CS257475B1

CS257475B1 - Equipment for the production of powders by spraying molten metals

Info

Publication number: CS257475B1
Application number: CS863922A
Authority: CS
Inventors: Andrej Salak
Original assignee: Andrej Salak
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS392286A1

Abstract

Predmetom rešenia je zariadenie na výrobu práškov rozstrekovaním roztavených kovov, ktoré je charakterizované dvoma proti sebe umiestnenými plochými dýzami, u ktorých možno len výměnou krytu měnit rozměry otvoru pre výtok rozstrekujúcich médií a ktoré majú přívody na napojenie dvoch druhov rozstrekujúcich médií. To umožňuje použit jeden druh dýz na rozstrekovanie roztavených kovov buá plynným, kvapalným alebo kombinovaným médiom. Dýzy možno nastavovat vo vodorovnom, vertikálnom i zvislom smere a měnit uhol ich sklonu k prúdu vytekajúceho tečúceho kovu.The subject of the solution is a device for producing powders by spraying molten metals, which is characterized by two flat nozzles placed opposite each other, in which the dimensions of the opening for the outlet of the spraying media can be changed only by replacing the cover and which have inlets for connecting two types of spraying media. This allows the use of one type of nozzle for spraying molten metals with either a gaseous, liquid or combined medium. The nozzles can be adjusted in the horizontal, vertical and vertical directions and their angle of inclination to the stream of flowing metal can be changed.

Description

Vynález sa týká zariadenia na výrobu práškov rozstrekovaním roztavených kovov, ktoré sa využije v práškovéj metalurgii.The present invention relates to an apparatus for producing powders by spraying molten metals for use in powder metallurgy.

Na výrobu práškov rozstrekovaním roztavených kovov sú známe dva hlavné tvary zariadení, dýz, a to okrúhla dýza, ktorá dookola obklopuje prúd kovu vytékájúceho z výlevky alebo pozdlžné dýzy, ktoré sú umiestnené proti sebe z dvoch stráň prúdu vytekajúceho kovu. Přitom, v obidvoch prípadoch, dýzy móžu byť riešené tak, že pre výtok rozstrekujúceho média majú vytvorenú štrbinu, alebo jednotlivé okrúhle otvory.For the production of powders by molten metal spraying, two main shapes of nozzles are known, a nozzle, a round nozzle which surrounds a stream of metal flowing from a nozzle or longitudinal nozzles which are opposed from two sides of the stream of flowing metal. In this case, the nozzles can be designed in such a way that they have a slit or individual round openings for the spray medium discharge.

To vyplývá z koncepcie celého zariadenia na rozstrekovanie roztavených kovov pri výrobě kovových práškov. Ako rozstrekujúce médium sa používajú bud stlačené plyny, a to vzduch, dusík, argon alebo hélium, alebo kvapaliny pod vysokým tlakom, a to voda alebo olej. V případe rozstrekovania olejom je potřebné celé zariadenie naplniť inertným plynom, napr. dusíkom a preto musí byť konštruované ako plynotesné.This is due to the concept of the entire molten metal spraying apparatus for producing metal powders. Compressed gases, such as air, nitrogen, argon or helium, or liquids under high pressure, such as water or oil, are used as the spray medium. In the case of oil spraying, the entire apparatus needs to be filled with an inert gas, e.g. nitrogen and therefore must be constructed as gas-tight.

Nevýhodou doterajších známých zariadení na rozstrekovanie kovových práškov, ktoré móžu mať i rózne modifikácie je, že neumožňujú pohotovú změnu druhu rozstrekujúceho média, pretože pre každé médium sú potřebné celé dýzy iných tvarov a rozmerov. Taktiež pri terajších zariadenich nie je možné pohotovo meníť dalšie podmienky rozstrekovania, ako je uhol sklonu prúdu rozstrekujúceho média k prúdu vytekajúceho kovu, vytekajúceho z výlevky, popřípadě výškovej a horizontálněj vzdialenosti výstupu prúdu rozstrekujúceho média z dýzy od prúdu. kovu.A disadvantage of the known metal powder spraying devices of the prior art, which may have various modifications, is that they do not allow the spraying medium to be changed readily, since whole nozzles of different shapes and sizes are required for each medium. Also in the present devices, it is not possible to readily change other spraying conditions, such as the angle of inclination of the spray medium flow to the flow of metal flowing from the nozzle, or the height and horizontal distance of the outlet of the spray liquid flow from the nozzle to the flow. metal.

