RU2645169C2 - Method and apparatus for producing metal powder by centrifugal spraying - Google Patents
Method and apparatus for producing metal powder by centrifugal spraying Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645169C2 RU2645169C2 RU2016123688A RU2016123688A RU2645169C2 RU 2645169 C2 RU2645169 C2 RU 2645169C2 RU 2016123688 A RU2016123688 A RU 2016123688A RU 2016123688 A RU2016123688 A RU 2016123688A RU 2645169 C2 RU2645169 C2 RU 2645169C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- unit
- spraying
- powder
- melting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/10—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к металлургии, к области производства металлических порошков, их обработке и получению изделий из них.The present invention relates to metallurgy, to the production of metal powders, their processing and obtaining products from them.
Известен способ получения металлических порошков методом центробежного распыления быстровращающейся цилиндрической заготовки, торец которой оплавляют посредством плазменной струи, направленной перпендикулярно к поверхности торца и устройство для осуществления данного способа - «Установки для получения порошков методом центробежного распыления вращающейся заготовки» авт. Кононов И.А. и др. в сб. «Металлургия гранул», под. ред. А.Ф. Белова, вып. 2, Москва 1984 г., стр. 242-250.There is a method of producing metal powders by centrifugal spraying of a rapidly rotating cylindrical billet, the end of which is melted by means of a plasma jet directed perpendicular to the end surface and a device for implementing this method is "Installations for producing powders by centrifugal spraying of a rotating billet" ed. Kononov I.A. and others in Sat "Metallurgy of Pellets", under. ed. A.F. Belova, vol. 2, Moscow 1984, pp. 242-250.
Данный способ производства порошков имеет недостатки, заключающиеся в следующем:This method of production of powders has the disadvantages of the following:
• заготовку, для приведения ее вращающейся массы к допустимому уровню дисбаланса, подвергают трудоемкой механической обработке, на которую приходятся значительные затраты производства;• the workpiece, to bring its rotating mass to an acceptable level of imbalance, is subjected to labor-intensive machining, which accounts for significant production costs;
• заготовка не может быть распылена полностью без остатка, остается неоплавляемая часть («огарок»), за которую обеспечивается удержание ее при вращении. Это обстоятельство снижает выход готовой продукции с каждой заготовки и, следовательно, снижает показатель производства по выходам годного;• the workpiece cannot be completely sprayed without residue, there remains an unmelted part (“cinder”), for which it is held during rotation. This circumstance reduces the yield of finished products from each billet and, therefore, reduces the production rate for the yield;
• процесс распыления ведется в циклическом, прерывистом режиме от одной заготовки к другой, что не способствует достижению высокой производительности процесса.• the spraying process is carried out in a cyclic, intermittent mode from one workpiece to another, which does not contribute to achieving high performance of the process.
Известен также способ получения металлического порошка методом центробежного распыления - патент РФ 2475336 от 20.02.2013 г., принятый за прототип, который включает плавку литой заготовки плазменной струей, направленной на ее торец и центробежное распыление расплава на частицы с последующим их охлаждением и затвердеванием в газе, при этом расплав распыляют посредством вращающегося в вертикальной плоскости диска с центральным отверстием, через которое подают литую заготовку под плазменную струю, к другому неоплавляемому торцу заготовки пристыковывают следующую заготовку, а диск подогревают отработавшей плазменной струей с подмешиванием к ней необходимого количества холодного газа, расплав на диск подают струей по касательной к поверхности диска, плазменную струю перемещают по сплавляемому торцу заготовки, а заготовку при плавлении вращают вокруг своей оси.There is also a method of producing a metal powder by centrifugal spraying - RF patent 2475336 dated 02.20.2013, adopted as a prototype, which includes melting a cast billet with a plasma jet directed at its end and centrifugal spraying of the melt into particles with their subsequent cooling and solidification in gas wherein the melt is sprayed by means of a disk rotating in the vertical plane with a central hole through which the cast billet is fed under the plasma jet to the other unmelted end face of the billet ovyvayut next workpiece, and drive a spent plasma jet is heated by mixing it with the necessary quantity of cold gas, the melt fed to the disk jet tangentially to the disc surface, the plasma jet is moved along the end face of fused preform and the preform is rotated during the melting around its axis.
Недостатком данного способа является сложность его практического осуществления, обусловленная следующими причинами:The disadvantage of this method is the complexity of its practical implementation, due to the following reasons:
- материал, из которого изготавливают диск распылительного устройства, должен смачиваться расплавом распыляемой заготовки. В противном случае нарушается механизм каплеобразования и формирования частичек порошка. На практике это условие трудно обеспечить.- the material from which the disk of the spraying device is made must be wetted by the melt of the sprayed workpiece. Otherwise, the mechanism of droplet formation and the formation of powder particles is violated. In practice, this condition is difficult to provide.
