屬于用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法和實現這種方法的設備。
這項發明可以成功地用來制作液體和氣體的過濾器、催化劑，熱力管道的多孔毛細管結構，機械振動的減震器、聲音振動的消音器，以及其它制品。
現今的粉末冶金技術不斷地提高對于用粉末制作的制品的質量要求，所說的質量要求有制品的機械強度、過濾特性、毛細管特性、多孔制品的表面系數值。
因此，采用金屬纖維來代替金屬粉末是有良好前景的。但是，制作金屬纖維的現代工藝要消耗很多的材料。這個問題在用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維時可以利用顆粒的變形加以解決。利用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的現有方法，不能保證將纖維顯著地加以延長，從而不能充分利用這種方法的優越性。
已知一種利用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法(FR，B，2512707)，這種方法的實現要通過如下的途徑送入金屬粉末的球狀顆粒，在球狀顆粒沿工藝流程的走向移動時，利用拉伸作用使其變形并形成圓柱狀纖維，對所形成的圓柱狀纖維加以扭轉，然后將這種圓柱狀纖維卸下。
還知道一種用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的設備(FR，B，2512707)，這種設備實現了用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，并且裝有變形器具和驅使轉動的裝置，變形器具含有主滾壓面和副滾壓面，兩滾壓面相對地安裝著，并且在它們之間能夠滾壓金屬粉末的球狀顆粒，而驅使轉動的裝置用機械方法與變形器具加以連接。
但是，在需要制作具有較大延長值的金屬纖維的情況下，利用這種方法和實現該方法的設備，在形成金屬纖維的過程中，要求增大拉伸力和扭轉力，這樣可能導致損壞金屬纖維的形狀，降低金屬纖維的機械特性，以及破壞其完整性。
本項發明的基本任務是制定一種利用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，以及研制一種利用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的設備，在該設備內變形器具含有主副兩滾壓面，這種方法要增加這樣的工序，而兩滾壓面要這樣制作，使得能夠對所要形成的金屬纖維作用以附加力，而不損壞金屬纖維的形狀，不降低其機械特性和不破壞其完整性。
這個任務可以這樣來完成，用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法要通過如下的途徑送入金屬粉末的球狀顆粒，在球狀顆粒沿工藝流程的走向移動時，利用拉伸作用使其變形，并形成圓柱狀纖維，對所形成的圓柱狀纖維加以扭轉，然后將這種圓柱狀纖維卸下，根據本項發明，在這種方法內，對要形成的圓柱狀纖維進行拉伸和扭轉作用的同時，對每一圓柱狀纖維至少要實行一次橫向彎曲。
這項任務也可這樣達到，利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，該設備包含有變形器具和用機械方法與變形器具進行連接的驅使轉動的裝置，根據本項發明，在該設備內，變形器具主滾壓面的母線是曲線，并且具有正曲率半徑。
用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備內，使變形器具副滾壓面的母線是曲線是適當的。
用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備內，使變形器具副滾壓面的曲母線具有負曲率半徑是所希望的。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備上現有的用輥子和圓盤組成的變形器具內，使輥子表面制作成為凸形的，并且用來作為主滾壓面是合理的。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備內，使變形器具另外還含有固定在圓盤表面上的橡膠墊片是重要的，上述的圓盤表面要安置得對著輥子的凸曲面。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備內，使變形器具另外還含有固定在橡膠墊片上的金屬彈性墊片也是適當的，並且對著輥子凸表面的金屬彈性墊片的表面用來作為副滾壓面。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，在該設備內，使得變形器具的金屬彈性墊片制作成波紋形的也是所希望的。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備內，使得變形器具橡膠墊片的表面復現變形器具上具有波紋形的金屬彈性墊片的形狀也是合理的。