Týmito činiteími sa dosahuje změna morfologie a velkosti častíc prášku z jednotlivých kovov s ohladom na technologické a fyzikálně požiadavky na vlastnosti práškov. Pri doterajších zariadeniach třeba meniť vždy celé rozstrekovacie ústrojenstvo, dýzy. Spomínané nevýhody sa zvlášť nepriaznivo prejavujú vo výskume a vývoji výroby kovových práškov rozstrekovaním roztavených kovov.These agents achieve a change in the morphology and particle size of the individual metal powders, taking into account the technological and physical requirements for the properties of the powders. In the case of existing devices it is necessary to always change the entire spraying device, nozzles. These disadvantages are particularly unfavorable in the research and development of the production of metal powders by spraying molten metals.

Tieto nevýhody sú odstraněné zariadením na výrobu práškov rozstrekovaním roztavených kovov podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že s cieíom použiť v jednom zariadení plynné, kvapalné alebo i kombinované rozstrekujúce médium a umožnit změnu uhla alfa sklonu a vzdialenosti prúdu rozstrekujúceho média od prúdu kovu, vytekajúceho z výlevky, pozostáva z dýzy, ktorá má dva nástavce pre přívod rozstrekujúcich médií a na výstupnej straně má vyměnitelný kryt, v ktorom je vytvořená polouzavretá drážka rozmerov a x b a z držiaka, na ktorého vertikálnom ramene je suvne a otočné okolo čapu připevněná dýza a ktorý svojim horizontálnym ramenom je připevněný s možnosťou posuvu vo vodorovnom smere na telese celého zariadenia 7 na výrobu práškov rozstrekovaním.These disadvantages are overcome by the molten metal spraying apparatus according to the invention, which consists in using a gaseous, liquid or combined spray medium in one machine and allowing the angle of inclination of the spray medium and the distance of the spray medium from the metal to be changed. the nozzle, which has two nozzles for the spray media supply and has a removable cover on the outlet side, in which a semi-closed groove of axbaz dimensions is formed, on which the vertical arm is slidable and pivotable about the pin and which has its horizontal the arm is fastened horizontally to the body of the whole powder spraying device 7 by spraying.

Na obr. 1 je znázorněné zariadenie podlá vynálezu v náryse a v řeze a na obr.2 v pódorysé. Celé zariadenie pozostáva vždy z dvoch dýz á držiakmi, usporiadanými proti sebe vzhladom k prúdu kovu 2 vytekajúceho z výlevky 2·In FIG. 1 is a front and cross-sectional view of the device according to the invention, and FIG. The entire device consists of two nozzles each with holders arranged opposite to each other in relation to the stream of metal 2 discharged from the nozzle 2.

Napřed sa nastaví uhol alfa sklonu prúdu vytekajúceho média z dýzy voči prúdu vytekajúceho kovu pootočením telesa dýzy 2 s krytom _4 okolo čapu 6.,a vertikálnym posuvom telesa dýzy 1 v držiaku 5 vzdialenosť okraja výlevky od miesta styku prúdu kovu s prúdom rozstrekujúceho média C. Potom sa nastaví vodorovná vzdialenosť miesta výtoku prúdu rozstrekujúceho média od osi prúdu kovu d posuvom držiaka 5_ na telese zariadenia 7.First, the angle of inclination alpha of the jet of fluid flow from the nozzle to the jet of metal flow is set by rotating the nozzle body 2 with the cover 4 around the pin 6. and vertical displacement of the nozzle body 1 in holder 5. Then the horizontal distance of the point of discharge of the spray medium stream from the axis of the metal jet d is set by moving the holder 5 on the body of the device 7.

