专利名称：利用金属粉末的球状颗粒加工金属纤维的方法和实现这种方法的设备的制作方法
本项发明属于粉末冶金的范围，更准确说，属于用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法和实现这种方法的设备。
这项发明可以成功地用来制作液体和气体的过滤器、催化剂，热力管道的多孔毛细管结构，机械振动的减震器、声音振动的消音器，以及其它制品。
现今的粉末冶金技术不断地提高对于用粉末制作的制品的质量要求，所说的质量要求有制品的机械强度、过滤特性、毛细管特性、多孔制品的表面系数值。
因此，采用金属纤维来代替金属粉末是有良好前景的。但是，制作金属纤维的现代工艺要消耗很多的材料。这个问题在用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维时可以利用颗粒的变形加以解决。利用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的现有方法，不能保证将纤维显著地加以延长，从而不能充分利用这种方法的优越性。
已知一种利用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法(FR，B，2512707)，这种方法的实现要通过如下的途径送入金属粉末的球状颗粒，在球状颗粒沿工艺流程的走向移动时，利用拉伸作用使其变形并形成圆柱状纤维，对所形成的圆柱状纤维加以扭转，然后将这种圆柱状纤维卸下。
还知道一种用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的设备(FR，B，2512707)，这种设备实现了用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，并且装有变形器具和驱使转动的装置，变形器具含有主滚压面和副滚压面，两滚压面相对地安装着，并且在它们之间能够滚压金属粉末的球状颗粒，而驱使转动的装置用机械方法与变形器具加以连接。
但是，在需要制作具有较大延长值的金属纤维的情况下，利用这种方法和实现该方法的设备，在形成金属纤维的过程中，要求增大拉伸力和扭转力，这样可能导致损坏金属纤维的形状，降低金属纤维的机械特性，以及破坏其完整性。
本项发明的基本任务是制定一种利用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，以及研制一种利用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的设备，在该设备内变形器具含有主副两滚压面，这种方法要增加这样的工序，而两滚压面要这样制作，使得能够对所要形成的金属纤维作用以附加力，而不损坏金属纤维的形状，不降低其机械特性和不破坏其完整性。
这个任务可以这样来完成，用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法要通过如下的途径送入金属粉末的球状颗粒，在球状颗粒沿工艺流程的走向移动时，利用拉伸作用使其变形，并形成圆柱状纤维，对所形成的圆柱状纤维加以扭转，然后将这种圆柱状纤维卸下，根据本项发明，在这种方法内，对要形成的圆柱状纤维进行拉伸和扭转作用的同时，对每一圆柱状纤维至少要实行一次横向弯曲。
这项任务也可这样达到，利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，该设备包含有变形器具和用机械方法与变形器具进行连接的驱使转动的装置，根据本项发明，在该设备内，变形器具主滚压面的母线是曲线，并且具有正曲率半径。
用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备内，使变形器具副滚压面的母线是曲线是适当的。
用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备内，使变形器具副滚压面的曲母线具有负曲率半径是所希望的。
利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备上现有的用辊子和圆盘组成的变形器具内，使辊子表面制作成为凸形的，并且用来作为主滚压面是合理的。
利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备内，使变形器具另外还含有固定在圆盘表面上的橡胶垫片是重要的，上述的圆盘表面要安置得对着辊子的凸曲面。
利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备内，使变形器具另外还含有固定在橡胶垫片上的金属弹性垫片也是适当的，並且对着辊子凸表面的金属弹性垫片的表面用来作为副滚压面。
利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，在该设备内，使得变形器具的金属弹性垫片制作成波纹形的也是所希望的。