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備上現有的用兩個輥子組成的變形器具內，將輥子的一個表面制作為凸形的，而另一個為凹形的，并且用這兩個表面分別作為主滾壓面和副滾壓面也是重要的。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，在該設備內，使得變形器具的一個輥子制作為空心的也是有利的，并且輥子上的凹曲面是其內表面，并且該輥子用其凹形內表面包圍著變形器具的另一輥子的凸曲面。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的設備來實現從金屬粉末的球狀顆粒制作成金屬纖維的方法，而在該設備內，使得變形器具的兩只輥子的縱軸線為交錯的是更適當的。
本項發明在每次彎曲時可以實現大于纖維層厚度二分之一的伸長作用，并且在進行隨后的彎曲時，可以實現伸長增量的疊加，這樣就可以增大所得到的金屬纖維的伸長度。
下面用具體實施這項發明實例的說明和附圖對本項發明加以解釋，在這些附圖中
圖1，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該簡圖為局部縱剖面圖;
圖2表示沿圖1上箭頭A方向的視圖;
圖3，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該運動簡圖如圖1上的，並裝有帶波紋形的金屬墊片，該簡圖為局部縱剖面圖;
圖4表示沿圖3上箭頭B方向的視圖;
圖5，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該運動簡圖上含有兩只錐形輥子;
圖6，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該運動簡圖如圖5上的，並且兩只錐形輥子的縱軸線是相交的;
圖7，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該運動簡圖包含有兩只柱形輥子;
圖8，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該運動簡圖類似于圖7上的，並且含有縱軸線相交的兩只輥子;
圖9，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該運動簡圖類似于圖7上的，並含有一只空心輥子，該空心輥子包圍著另一輥子;
圖10，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該運動簡圖類似于圖9上的，並含有縱軸線交錯成直角的兩只輥子，此簡圖為局部縱剖面圖;
圖11表示沿圖10上箭頭C方向的視圖;
圖12，根據本項發明，表示利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所具有的運動簡圖，該設備實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該運動簡圖類似于圖9上的，並且含有縱軸線交錯成銳角的兩只輥子，此簡圖為局部縱剖面圖;
圖13表示沿圖11上ⅩⅢ-ⅩⅢ線方向的剖面。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法是這樣的，送入金屬粉末的球狀顆粒，當球狀顆粒沿工藝流程的走向移動時，借助于拉伸作用將其變形，以形成圓柱狀纖維。然后對所形成的圓柱狀纖維施加以扭轉作用。與進行拉伸和扭轉作用的同時，至少對每一圓柱狀纖維實施一次橫向彎曲，然后將圓柱狀纖維卸下來。
利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法，該設備包含有已知的變形器具1(圖1)，該器具用輥子2和圓盤3組成，兩者被安置得相互對著，并且能夠在它們之間滾壓金屬粉末的球狀顆粒。利用具有正曲率半徑的曲母線形成輥子2的表面4(圖1、2)，并且表面4是變形器具1的主滾壓面4。在對著輥子2的凸表面4安置的圓盤3的表面上安放有橡膠墊片5(圖1)，而在墊片5上置放有金屬彈性墊片6。在形成金屬纖維8的時刻，金屬墊片6的彈性在墊片6的表面7將造成一個副表面9(圖1)，該副表面具有負曲率半徑的曲母線。圓盤3的軸線10和輥子2的軸線11用機械方法與驅動裝置12進行連接。
按照另外一種實施方案，利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維，在該設備內，金屬彈性墊片13(圖3、4)制作成波紋形的，而橡膠墊片5將復現墊片13的外形。該設備的構造在其它方面類似于上述的方案。