Na jeden nástavec 2 je připojený přívod plynného rozstrekujúceho média a na druhý nástavec 2 j^e připojený přívod kvapalného média. V případe rozstrekovania plynovým médiom sa použije vyměnitelný kryt dýzy _4 s vyhlbeníin a tvaru a rozmerov, ktoré odpovedajú požadovaným podmienkam. Rozměr b určuje šířku prúdu rozstrekujúceho média. V případe rozstrekovania tlakovou kvapalínou použije sa kryt 4_ s vyhlbením a rozmerov, ktoré zabezpečujú přívod dostatočného množstva kvapaliny pod daným tlakom. V případe použitia horlavej kvapaliny, ako je napr. olej, prívodom pre plyn do prúdu kvapaliny sa privádza súčasne inertný plyn, a to dusík alebo argon. Tým v mieste styku rozstrekujúcej hořlavéj kvapaliny s prúdom tečúceho kovu sa vytvára provádzaným plynom inertně prostredie, ktoré bráni vznieteniu pár tejto kvapaliny.For a nozzle 2 is connected to the supply of the gaseous medium and the spraying of the second nozzle 2 ^e j connected to the supply of the liquid medium. In the case of spraying with a gas medium, a replaceable nozzle cover 4 with depressions and a shape and dimensions that meet the required conditions is used. The dimension b determines the width of the spray media stream. In the case of spraying with pressurized liquid, a cover 4 with an indentation and dimensions is provided which ensures a sufficient supply of liquid under a given pressure. In the case of use of a flammable liquid such as e.g. oil, the gas inlet to the liquid stream simultaneously supplies an inert gas, namely nitrogen or argon. Thus, at the point of contact of the spraying flammable liquid with the flowing metal flow, an inert atmosphere is created by the gas to be carried out, which prevents ignition of the liquid vapor.

Výhodou zariadenia podlá vynálezu je jeho univerzálnost, spočívajúca v tom, že možno meniť jednak statické podmienky rozstrekovania, čiže uhol a vzdialenosti prúdu kovu od prúdu rozstrekujúceho média a cielom dosiahnuť. pre každý rozstrekovaný kov optimálnu granulometriu a tvar a velkost, častíc pre každú aplikáciu.An advantage of the device according to the invention is its versatility in that it is possible to vary both the static spraying conditions, i.e. the angle and the distance of the metal jet from the jet of the spray medium, and to achieve this. for each metal to be sprayed, the optimum particle size and particle size for each application.

V jednom zariadení iba výměnou krytu dýzy možno rozstrekovat roztavené kovy pomocou stlačených plynov, tlakových kvapalín ako aj kombinovaným spósobom, napr. s cielom vytvořit ochranné inertně prostredie v mieste samého rozstrekovania. Tým sa aj zníži spotřeba inertného plynu a nie je nevyhnutné robit celé zariadenie plynotesným.In one device, only by replacing the nozzle cover can molten metals be sprayed by means of pressurized gases, pressurized liquids as well as a combined method, e.g. in order to create a protective inert environment at the point of spraying itself. This also reduces the consumption of inert gas and it is not necessary to make the entire device gas-tight.

Zariadenie mošno úspěšně využit v práškovej metalurgii vo výrobě práškov rozstrekovaním roztavených kovov, a to na báze farebných kovov, tak aj na báze železa a jeho zliatin i špeciálnych zliatin.The device can be successfully used in powder metallurgy in the production of powders by spraying molten metals, on the basis of non-ferrous metals, as well as on the basis of iron and its alloys and special alloys.

PřikladlEXAMPLE

Na prúd roztaveného cínu, vytékájúceho z výlevky 9, sa pósobilo vzduchom pod tlakom 0,5 MPa z dvoch dýz podlá obr. 1 a 2. U týchto dýz bol nastavený uhol sklonu 30° a vzdialenost d na 28 mm a vzdialenost c na 30 mm. Vzduch prúdil otvorom obidvoch dýz rozmerov 0,5 x x 12 mm, vytvořeným v kryte 4, čo odpovedá rozměru a x b - podlá uvedených obrázkov. Za týchto podmienok bol rozstrekovaním vyrobený cínový prášok, ktorého částice velkosti niže 0,315 mm tvořili 69,3 % a ktorý mal obsah kyslíka 0,22 %.The stream of molten tin flowing out of the nozzle 9 was injected with air at a pressure of 0.5 MPa from the two nozzles of FIG. 1 and 2. For these nozzles, a tilt angle of 30 ° and a distance d of 28 mm and a distance c of 30 mm were set. Air flowed through an orifice of both nozzles of 0.5 x x 12 mm formed in the housing 4, corresponding to dimension a x b as shown in the figures. Under these conditions, a tin powder having a particle size of less than 0.315 mm of 69.3% and an oxygen content of 0.22% was produced by spraying.

