SU1682039A1 - Способ получени металлических порошков и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  получени  шариков припо . Цель изобретени  - повышение качества порошков. Под действием высокого давлени  из выпускного канала выбрасываетс  стационарна  стру . Пьезо- керамический преобразователь преобразует синусоидальные сигналы в осевые периодические колебани  канала, причем ступенчата  конструкци  каплеобразующе- го узла обеспечивает усиление осевых смещений пьезокерамики в значительные смещени  выпускного канала. Осевые смещени  канала преобразуютс  в синусоидальную модул цию давлени  в сопле. В итоге стру  дробитс  на капли Зар жающие импульсы через индукционное кольцо индивидуально зар жают каждую каплю в момент отрыва. В посто нном электрическом поле кажда  капл  направл етс  по соответствующей траектории в нужный бункер . Процесс каплеобразовани  происходит под действием ультразвуковой волны 2 с. и 2 з п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  получени  шариков припо , а также порошка припо .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества порошков.

Сущность способа состоит в применении определенного режима операций вынужденного капилл рного дроблени  струи на капли управл емой монодисперсности, что снижает разброс по размерам. Капли следуют одна за другой с заданным интервалом , равным длине волны, что исключает сли ние капель.

На чертеже изображена схема устройства .

Устройство содержит металлоприемник 1, нагреватель 2, источник 3 давлени  инертного газа, камеру 4 диспергировани  и приемный бункер 5, электромеханический (пьезокерамический) вибратор 6, соединенный с источником 7 переменного напр жени  и расположенный под массивным дном металлоприемника, каплеобразующего узла 8 с выходным каналом 9 и фильтром 10, зар жающий электрод 11, соединенный с блоком 12 формировани  электростатического зар да расплава металла и отклон ющих электродов 13, соединенных с источником 14 посто нного напр жени , контактный датчик 15 уровн , соединенный с блою

кон 16 управлени  давлением, датчик 17 температуры, соединенный с блоком 18 установки и стабилизации температуры.

С целью работы с тугоплавкими металлами между электромеханическим вибратором 6 и дном металлоприемника помещают теплоизол ционную прокладку 19 из керамики .

Устройство работает следующим образом .

Под действием высокого давлени  из канала 9 выбрасываетс  стационарна  стру . Пьезокерамический преобразователь преобразует синусоидальные сигналы Uc в осевые периодические колебани  (перемещени ) канала, причем ступенчата  конструкци  каплеобразующего узла обеспечивает усиление небольших осевых смещений пьезокерамики в значительные смещени  канала, частота осевых возмущений должна совпадать с частотой максимальной неустойчивости струи. Осевые смещени  канала преобразуютс  в синусоидальную модул цию давлени  в сопле и, как следствие, в модул цию скорости струи. В итоге стру  на некотором рассто нии дробитс  на периодические капли. Зар жающие импульсы J3 через индукционное кольцо 11 индивидуально зар жают каждую каплю в момент отрыва, В посто нном электрическом поле (U0 const) кажда  капл  или группа капель направл етс  по соответствующей траектории в нужный бункер. Дл  регистрации каждой капли можно использовать сигналы ис, так как на каждый период отрываетс  одна капл  с соответствующим запаздыванием. Регистраци  капель необходима дл  того, чтобы отсчитывать капли. Управление диаметром каждой капли выполн етс  посредством изменени  диаметра канала, давлени  жидкости, частоты синхронизирующего сигнала.

Дл  одновременного создани  двух фракций порошка, посредством изменени  (подбором) геометрических, гидравлических параметров каплеобразовани  между основными капл ми создают перешейки, из которых получают мелкие капли. Датчик 17 температуры и блок поддержани  и установки температуры служит дл  поддержани  необходимой температуры расплава. Контактный датчик уровн  припо  при опускании уровн  ниже нормы тер ет контакт с припоем и выключает установку.

Пример. Экспериментальные геометрические , гидравлические, электрические и другие режимные и выходные параметры установки: диаметр канала 15-600 мкм, длина форсунки 30-60 мм, диаметр форсунки 10-80 мм, амплитудные значени  Uc e 1080 В. Зар жающее напр жение U3 G 0,400 В, скорость струи 5-20 м/с,

Примеры режимов работы установки приведены в таблице.