利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备内，使得变形器具橡胶垫片的表面复现变形器具上具有波纹形的金属弹性垫片的形状也是合理的。
利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备上现有的用两个辊子组成的变形器具内，将辊子的一个表面制作为凸形的，而另一个为凹形的，并且用这两个表面分别作为主滚压面和副滚压面也是重要的。
利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，在该设备内，使得变形器具的一个辊子制作为空心的也是有利的，并且辊子上的凹曲面是其内表面，并且该辊子用其凹形内表面包围着变形器具的另一辊子的凸曲面。
利用金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的设备来实现从金属粉末的球状颗粒制作成金属纤维的方法，而在该设备内，使得变形器具的两只辊子的纵轴线为交错的是更适当的。
本项发明在每次弯曲时可以实现大于纤维层厚度二分之一的伸长作用，并且在进行随后的弯曲时，可以实现伸长增量的叠加，这样就可以增大所得到的金属纤维的伸长度。
下面用具体实施这项发明实例的说明和附图对本项发明加以解释，在这些附图中
图1，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该简图为局部纵剖面图;
图2表示沿图1上箭头A方向的视图;
图3，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该运动简图如图1上的，並装有带波纹形的金属垫片，该简图为局部纵剖面图;
图4表示沿图3上箭头B方向的视图;
图5，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该运动简图上含有两只锥形辊子;
图6，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该运动简图如图5上的，並且两只锥形辊子的纵轴线是相交的;
图7，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该运动简图包含有两只柱形辊子;
图8，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该运动简图类似于图7上的，並且含有纵轴线相交的两只辊子;
图9，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该运动简图类似于图7上的，並含有一只空心辊子，该空心辊子包围着另一辊子;
图10，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该运动简图类似于图9上的，並含有纵轴线交错成直角的两只辊子，此简图为局部纵剖面图;
图11表示沿图10上箭头C方向的视图;
图12，根据本项发明，表示利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所具有的运动简图，该设备实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该运动简图类似于图9上的，並且含有纵轴线交错成锐角的两只辊子，此简图为局部纵剖面图;
图13表示沿图11上ⅩⅢ-ⅩⅢ线方向的剖面。
利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法是这样的，送入金属粉末的球状颗粒，当球状颗粒沿工艺流程的走向移动时，借助于拉伸作用将其变形，以形成圆柱状纤维。然后对所形成的圆柱状纤维施加以扭转作用。与进行拉伸和扭转作用的同时，至少对每一圆柱状纤维实施一次横向弯曲，然后将圆柱状纤维卸下来。
利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法，该设备包含有已知的变形器具1(图1)，该器具用辊子2和圆盘3组成，两者被安置得相互对着，并且能够在它们之间滚压金属粉末的球状颗粒。利用具有正曲率半径的曲母线形成辊子2的表面4(图1、2)，并且表面4是变形器具1的主滚压面4。在对着辊子2的凸表面4安置的圆盘3的表面上安放有橡胶垫片5(图1)，而在垫片5上置放有金属弹性垫片6。在形成金属纤维8的时刻，金属垫片6的弹性在垫片6的表面7将造成一个副表面9(图1)，该副表面具有负曲率半径的曲母线。圆盘3的轴线10和辊子2的轴线11用机械方法与驱动装置12进行连接。
按照另外一种实施方案，利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维，在该设备内，金属弹性垫片13(图3、4)制作成波纹形的，而橡胶垫片5将复现垫片13的外形。该设备的构造在其它方面类似于上述的方案。