Одним из главных препятствий этому является присутствие окисной пленки на поверхности диска, которую сложно устранять и которая влияет на смачиваемость;One of the main obstacles to this is the presence of an oxide film on the surface of the disk, which is difficult to eliminate and which affects the wettability;
- для достижения эффективного процесса распыления расплава посредством диска его поверхность, контактирующая с расплавом, должна быть определенной конфигурации, обеспечивающей плавное перетекание на нее расплава с оплавляемой заготовки, формирования и отрыва с периферии диска капель требуемой крупности (размера). Подбор конфигурации профиля и его выполнение на диске достаточно сложные и трудоемкие операции.- to achieve an effective process of spraying the melt by means of a disk, its surface in contact with the melt must be of a certain configuration, providing a smooth flow of melt onto it from the melted workpiece, formation and separation of drops of the required size (size) from the periphery of the disk. The selection of the profile configuration and its execution on the disk are quite complex and time-consuming operations.
Известно также устройство для получения порошка методом центробежного распыления, с помощью которого осуществляется данный способ - патент РФ 2467835.There is also known a device for producing powder by centrifugal spraying, with which this method is carried out - RF patent 2467835.
Устройство включает камеру с накопителем заготовок и манипулятором для их поштучной подачи на распыление с приводами вращательного и поступательного движений заготовки, камеру распыления с плазмотроном, направленным на торец распыляемой заготовки, приемник порошка, которые все вместе герметично соединены между собой, при этом приемник порошка снабжен пневмопитателем, камера распыления снабжена отсекателем крупных частиц и просеивающей машиной, размещенной перед приемником, привод вращательного движения заготовки выполнен в виде полого вертикального шпинделя с кольцевым диском чашеобразной формы на верхнем торце и зажимными кулачками, расположенными непосредственно под диском, а привод поступательного движения выполнен в виде толкателя, размещенного под шпинделем соосно с ним, камера распыления выполнена линзообразной формы и ориентирована горизонтально, при этом осевые линии камеры распыления, плазмотрона и шпинделя совпадают.The device includes a chamber with a storage device for workpieces and a manipulator for their single-piece feeding for spraying with drives of rotational and translational movements of the workpiece, a spray chamber with a plasma torch aimed at the end face of the sprayed workpiece, a powder receiver, which are all hermetically connected to each other, while the powder receiver is equipped with a pneumatic feeder , the spraying chamber is equipped with a coarse particle cutter and a screening machine placed in front of the receiver, the rotational motion drive of the workpiece is made in the form of a vertical spindle with a cup-shaped annular disk at the upper end and clamping cams located directly below the disk, and the translational drive is made in the form of a pusher placed coaxially with the spindle under it, the spray chamber is made lenticular and oriented horizontally, while the axial lines of the chamber spraying, plasma torch and spindle match.
Недостатком данной установки является несовершенная конструкция привода вращения заготовки в виде вертикального полого шпинделя с кольцевым диском чашеобразной формы на торце, особенности которого, приводящие к негативным результатам, присущи способу и описаны выше.The disadvantage of this installation is the imperfect design of the drive for rotating the workpiece in the form of a vertical hollow spindle with an annular disk of a cup-shaped shape at the end, the features of which, leading to negative results, are inherent in the method and are described above.
Предлагается способ получения металлического порошка методом центробежного распыления, включающий плавку заготовки плазменной струей, направленной на ее торец, центробежное распыление расплава посредством вращающегося распылительного узла с центральным отверстием, через которое подают заготовку в зону плавления, с получением частиц, их охлаждением и затвердеванием при полете в газе, при этом процесс получения порошка начинают совместным нагревом и оплавлением посредством плазменной струи торцов заготовки и распылительного узла, выполненных из одинакового материала и совмещенных торцами в одной вертикальной плоскости, и ведут его до формирования на торце распылительного узла устойчивого профиля и стационарной пленки расплава, подпитываемой при этом только за счет плавления заготовки, для чего регулируют скорость подачи заготовки в зону плавления, мощность и направление атаки поверхности нагрева плазменной струей при интенсивном охлаждении тыльной части распылительного узла, причем распылительный узел, сформированный данным приемом однажды, применяют в дальнейшем для других кампаний (циклов) производства порошков из материала одноименного с материалом распылительного узла до момента выработки его ресурса.A method for producing a metal powder by centrifugal spraying is proposed, which includes melting the workpiece with a plasma jet directed at its end face, centrifugal spraying of the melt by means of a rotating spray unit with a central hole through which the workpiece is fed into the melting zone, to obtain particles, to cool them and solidify when flying in gas, while the process of obtaining the powder is started by joint heating and melting by means of a plasma jet of the ends of the workpiece and the spray unit, filled from the same material and combined with the ends in one vertical plane, and lead it until a stable profile and a stationary melt film are formed on the end of the spraying unit, which is only fueled by melting the preform, for which the feed rate of the preform into the melting zone is controlled, power and direction attacks of the heating surface with a plasma jet during intensive cooling of the back of the spray unit, moreover, the spray unit formed by this technique once is used in yshem for other campaigns (cycles) production of powders of a material of the same name from the spray assembly until pictures making his resource.