Příklad 2Example 2

Na prúd roztaveného cínu, vytekajúceho z výlevky 9_, sa pósobilo olejom pod tlakom 6 MPa z obidvoch dýz podlá obr. 1, 2. Boli použité kryty dýz 4 s otvorom 0,6 x 15 mm. Ostatně ako v příklade 1. Za týchto podmienok rozstrekovaním vyrobený cínový prášok mal 92 % častíc velkosti niže 0,315 mm a obsah kyslíka 0,014 %.The stream of molten tin flowing from the nozzle 9 was treated with oil at a pressure of 6 MPa from both nozzles according to FIG. 1, 2. Nozzle covers 4 with a 0.6 x 15 mm hole were used. Moreover, as in Example 1. Under these conditions, the tin powder produced by the spraying process had 92% of particles below 0.315 mm and an oxygen content of 0.014%.

Príklad3Example 3

Na prúd roztaveného hliníka, vytekajúceho z výlevky 9_' sa pósobilo prúdom dusíka pod tlakom 0,4 MPa z obidvoch dýz. Boli použité kryty dýzy s otvorom 0,2 x 12 mm. Ostatně ako v příklade 1. Za týchto podmienok vyrobený hliníkový prášok mal 41,6 % častíc velkosti niže 0,315 mm a obsah kyslíka 0,02,%.A stream of molten aluminum flowing from the nozzle 9 'was supplied with a stream of nitrogen at a pressure of 0.4 MPa from both nozzles. Nozzle covers with a 0.2 x 12 mm hole were used. Indeed, as in Example 1. Under these conditions, the aluminum powder produced had 41.6% of the particle size below 0.315 mm and an oxygen content of 0.02%.

Claims

3 257475, namely nitrogen or argon. Thus, at the point of contact of the sprayable flammable liquid with the flow of the flowing metal, an inert medium is formed by the gas to be carried out, which prevents the ignition of the same liquid. An advantage of the device according to the invention is its versatility in that it is possible, on the one hand, to make static spraying conditions, that is, the angle and distance of the metal stream of the spray medium and to achieve optimum granometry and shape and particle size for each sprayed metal for each application. In one device, by replacing the nozzle cover only, the molten metals can be sprayed with the pressurized gases, pressurized liquids as well as in a combined manner, e.g. to form a protective inert environment at the point of spraying. This will also reduce the consumption of gas and it is not necessary to make the entire device gas-tight. The device can be successfully used in powder metallurgy in the production of molten metal spraying powders, based on both ferrous metals and iron and its alloys and special alloys. Example 1 The flow of molten tin flowing out of the nozzle 9 was caused by air at a pressure of 0.5 MPa from two nozzles according to Figures 1 and 2. In these nozzles, an angle of inclination of 30 ° and a distance d to 28 mm and a distance c to 30 mm. The air flowed through the aperture of both nozzles of 0.5 x 12 mm, formed in the housing 4, which corresponds to the dimension a x b - according to the figures. In these conditions, a tin powder having a particle size of less than 0.315 mm was 69.3% and had an oxygen content of 0.22%. Example 2 The jet of molten tin flowing from the nozzle 2 * was subjected to an oil pressure of 6 MPa from both nozzles according to FIGS. 1, 2. Nozzle covers 4 with an aperture of 0.6 x 15 mm were used. Otherwise, as in Example 1. Under these conditions, the tin powder produced by spraying had 92% of the particle size below 0.315 mm and an oxygen content of 0.014%. EXAMPLE 3 A stream of molten aluminum flowing out of the nozzle 9 was subjected to a nitrogen flow of 0.4 MPa from both nozzles. Nozzle covers with 0.2 x 12 mm hole were used. Moreover, as in Example 1. Under these conditions, the aluminum powder produced had 41.6% of 0.315 mm in size particles and 0.02,% oxygen content. OBJECTS OF THE INVENTION A molten metal spray powder manufacturing apparatus characterized in that it consists of a nozzle (1) having two nozzles (2) and (3) for supplying spray media and an outlet side having a replaceable cover (4) in which a half-closed groove formed and a boss (5) on whose vertical arm a nozzle (1) is attached slidably and rotatably about the pin (6) and which is mounted horizontally with the horizontal arm on the body of the whole device (7) to spraying powders 1 drawing