还可按照一种实施方案，利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备包含有两只锥形辊子14、15(图5)，相应于两只辊子的纵轴线16、17彼此是平行的。锥形辊子14的表面18用具有正曲率半径的曲母线(凸曲线)来形成，并且该表面18是变形器具1的主滚压面18。锥形滚子15的表面19由具有负曲率半径的曲母线(凹曲线)来形成，并且该表面19是变形器具1的副滚压面。相应于两辊子14、15的轴线16、17用机械方法与驱动装置20加以连接。
还可以按照又一种实施方案，利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，除去相应于两只辊子14、15的轴线16、17(图6)彼此组成一个角度外，该设备的构造相似于图5上所示的设备的构造。
另外还可以按照一种实施方案，利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备包含有两只柱形辊子21、22(图7)，两只辊子相应的表面23、24，分别由具有正(凸曲线)曲率半径和负(凹曲线)曲率半径的曲母线来形成。该设备的构造在其它方面相似于图5上所示的设备的构造。
还可再按照另一种实施方案，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备的构造除去相应于两只辊子21、22的轴线16、17(图8)相互组成一个夹角外，均相似于按图7所实施的那种设备的构造。
还可再按照又一种实施方案，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备含有两只柱形辊子25、26(图9)。辊子25制作成空心的，其内表面27由具有负曲率半径的曲母线(凹曲线)来形成，并且是变形器具1的副滚压面27。辊子26位于辊子25的内部，其表面28由具有正曲率半径的曲母线(凸曲线)来形成，并且是变形器具1的主滚压面28。相应于两只辊子25、26的轴线29、30彼此偏移一个距离，该距离由所要形成的纤维8的直径来确定。相应于两只辊子25、26的轴线29、30用机械方法与驱动装置31相连接。
按照倒数第二种实施方案，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备的构造除去相应于两只辊子25、26(图10、11)的轴线29、30(图10)交错成直角以外，均相似于按图9所实施的那种设备的构造。
按照最后一种实施方案，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备的构造除去相应于两只辊子25、26(图12、13)的两轴线29、30(图12)交错成锐角以外，均相似于按照图9所实施的那种设备的构造。
根据图1和图2，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按下述方式进行工作。
启动驱使转动的装置12，向变形器具1的辊子2和圆盘3这样传递回转运动，使得辊子2的凸表面4逆着金属弹性垫片6的表面7的转向进行移动。在形成金属纤维8的时候，将金属粉末的球状颗粒送入辊子2的凸曲面4和在垫片6的表面7上所要形成的凹曲面9之间的间隙。滚压所要形成的纤维8的圆周速度的不均匀性，在进行拉伸作用的同时会产生对纤维8的扭曲作用。由凸面4和凹曲面9所形成的曲线形间隙，还会额外地引起纤维8的横向弯曲，即在所要形成的纤维8上增加一种附加力，这种附加力可以增加纤维8的伸长度，而不损坏其外形，不降低其机械特性，并且不破坏其完整性。
按照图3、4，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按照相似于上述设备的方式进行工作。金属弹性垫片13上的波纹将引起纤维8的多次弯曲。这样可导致更多地增加纤维8的伸长度。
按照图5，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按下述方式进行工作。
启动驱动装置20，向变形器具1的锥形辊子14和15这样传递回转运动，使得辊子14的凸表面18逆着辊子15凹曲面19的转向进行移动。将金属粉末的球状颗粒送入辊子14的凸曲面18和辊子15的凹曲面19之间的间隙。在其它方面，该设备将按照图1和2上的设备那样工作。
按照图6，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按相似于上述的方式进行工作。辊子14和15的纵轴线16和17的相交，将增大纤维8端头处的圆周速度的差值。这样会引起更多地扭转纤维8，从而可以改善纤维质量。
按照图7，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按照相似于图5上的设备那样工作。在柱形辊子14和15上制作出凸曲面18和凹曲面19，可以在不改变曲率半径的情况下增加这些辊子的长度，从而能够同时加工更多数量的球状颗粒，即可以提高设备的生产率。