Технический эффект предлагаемого способа заключается в устранении недостатков, присущих известному способу-прототипу, а именно: в существенном упрощении технологического процесса, снижении эксплуатационных затрат, повышении надежности в работе и выходов годного, а также улучшение качества продукции.The technical effect of the proposed method is to eliminate the disadvantages inherent in the known method of the prototype, namely: a significant simplification of the process, reducing operating costs, improving reliability in operation and outputs, as well as improving product quality.
Он достигается тем, что процесс получения порошка начинают совместным нагревом и оплавлением посредством плазменной струи торцов заготовки и распылительного узла, выполненных из одинакового материала и совмещенных торцами в одной вертикальной плоскости, и ведут его до формирования на торце распылительного узла устойчивого профиля и стационарной пленки расплава, подпитываемой при этом только за счет плавления заготовки, для чего регулируют скорость подачи заготовки в зону плавления, мощность и направление атаки поверхности нагрева плазменной струей при интенсивном охлаждении тыльной части распылительного узла, причем распылительный узел, сформированный данным приемом однажды, применяют в дальнейшем для других кампаний (циклов) производства порошков из материала одноименного с материалом распылительного узла до момента выработки его ресурса.It is achieved by the fact that the powder production process is started by co-heating and melting by means of a plasma jet the ends of the workpiece and the spray assembly made of the same material and combined by the ends in the same vertical plane, and lead it until a stable profile and a stationary melt film are formed at the end of the spray assembly, fed at the same time only due to the melting of the workpiece, for which they control the feed rate of the workpiece into the melting zone, the power and attack direction of the heating surface azmennoy with vigorous jet cooling the back portion of the spray assembly and spray assembly formed by the data reception once, used subsequently for other campaigns (cycles) production of powders of a material of the same name from the spray assembly until pictures making his resource.
Факторы, которые обеспечивают достижение обозначенного выше технического эффекта, заключаются в следующем:Factors that ensure the achievement of the above technical effect are as follows:
- выполнение распылительного узла из материала идентичного с материалом заготовки обеспечивает гарантированное смачивание его поверхности расплавом заготовки;- the implementation of the spray unit of a material identical with the material of the workpiece provides guaranteed wetting of its surface with the melt of the workpiece;
- совместный нагрев и оплавление совмещенных в одной плоскости торцов заготовки и распылительного узла в начале технологического процесса обеспечивают самопроизвольное формирование конфигурации рабочей поверхности распылительного узла и ее очищение от окисных плен для обеспечения условий полного смачивания и формирования стационарной пленки расплава как необходимого условия оптимального протекания процесса центробежного распыления;- the joint heating and melting of the ends of the workpiece and the spraying unit aligned in one plane at the beginning of the technological process provide spontaneous formation of the configuration of the working surface of the spraying unit and its purification from oxide films to ensure the conditions of complete wetting and formation of a stationary melt film as a necessary condition for the optimal course of the centrifugal spraying process ;
- сформированный однажды таким приемом узел распыления может затем многократно, вплоть до выработки ресурса, использоваться в других кампаниях (циклах) распыления одноименного материала и за счет этого понижать эксплуатационные затраты, повышать надежность и качество получаемого порошка.- the spraying unit formed once by such a technique can then be repeatedly used, up to the exhaustion of the resource, in other spraying campaigns (cycles) of the same material and thereby reduce operating costs, increase the reliability and quality of the obtained powder.
Для осуществления предложенного способа получения металлического порошка предлагается устройство, включающее накопитель заготовок с устройством их поштучной подачи, камеру с механизмами продольной подачи и вращения заготовки в виде двух приводных опорных барабанов с нажимными роликами, снабженными приводами подъема/опускания с шарнирными узлами, камеру плавления, присоединенную к камере механизмов и сообщенную с ней отверстием, снабженную системой выпуска порошка с приемником и откатной крышкой с плазмотроном на оси отверстия между камерами и систему подачи и рециркуляции газа, при этом накопитель снабжен приемным столом с механизмом изменения наклона, разделителем заготовок с рольгангом, узлом обдува заготовок и шлюзовым устройством, камера механизмов снабжена собственным рольгангом со сталкивателем заготовок на опорные приводные барабаны, устройством стыковки заготовок, узлом распыления в виде полого цилиндра с индивидуальным приводом вращения, введенным в камеру плавления соосно с плазмотроном, нажимные ролики с приводами подъема/опускания, в шарнирных узлах которых установлены сайлентблоки, равномерно распределены по длине опорных барабанов, а опорные барабаны снабжены шлицевыми валами, на которые посажен роликовый зажим-люнет, сообщенный с механизмом продольной подачи, при этом все механизмы камеры механизмов смонтированы на платформе с пневмоподвеской, система выпуска порошка снабжена промежуточным накопителем порошка с охладителем, просеивающей машиной с сепаратором и выполнена в виде отъемного модуля на транспортной тележке, а плазмотрон снабжен трехкоординатным