Указанные режимы работы установки, в

том числе частотный диапазон, обусловлены примен емыми известными типами пьезокерамики и конструкцией установки. Так, верхний и нижний пределы частоты св заны

0 с применением керамики ПКР-50 и с отсутствием дроблени  указанной выше величины . Снижение давлени  ниже 50 кПа не обеспечивает формирование струи. При увеличении давлени  свыше 4000 кПа сни5 жаетс  эффективность давлени  и качество капель (монодисперсность переходит в полидисперсность ). Зар дное напр жение менее 1 В не обеспечивает однородного устойчивого зар да, а свыше 500 В приво0 дит к опасности п-робо . Аналогично, эффективность отклон ющего (управл ющего) пол  обеспечена выше 2 кВ/см, а свыше 20 кВ/см приводит к пробою.

Восстановительна  атмосфера наибо5 лее эффективна дл  снижени  окисленно- сти порошков. Примером может служить атмосфера смеси азота с водородом,

Предложенное охлаждение в жидкой среде обосновано следующим. Стру  рас0 плава и капли из нее совершают колебани  формы. Если врем  затухани  больше времени охлаждени , то форма отличаетс  от сферической. При охлаждении в жидкости дикремент затухани  тем выше, чем выше

5 в зкость жидкости, В св зи с тем, что примен емый нами глицерин имеет значительно более высокую в зкость, чем газ, то затухание колебаний формы происходит практически мгновенно и капли застывают

0 в сферической форме.

Основные технико-экономические преимущества предлагаемых способа и установки по сравнению с прототипом основаны на том, что процесс каплеобразовани 

5 (гранулировани ) происходит не под действием струи инертного газа, а под действием ультразвуковой волны,

Claims (4)

1. Способ получени  металлических по0 рошков, включающий засыпку металла в ме- таллоприемник, расплавление металла, диспергирование расплава инертным газом и охлаждение капель, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества по5 рошка, диспергирование осуществл ют при давлении инертного газа 50-400 кПа с одновременным наложением на-расплав колебаний в интервале частот 30 Гц - 80 кГц, после диспергировани  на капли расплава воздействуют последовательно импульсным

полем напр жением 1-500 В и электростатическим полем напр женностью 2- 20 кВ/см, а охлаждение капель ведут в жидкой защитной среде.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что в защитную среду дополнительно ввод т восстановитель.

3.Устройство дл  получени  металлических порошков, содержащее металлоприем- ник с нагревателем, источник давлени  газа, камеру диспергировани  и приемный бункер, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества порошка, оно снабжено электромеханическим вибратором , расположенным вокруг выпускного канала металлоприемника, соединенным с

0

5

ним источником переменного напр жени , зар жающими и отклон ющими электродами , располохенными под выпускным канатом , б/юхом формировани  электростатического зар да, соединенным с зар жающим электродом, источником посто нного напр жени , coc,i именным с отклон ющими электродами, -„истемами стабилизации давлени  температуры и уровн  и фильтром очистки расплава, расположенным вблизи выходного торца выпускного канала.

4. Устройство по п.З, отличающее- с   тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет регламентации теплового ; эжима, оно снабжено теплоизол ционной прокладкой, отдел ющей вибратор от металлоприемника.

30

30 18

30 Гц

О О

500

400

40

48

420

50 48 100 100 50

100

80

25 Гц 36

80

80

29 Гц 31 Гц 85 30

80

30 20 100

0,9

1

20

100

О

510

50

8

8

Образование капель произвольного размера

Полидисперсное распыление

Поток полидисперсных капель . Уменьшение разброса

Наблюдаетс  сортировка по дисперсности (размерам ) . Уменьшение разброса по размерам

То же

Пробой на электродах

По п.4

Не обеспечиваетс  однополюсный , устойчивый зар д капли. Сортировка полем невозможна

По п.4 По п. 1 По п.4 По п.1

По п.8.наблюдаетс  взаимное вли ние капель

Угол отклонени  частиц недостаточен , мал. Сортировка затруднена