還可按照一種實施方案，利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備包含有兩只錐形輥子14、15(圖5)，相應于兩只輥子的縱軸線16、17彼此是平行的。錐形輥子14的表面18用具有正曲率半徑的曲母線(凸曲線)來形成，并且該表面18是變形器具1的主滾壓面18。錐形滾子15的表面19由具有負曲率半徑的曲母線(凹曲線)來形成，并且該表面19是變形器具1的副滾壓面。相應于兩輥子14、15的軸線16、17用機械方法與驅動裝置20加以連接。
還可以按照又一種實施方案，利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，除去相應于兩只輥子14、15的軸線16、17(圖6)彼此組成一個角度外，該設備的構造相似于圖5上所示的設備的構造。
另外還可以按照一種實施方案，利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備包含有兩只柱形輥子21、22(圖7)，兩只輥子相應的表面23、24，分別由具有正(凸曲線)曲率半徑和負(凹曲線)曲率半徑的曲母線來形成。該設備的構造在其它方面相似于圖5上所示的設備的構造。
還可再按照另一種實施方案，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備的構造除去相應于兩只輥子21、22的軸線16、17(圖8)相互組成一個夾角外，均相似于按圖7所實施的那種設備的構造。
還可再按照又一種實施方案，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備含有兩只柱形輥子25、26(圖9)。輥子25制作成空心的，其內表面27由具有負曲率半徑的曲母線(凹曲線)來形成，并且是變形器具1的副滾壓面27。輥子26位于輥子25的內部，其表面28由具有正曲率半徑的曲母線(凸曲線)來形成，并且是變形器具1的主滾壓面28。相應于兩只輥子25、26的軸線29、30彼此偏移一個距離，該距離由所要形成的纖維8的直徑來確定。相應于兩只輥子25、26的軸線29、30用機械方法與驅動裝置31相連接。
按照倒數第二種實施方案，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備的構造除去相應于兩只輥子25、26(圖10、11)的軸線29、30(圖10)交錯成直角以外，均相似于按圖9所實施的那種設備的構造。
按照最后一種實施方案，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備的構造除去相應于兩只輥子25、26(圖12、13)的兩軸線29、30(圖12)交錯成銳角以外，均相似于按照圖9所實施的那種設備的構造。
根據圖1和圖2，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按下述方式進行工作。
啟動驅使轉動的裝置12，向變形器具1的輥子2和圓盤3這樣傳遞回轉運動，使得輥子2的凸表面4逆著金屬彈性墊片6的表面7的轉向進行移動。在形成金屬纖維8的時候，將金屬粉末的球狀顆粒送入輥子2的凸曲面4和在墊片6的表面7上所要形成的凹曲面9之間的間隙。滾壓所要形成的纖維8的圓周速度的不均勻性，在進行拉伸作用的同時會產生對纖維8的扭曲作用。由凸面4和凹曲面9所形成的曲線形間隙，還會額外地引起纖維8的橫向彎曲，即在所要形成的纖維8上增加一種附加力，這種附加力可以增加纖維8的伸長度，而不損壞其外形，不降低其機械特性，并且不破壞其完整性。
按照圖3、4，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按照相似于上述設備的方式進行工作。金屬彈性墊片13上的波紋將引起纖維8的多次彎曲。這樣可導致更多地增加纖維8的伸長度。
按照圖5，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按下述方式進行工作。
啟動驅動裝置20，向變形器具1的錐形輥子14和15這樣傳遞回轉運動，使得輥子14的凸表面18逆著輥子15凹曲面19的轉向進行移動。將金屬粉末的球狀顆粒送入輥子14的凸曲面18和輥子15的凹曲面19之間的間隙。在其它方面，該設備將按照圖1和2上的設備那樣工作。
按照圖6，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按相似于上述的方式進行工作。輥子14和15的縱軸線16和17的相交，將增大纖維8端頭處的圓周速度的差值。這樣會引起更多地扭轉纖維8，從而可以改善纖維質量。
按照圖7，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按照相似于圖5上的設備那樣工作。在柱形輥子14和15上制作出凸曲面18和凹曲面19，可以在不改變曲率半徑的情況下增加這些輥子的長度，從而能夠同時加工更多數量的球狀顆粒，即可以提高設備的生產率。