механизмом со следящим устройством, кроме этого полый цилиндр узла распыления выполнен составным по длине из двух участков, каждый из которых выполнен из различных материалов, один рабочий - одинаков с материалом заготовки, а второй с теплопроводящими свойствами, более высокими, чем у первого, при этом участок из материала с повышенной теплопроводностью снабжен газовой охлаждающей системой с возможностью интенсивного отвода тепла от узла распыления.To implement the proposed method for producing metal powder, a device is proposed that includes a workpiece storage device with a unit-by-piece feeding device, a chamber with mechanisms for longitudinal feeding and rotation of the workpiece in the form of two drive support drums with pressure rollers equipped with lifting / lowering drives with hinged assemblies, a melting chamber attached to the mechanism chamber and the hole communicated with it, equipped with a powder discharge system with a receiver and a retractable lid with a plasmatron on the axis of the hole between the cameras have a gas supply and recirculation system, while the drive is equipped with a receiving table with a tilt changing mechanism, a workpiece separator with a roller table, a workpiece blowing unit and a lock device, the mechanism chamber is equipped with its own live roll with workpiece collider on supporting drive drums, a workpiece docking device, a unit spraying in the form of a hollow cylinder with an individual rotation drive inserted into the melting chamber coaxially with the plasma torch, pressure rollers with lifting / lowering drives, in hinged joints the silent blocks of which are evenly distributed along the length of the support drums, and the support drums are equipped with splined shafts, on which a roller clamp-lunette, connected with the longitudinal feed mechanism, is mounted, while all the mechanisms of the mechanism chamber are mounted on a platform with air suspension, the powder discharge system is equipped with an intermediate a powder accumulator with a cooler, a screening machine with a separator and made in the form of a detachable module on a transport trolley, and the plasma torch is equipped with a three-coordinate mechanism with an icing device, in addition, the hollow cylinder of the spraying unit is made integral in length of two sections, each of which is made of different materials, one working is the same with the workpiece material, and the second with heat-conducting properties higher than that of the first, while the section of material with increased thermal conductivity is equipped with a gas cooling system with the possibility of intensive heat removal from the spray unit.
Предлагаемое устройство для осуществления способа получения металлического порошка отличается от известного тем, что накопитель снабжен приемным столом с механизмом наклона, разделителем заготовок с рольгангом и шлюзовым устройством, камера механизмов снабжена собственным рольгангом со сталкивателем заготовок на опорные приводные барабаны, устройством стыковки заготовок в виде полого цилиндра с индивидуальным приводом вращения, введенным в камеру плавления соосно с плазмотроном, нажимные ролики с приводами подъема/опускания, в шарнирных узлах которых установлены сайлентблоки, равномерно распределены по длине опорных барабанов, а опорные барабаны снабжены шлицевыми валами, на которые посажен роликовый зажим-люнет, сообщенный с механизмом продольной подачи, а все механизмы камеры механизмов смонтированы на платформе с пневмоподвеской, система выпуска порошка снабжена промежуточным накопителем порошка с охладителем, просеивающей машиной с сепаратором и выполнена в виде отъемного модуля на транспортной тележке, а плазмотрон снабжен трехкоординатным механизмом со следящим устройством, кроме того, полый цилиндр узла выполнен составным по длине из двух участков из различных материалов, один из которых - рабочий - одинаков с материалом заготовки, а второй с теплопроводящими свойствами, более высокими, чем у первого, при этом участок из материала с повышенной теплопроводностью снабжен газовой охлаждающей системой с возможностью интенсивного отвода тепла от узла распыления.The proposed device for implementing the method for producing metal powder differs from the known one in that the drive is equipped with a receiving table with a tilt mechanism, a workpiece separator with a roller table and a lock device, the mechanism chamber is equipped with its own live roll with a workpiece chuck on the supporting drive drums, the device for joining the workpieces in the form of a hollow cylinder with an individual rotation drive inserted into the melting chamber coaxially with the plasma torch, pressure rollers with lifting / lowering drives, in The nier nodes of which the silent blocks are installed are evenly distributed along the length of the supporting drums, and the supporting drums are equipped with splined shafts, on which a roller clamp-lunette, connected with the longitudinal feeding mechanism, is mounted, and all the mechanisms of the mechanism cameras are mounted on a platform with air suspension, the powder discharge system is equipped with an intermediate a powder accumulator with a cooler, a screening machine with a separator and made in the form of a detachable module on a transport trolley, and the plasma torch is equipped with a three-coordinate mechanism with a tracking device, in addition, the hollow cylinder of the assembly is made integral along the length of two sections of various materials, one of which is the worker, the same as the workpiece material, and the second with heat-conducting properties higher than the first, while the section of material with increased thermal conductivity it is equipped with a gas cooling system with the possibility of intensive heat removal from the atomization unit.