按照图8，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按照相似于图6上的设备那样工作，另外，此设备还具有图6和图7上所示设备的优点。
根据图9，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按照类似于图7上的设备那样工作。辊子26安置在辊子25的内部，这样可以增加纤维8加工区的长度，从而增加纤维8在加工区的停留时间，因此可以增大纤维的伸长度。
根据图10和11，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按照相似于图9上的设备那样工作。将辊子25和26布置得使其相应的两根轴线29和30交错成直角，这样可以实现由辊子26的转动所引起的沿纤维8纵轴线的切向变形，从而可以更多地增加纤维8的伸长度。
根据图12和13，用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备来实现用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法，该设备按照类似于图10和11上所述的方式进行工作。将辊子25和26布置得使其相应的轴线29和30交错成锐角，这样除去沿纤维8的纵轴线实现切向变形外，还可以增加纤维8留在加工区的时间，从而能够更多地增加纤维的伸长度。
本项发明允许在纤维具有较大伸长的情况下，制作出较细的金属纤维。
权利要求
1.通过如下的途径来实现用金属粉末的球状颗粒加工成金属纤维的方法；送入金属粉末的球状颗粒，当球状颗粒沿着工艺流程的走向移动时，利用拉伸作用将这些颗粒进行变形，以形成圆柱状纤维(8)，並对所要形成的圆柱状纤维(8)进行扭转，然后将圆柱状纤维(8)卸下，该方法的特点是，对所要形成的圆柱状纤维(8)进行拉伸和扭转作用的同时，使每一圆柱状纤维(8)至少要实施一次横向弯曲。
2.本设备将实现权利要求1中的制作金属纤维的方法，并且含有变形器具(1)和驱使转动的装置(12、20、31)，变形器具(1)包含主滚压面(4、18、28)和副滚压面(9、19、27)，两滚压面布置得相互对着，并且能够在它们之间滚压金属粉末的球状颗粒，而驱使转动的装置(12、20、31)用机械方法与变形器具(1)相连接，该设备的特点是，变形器具(1)的主滚压面(4、18、28)的母线是曲线，并且具有正曲率半径。
3.根据权利要求2，本设备的特点是，变形器具(1)的副滚压面(9、19、27)的母线是曲线。
4.根据权利要求3，本设备的特点是，变形器具(1)的副滚压面(9、19、27)的曲母线具有负曲率半径。
5.根据权利要求2，本设备的特点是，在已知的用辊子(2)和圆盘(3)组成的变形器具(1)中，辊子(2)的表面(4)制作成凸形的，并且用来作为主滚压面(4)。
6.根据权利要求5，本设备的特点是，其中的变形器具(1)另外还含有固定在圆盘(3)的表面上的橡胶垫片(5)，圆盘(3)的表面要布置得对着辊子(2)的凸表面(4)。
7.根据权利要求6，本设备的特点是，其中的变形器具(1)另外还含有固定在橡胶垫片(5)上的金属弹性垫片(6)，金属弹性垫片(6)的表面(7)对着辊子(2)的凸表面(4)，并且用来作为副滚压面(9)。
8.根据权利要求7，本设备的特点是，其中的变形器具(1)的金属弹性垫片(13)制作成波纹形的。
9.根据权利要求8，本设备的特点是，其中变形器具(1)的橡胶垫片(5)的表面复现变形器具(1)的具有波纹形的金属弹性垫片(13)。
10.根据权利要求4，本项设备的特点是，在已知的由两只辊子(14、15和21、22)组成的变形器具(1)内，一只辊子的表面制作成凸形的(18、23)，而另一只辊子的表面制作成凹形的(19、24)，并且两表面分别用来作为主滚压面(18、23)和副滚压面(19、24)。
11.根据权利要求10，本设备的特点是，其中变形器具(1)的一只辊子(25)制作为空心的，辊子上的凹曲面是其内表面(27)，并且该辊子以其凹形内曲面(27)包围着变形器具(1)的另一只辊子(26)的凸曲面(28)。
12.根据权利要求11，本设备的特点是，在该设备内相应于变形器具(1)的两只辊子(25、26)的纵轴线(29、30)是交错的。
全文摘要
利用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的设备所实现的用金属粉末的球状颗粒制作金属纤维的方法是这样的，在变形器具(1)的主滚压面(4)和副滚压面(9)之间送入金属粉末的球状颗粒，此主滚压面的母线是曲线，且具有正曲率半径。利用拉伸、扭转和至少一次弯曲作用同时使球状颗粒进行变形。然后将圆柱状纤维卸下。
文档编号B22F1/00GK1054732SQ9010134
公开日1991年9月25日 申请日期1990年3月14日 优先权日1989年5月31日
发明者亚厉山大·瓦·斯蒂帕年科, 弗拉基米尔·格·佛依托夫, 阿那多列·瓦·兹凡列夫, 亚厉山大·伊·凯姆谢夫 申请人:白俄罗斯工学院