按照圖8，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按照相似于圖6上的設備那樣工作，另外，此設備還具有圖6和圖7上所示設備的優點。
根據圖9，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按照類似于圖7上的設備那樣工作。輥子26安置在輥子25的內部，這樣可以增加纖維8加工區的長度，從而增加纖維8在加工區的停留時間，因此可以增大纖維的伸長度。
根據圖10和11，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按照相似于圖9上的設備那樣工作。將輥子25和26布置得使其相應的兩根軸線29和30交錯成直角，這樣可以實現由輥子26的轉動所引起的沿纖維8縱軸線的切向變形，從而可以更多地增加纖維8的伸長度。
根據圖12和13，用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備來實現用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法，該設備按照類似于圖10和11上所述的方式進行工作。將輥子25和26布置得使其相應的軸線29和30交錯成銳角，這樣除去沿纖維8的縱軸線實現切向變形外，還可以增加纖維8留在加工區的時間，從而能夠更多地增加纖維的伸長度。
本項發明允許在纖維具有較大伸長的情況下，制作出較細的金屬纖維。
權利要求
1.通過如下的途徑來實現用金屬粉末的球狀顆粒加工成金屬纖維的方法；送入金屬粉末的球狀顆粒，當球狀顆粒沿著工藝流程的走向移動時，利用拉伸作用將這些顆粒進行變形，以形成圓柱狀纖維(8)，並對所要形成的圓柱狀纖維(8)進行扭轉，然后將圓柱狀纖維(8)卸下，該方法的特點是，對所要形成的圓柱狀纖維(8)進行拉伸和扭轉作用的同時，使每一圓柱狀纖維(8)至少要實施一次橫向彎曲。
2.本設備將實現權利要求1中的制作金屬纖維的方法，并且含有變形器具(1)和驅使轉動的裝置(12、20、31)，變形器具(1)包含主滾壓面(4、18、28)和副滾壓面(9、19、27)，兩滾壓面布置得相互對著，并且能夠在它們之間滾壓金屬粉末的球狀顆粒，而驅使轉動的裝置(12、20、31)用機械方法與變形器具(1)相連接，該設備的特點是，變形器具(1)的主滾壓面(4、18、28)的母線是曲線，并且具有正曲率半徑。
3.根據權利要求2，本設備的特點是，變形器具(1)的副滾壓面(9、19、27)的母線是曲線。
4.根據權利要求3，本設備的特點是，變形器具(1)的副滾壓面(9、19、27)的曲母線具有負曲率半徑。
5.根據權利要求2，本設備的特點是，在已知的用輥子(2)和圓盤(3)組成的變形器具(1)中，輥子(2)的表面(4)制作成凸形的，并且用來作為主滾壓面(4)。
6.根據權利要求5，本設備的特點是，其中的變形器具(1)另外還含有固定在圓盤(3)的表面上的橡膠墊片(5)，圓盤(3)的表面要布置得對著輥子(2)的凸表面(4)。
7.根據權利要求6，本設備的特點是，其中的變形器具(1)另外還含有固定在橡膠墊片(5)上的金屬彈性墊片(6)，金屬彈性墊片(6)的表面(7)對著輥子(2)的凸表面(4)，并且用來作為副滾壓面(9)。
8.根據權利要求7，本設備的特點是，其中的變形器具(1)的金屬彈性墊片(13)制作成波紋形的。
9.根據權利要求8，本設備的特點是，其中變形器具(1)的橡膠墊片(5)的表面復現變形器具(1)的具有波紋形的金屬彈性墊片(13)。
10.根據權利要求4，本項設備的特點是，在已知的由兩只輥子(14、15和21、22)組成的變形器具(1)內，一只輥子的表面制作成凸形的(18、23)，而另一只輥子的表面制作成凹形的(19、24)，并且兩表面分別用來作為主滾壓面(18、23)和副滾壓面(19、24)。
11.根據權利要求10，本設備的特點是，其中變形器具(1)的一只輥子(25)制作為空心的，輥子上的凹曲面是其內表面(27)，并且該輥子以其凹形內曲面(27)包圍著變形器具(1)的另一只輥子(26)的凸曲面(28)。
12.根據權利要求11，本設備的特點是，在該設備內相應于變形器具(1)的兩只輥子(25、26)的縱軸線(29、30)是交錯的。
全文摘要
利用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的設備所實現的用金屬粉末的球狀顆粒制作金屬纖維的方法是這樣的，在變形器具(1)的主滾壓面(4)和副滾壓面(9)之間送入金屬粉末的球狀顆粒，此主滾壓面的母線是曲線，且具有正曲率半徑。利用拉伸、扭轉和至少一次彎曲作用同時使球狀顆粒進行變形。然后將圓柱狀纖維卸下。
文檔編號B22F1/00GK1054732SQ9010134
公開日1991年9月25日 申請日期1990年3月14日 優先權日1989年5月31日
發明者亞厲山大·瓦·斯蒂帕年科, 弗拉基米爾·格·佛依托夫, 阿那多列·瓦·茲凡列夫, 亞厲山大·伊·凱姆謝夫 申請人:白俄羅斯工學院