Такая конструкция узла распыления, выполненная составным по длине из двух участков, один из которых - рабочий выполнен из материала, идентичного с материалом заготовки, а второй из более теплопроводящего материала, чем первый, причем последний снабжен газовой охлаждающей системой, обеспечивающей интенсивный отвод тепла от распылителя, решает поставленную задачу упрощения технологического процесса получения высококачественного порошка. Этим обеспечивается снижение эксплуатационных затрат, связанных с упрощенной подготовкой и запуском технологического процесса распыления заготовки и повышением при этом надежности работы оборудования. Этим же целям служат и другие признаки, отличающие предложенное устройство от известного, а именно:This design of the atomization unit, made integral along the length of two sections, one of which is the working one made of a material identical to the workpiece material, and the second of a more heat-conducting material than the first, the latter equipped with a gas cooling system that provides intensive heat removal from the atomizer solves the task of simplifying the process of obtaining high-quality powder. This ensures a reduction in operating costs associated with simplified preparation and launch of the workpiece spraying process, while increasing the reliability of the equipment. The same purposes are also other signs that distinguish the proposed device from the known, namely:
- снабжение системы выпуска порошка промежуточным накопителем порошка с охладителем, просеивающей машиной с сепаратором и выполнение этой системы в виде отъемного модуля на транспортной тележке обеспечивает дополнительное охлаждение порошка, что особенно важно, например, при производстве крупных его фракций;- supplying the powder discharge system with an intermediate powder storage unit with a cooler, a screening machine with a separator and the implementation of this system as a detachable module on a transport trolley provides additional powder cooling, which is especially important, for example, in the production of its large fractions;
- охлаждение подготавливает порошок к сепарации и просеиванию за счет ликвидации «схватывания» горячих частиц порошка между собой и перегрева просеивающего полотна машины;- cooling prepares the powder for separation and sieving by eliminating the "setting" of the hot powder particles together and overheating the screening machine;
- включение в состав системы выпуска просеивающей машины и сепаратора обеспечивают получение полностью кондиционных партий порошка непосредственно в установке, при поддержании при этом строго контролируемой защитной среды над порошком, а компоновка системы выпуска порошка в виде отъемного модуля на транспортной тележке обеспечивает быстрый перевод установки на работу с другим материалом, т.к. один модуль, работавший с предыдущим материалом, быстро заменяется другим - чистым модулем для работы с новым материалом, а прежний модуль откатывают на позицию чистки и подготовки для применения с другим материалом;- the inclusion of a screening machine and a separator in the exhaust system provides fully conditioned batches of powder directly in the installation, while maintaining a strictly controlled protective environment above the powder, and the layout of the powder discharge system in the form of a detachable module on a transport trolley provides a quick transfer of the installation to work with other material, as one module that worked with the previous material is quickly replaced by another - a clean module for working with new material, and the old module is rolled back to the cleaning and preparation position for use with another material;
- снабжение откатной крышки камеры плавления трехкоординатным механизмом со следящим устройством перемещения плазмотрона относительно отверстия между камерой плавления и камерой механизмов обеспечивает повышение выходов годного порошка. Это достигается тем, что перемещением плазмотрона по трем направлениям посредством трехкоординатного механизма со следящим устройством обеспечивают формирование плоского фронта плавления торца заготовки и одновременно с этим, поддержание оптимального теплового режима на торце узла распыления.- supplying the sliding cover of the melting chamber with a three-coordinate mechanism with a tracking device for moving the plasma torch relative to the hole between the melting chamber and the mechanism chamber provides an increase in the yield of suitable powder. This is achieved by the fact that moving the plasma torch in three directions by means of a three-coordinate mechanism with a follower ensures the formation of a flat melting front of the billet end and, at the same time, maintaining the optimal thermal regime at the end of the atomization unit.
Кроме этого повышению качества порошков, надежности оборудования и снижению затрат способствуют отличительные признаки предлагаемой установки, включающие снабжение накопителя заготовок приемным столом с механизмом изменения наклона, разделителем заготовок с рольгангом подачи их в камеру механизмов, которые обеспечивают открытую, прослеживаемую визуально, поштучную загрузку заготовок в накопитель и их подачу в камеру механизмов. Узел обдува на рольганге обеспечивает при этом дополнительное удаление пылевидных частиц с заготовок перед их входом в шлюз, а шлюз рольганга, кроме функции ввода заготовки в камеру механизмов с контролируемой атмосферой, обеспечивает дополнительную очистку (дегазацию) каждой заготовки путем «промывки» ее газом с последующей откачкой и заполнением шлюза газом от системы подачи и рециркуляции газа совместно с вакуумной системой.In addition, the quality of the powders, the reliability of the equipment and the reduction of costs are facilitated by the distinctive features of the proposed installation, including the supply of the workpiece storage device with a receiving table with a tilting mechanism, the workpiece separator with a roller conveyor feeding them into the mechanism chamber, which provide open, visually traceable piece loading of workpieces into the drive and their supply to the chamber mechanisms. At the same time, the blowing unit on the roller table provides additional removal of dust particles from the workpieces before they enter the gateway, and the roller table gateway, in addition to the function of entering the workpiece into the chamber of mechanisms with a controlled atmosphere, provides additional cleaning (degassing) of each workpiece by “flushing” it with gas followed by pumping and filling the gateway with gas from the gas supply and recirculation system together with the vacuum system.
Снабжение камеры механизмов вращения и продольной подачи платформой с пневмоподвеской, на которой смонтированы механизмы и собственный рольганг со сталкивателем, решает задачу как повышения качества продукции (порошка), так и повышения надежности оборудования. Это достигается за счет снижения уровня виброколебаний механизмов при работе как благодаря применению пневмоподвески платформы, так и введением упругих элементов - сайлентблоков в шарниры сочленений подвижных частей приводов нажимных роликов, количество которых предлагается увеличить за счет размещения их на всей длине опорных барабанов.The supply of the chamber of rotation and longitudinal feed mechanisms with a platform with air suspension, on which the mechanisms and its own roller conveyor with a pusher are mounted, solves the problem of both improving the quality of products (powder) and increasing the reliability of the equipment. This is achieved by reducing the level of vibration of mechanisms during operation, both due to the use of air suspension of the platform and the introduction of elastic elements - silent blocks in the hinges of the joints of the moving parts of the pressure roller drives, the number of which is proposed to be increased by placing them along the entire length of the supporting drums.
Виброколебания, как известно, оказывают непосредственное влияние на процесс диспергации пленки расплава на торце вращающейся заготовки, причем чем выше ее параметры (частота, амплитуда и ускорение), тем более негативное влияние оказывают они на дисперсный состав порошка, снижая выход заданной фракции. Виброколебания, кроме того, оказывают разрушающее влияние на механизмы. Снижение их уровня благоприятно влияет на надежность работы механизмов и систем установки.Vibration vibrations, as is known, have a direct effect on the dispersion of the melt film at the end face of a rotating billet, the higher its parameters (frequency, amplitude and acceleration), the more negative they affect the dispersed composition of the powder, reducing the yield of a given fraction. Vibration, in addition, have a destructive effect on the mechanisms. The decrease in their level favorably affects the reliability of the mechanisms and systems of the installation.
Предлагаемая установка поясняется чертежами, где на:The proposed installation is illustrated by drawings, where:
- фиг. 1 показан общий вид установки в сборе;- FIG. 1 shows a general view of the complete assembly;
- фиг. 2 показано сечение по осевой плоскости камер механизмов и плавления установки.- FIG. 2 shows a section along the axial plane of the chambers of the mechanisms and the melting unit.
Установка состоит из накопителя заготовок в составе приемного стола 1 с механизмом наклона 2, разделителя 3 заготовок, рольганга 4, шлюзового устройства 5 с узлом обдува 6, причем накопитель пристыкован к камере механизмов 7, в пространство которой помещена платформа 8 на пневмоподвеске (на фиг. 1 не показаны) с размещенными на ней приводными опорными барабанами 9 и нажимными роликами 10 с приводами 11 подъема/опускания, с шарнирными узлами 12, а также механизм продольного перемещения 13 с роликовым зажимом-люнетом 14, рольгангом 15 со сталкивателем 16 заготовки 17. Опорные барабаны 9 с приводом вращения 18 снабжены шлицевыми валами 19, на которые посажен роликовый зажим-люнет 14, соосно с которым смонтирован узел распыления 20 на валках 21 с приводом вращения 22 и стыковочное устройство 23 заготовок 17. Камера механизмов 7 пристыкована к плавильной камере 24 и сообщено с ней отверстием 25, напротив которого на откатной крышке 26 установлен плазмотрон 27, снабженный трехкоординатным механизмом со следящим устройством (на фиг. 1 не показаны).The installation consists of a blank of storage blanks as part of a receiving table 1 with a
Под камерой 24 расположен приемник огарков 28, система выпуска порошка в виде отъемного модуля, включающего промежуточный накопитель 29 порошка с охладителем, просеивающую машину с сепаратором, заключенные в герметичный корпус 30, состыкованный с приемником порошка 31, причем как отъемный модуль, так и приемник порошка (бункер) снабжены подвижными платформами.Under the
Установка снабжена также обслуживающими системами в том числе вакуумной, подачи и рециркуляции газа, водоохлаждения, пневмосистемой, энергоснабжения, управления и автоматики, которые на фиг. 1-2 не показаны.The installation is also equipped with service systems including vacuum, gas supply and recirculation, water cooling, pneumatic system, power supply, control and automation, which are shown in FIG. 1-2 are not shown.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
В исходном положении все элементы установки собраны и подготовлены к работе, внутреннее пространство герметизировано.In the initial position, all the elements of the installation are assembled and prepared for work, the internal space is sealed.
Запуск установки начинают с включения обслуживающих систем, а именно: энергоснабжения, управления и автоматики, водоохлаждения, пневмосистемы, газовой и вакуумной систем. При этом откачкой обеспечивают удаление воздушной среды из установки до требуемого уровня остаточного давления, а затем заполняют ее рабочей средой (смесью инертных газов) и доводят давление в установке до требуемого уровня.The start of the installation begins with the inclusion of service systems, namely: power supply, control and automation, water cooling, pneumatic system, gas and vacuum systems. In this case, pumping ensures that the air is removed from the installation to the desired level of residual pressure, and then it is filled with a working medium (a mixture of inert gases) and the pressure in the installation is brought to the required level.
На приемный стол 1 подают партию заготовок 17 и включением механизма наклона 2 обеспечивают раскатку заготовок по плоскости стола 1 в один слой. При этом первая заготовка слоя входит в зацепление с разделителем 3, который перемещает ее на рольганг 4, а следующая заготовка на столе 1 при этом входит в зацепление с разделителем 3 и остается в этом положении для ожидания очередной подачи заготовки.On the receiving table 1 serves a batch of
Включают в движение рольганг 4, запускают узел обдува 6 и открывают входной затвор шлюзового устройства 5. Заготовка 17 при этом по рольгангу 4 перемещается в пространство шлюзового устройства 5, пройдя при этом очистку от пылевых частиц обдувкой кондиционным (обеспыленным и осушенным) воздухом посредством узла 6.Turn on the rolling table 4, start the blowing unit 6 and open the inlet gate of the
При достижении заготовкой 17 конечной позиции в шлюзовом устройстве 5, рольганг 4 останавливают, а входной затвор шлюзового устройства 5 закрывают, герметизируя тем самым его пространство. Пространство шлюза 5 совместно с помещенной в него заготовкой 17 вакуумируют, заполняют затем рабочим газом, снова откачивают, обеспечивая тем самым «промывку» (дегазацию) пространства шлюза 5 и заготовки 17 от адсорбированных на их поверхностях примесных загрязняющих газов. После «промывки» пространство шлюза вновь заполняют рабочим газом, выравнивают его давление с давлением в установке, открывают выходной затвор шлюзового устройства 5 и включают движение рольганга 4. Заготовка 17 при этом перемещается из пространства шлюза 5 в пространство камеры механизмов 7 на ее рольганг 15, включением которого в работу обеспечивают перемещение заготовки 17 на позицию перегрузки ее на опорные барабаны 9. Перегрузку обеспечивает сталкиватель 16, при этом прижимные ролики 9 переводятся приводами 11 в верхнее положение. Заготовку 17 плавно перемещают в зазор между барабанами 9, а ролики 10 при этом поддерживают и отслеживают перемещение заготовки 17, предотвращая тем самым удары ее о поверхность барабанов 9. Подводят до упора в торец заготовки толкатель стыковочного устройства 23 и далее сдвигают заготовку 17 по барабанам 9, под захват люнета 20. Зажатую люнетом 20 заготовку 17 механизмом 13 перемещают в сторону плавильной камеры в полость узла распыления 20, освобождая место на барабанах 9 для загрузки на них новой заготовки 17. Загрузку второй и последующих заготовок 17 обеспечивают аналогично первой заготовке.When the
Вторую и последующие заготовки, выполненные с замковым устройством на торцах в форме шипа и паза, стыковочным устройством 23 соединяют между собой, образуя составную или «непрерывную» заготовку.The second and subsequent blanks, made with a locking device at the ends in the form of a spike and a groove, are connected by a docking device 23 to each other, forming a composite or “continuous” blank.
По мере удлинения составной заготовки в результате стыковки ее торец входит в полость распылительного узла 20 на позицию плавления. В этой позиции торец составной заготовки должен совпасть с плоскостью торца распылительного узла 20, при этом загрузка дополнительных заготовок 17 на барабаны 9 временно прекращается.As the composite preform elongates as a result of docking, its end face enters the cavity of the
Затем производят включение ряда устройств и систем установки, а именно - плазмотрона 27 в режиме холостого хода на минимальную мощность плазменной струи, просеивающей машины и сепаратора системы выпуска порошка (отъемного модуля 30), накопителя порошка с охладителем 29, с подачей в них охлаждающего газа и, наконец, включают приводы вращения 18 барабанов 9 (вращения заготовки) и привода вращения 22 распылительного узла 20.Then, a number of devices and installation systems are turned on, namely, the
При достижении требуемой частоты вращения распылительного узла 20 плазмотрон 27, трехкоординатным механизмом приближают к торцу составной заготовки на расстояние, автоматически отслеживаемое следящим устройством, и увеличивают его мощность до требуемого (рабочего) значения. Плазмотрон 27 посредством трехкоординатного механизма совершает регламентированные перемещения плазменной струи по плоскости торца составной заготовки и распылительного узла, обеспечивая тем самым их совместное оплавление. При этом формируется профиль торца распылительного узла 20 в виде чаши. Капли расплава, стекая с периметра торца заготовки, подхватываются торцом распылительного узла 20, растекаются по его поверхности и перемещаются к кромке периметра, где отрываются в виде мелкодисперсных капелек расплава. Капельки в процессе полета охлаждаются газом камеры плавления, затвердевают и падают в накопитель с охладителем 29, где охлаждаются газом в продуваемом слое. Накопление порошка обеспечивают до некоторого объема (или массы), определяемого опытным путем, после чего обеспечивают выпуск охлажденного порошка из накопителя 29 в просеивающую машину и сепаратор модуля 30 и далее в приемник порошка 31.When the required speed of the spraying
Время движения порошка из накопителя 29 в модуль 30 для рассева и сепарации регулируют таким образом, чтобы частицы порошка успели охладиться до приемлемой температуры, на которую рассчитано просеивающее полотно просеивающей машины. Оно устанавливается в зависимости от крупности частиц порошка, причем чем крупнее порошок, тем большее время требуется для его охлаждения.The time of movement of the powder from the
По мере сплавления составной заготовки к ней подстыковывают новые дискретные заготовки 17 посредством стыковочного устройства 23 и обеспечивают тем самым непрерывный режим распыления и получения порошка.As the composite billet is fused, new
Приемник порошка 31 при заполнении его объема до допустимого предела заменяют на новый порожний, а заполненный отправляют на склад или по назначению. На время замены приемника 31 порошка накопитель порошка 24 с охладителем переводят в режим приема и охлаждения порошка без выпуска его на рассев и сепарацию в модуль 30. Смену приемников порошка 31 обеспечивают с соблюдением режима поддержания защитной атмосферы в его объеме и подводящих порошок системах с предварительной откачкой и последующим заполнением рабочим газом с выравниванием давления до уровня, созданного в объеме остальных частей установки.The
Остановку рабочего процесса на установке можно осуществить в любой момент времени путем отключения плазмотрона 27 и остановки приводов камеры механизмов 7.The workflow at the installation can be stopped at any time by turning off the
Были проведены сравнительные испытания предлагаемого способа и осуществляющей его установки со способом и установкой-прототипом. Результаты испытаний представлены в табл. 1.Comparative tests of the proposed method and its installation with the method and installation of the prototype were carried out. The test results are presented in table. one.
Данные, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том, что предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с прототипом повышение выходов годного на 15%, снижение затрат как на выпуск продукции, так и на ее техобслуживание и ремонт.The data given in table. 1, indicate that the proposed method provides, in comparison with the prototype, an increase in yield by 15%, a reduction in both the cost of production, and its maintenance and repair.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123688A RU2645169C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Method and apparatus for producing metal powder by centrifugal spraying |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123688A RU2645169C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Method and apparatus for producing metal powder by centrifugal spraying |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016123688A RU2016123688A (en) | 2017-12-20 |
RU2645169C2 true RU2645169C2 (en) | 2018-02-16 |
Family
ID=60718230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016123688A RU2645169C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Method and apparatus for producing metal powder by centrifugal spraying |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2645169C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769116C1 (en) * | 2020-12-25 | 2022-03-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method for producing metal powder |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699431C1 (en) * | 2018-12-10 | 2019-09-05 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Method of producing spherical metal powders and apparatus for its implementation |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU933122A1 (en) * | 1977-03-22 | 1982-06-07 | Предприятие П/Я Г-4361 | Apparatus for producing pellets |
JPS63210206A (en) * | 1987-02-26 | 1988-08-31 | Nkk Corp | Apparatus for producing metal powder |
US6835227B2 (en) * | 2002-12-02 | 2004-12-28 | National Taiwan University | Process for manufacturing alloy powder with dual consumable rotary electrodes arc melting |
RU2361698C1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method of shots and granules receiving |
RU2467835C1 (en) * | 2011-10-21 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Device for making powder and axial-flow spraying |
RU2475336C1 (en) * | 2011-09-19 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of producing metal powder by centrifugal spraying |
RU2536122C1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method to produce microingots from melt by centrifugal disintegration |
-
2016
- 2016-06-15 RU RU2016123688A patent/RU2645169C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU933122A1 (en) * | 1977-03-22 | 1982-06-07 | Предприятие П/Я Г-4361 | Apparatus for producing pellets |
JPS63210206A (en) * | 1987-02-26 | 1988-08-31 | Nkk Corp | Apparatus for producing metal powder |
US6835227B2 (en) * | 2002-12-02 | 2004-12-28 | National Taiwan University | Process for manufacturing alloy powder with dual consumable rotary electrodes arc melting |
RU2361698C1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method of shots and granules receiving |
RU2475336C1 (en) * | 2011-09-19 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of producing metal powder by centrifugal spraying |
RU2467835C1 (en) * | 2011-10-21 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Device for making powder and axial-flow spraying |
RU2536122C1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method to produce microingots from melt by centrifugal disintegration |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769116C1 (en) * | 2020-12-25 | 2022-03-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method for producing metal powder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016123688A (en) | 2017-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103962560B (en) | The compound metal of a kind of molten forging increases material manufacturing installation | |
RU2645169C2 (en) | Method and apparatus for producing metal powder by centrifugal spraying | |
US10315408B2 (en) | Additive manufacturing apparatus and method | |
RU2770923C1 (en) | Apparatus and method for producing a spherical metal powder used in 3d printing | |
US20210308764A1 (en) | Apparatus and method for preparing spherical metal powder based on one-by-one atomization method for uniform droplets | |
WO2013095070A1 (en) | Method for manufacturing sputtering target using cold spray and cold spray device | |
US8016908B2 (en) | Metal powder production system and method | |
CN116197407A (en) | Method for producing preforms using cold spraying | |
RU2467835C1 (en) | Device for making powder and axial-flow spraying | |
CN104525961A (en) | Method and device for efficiently preparing superfine spherical metal powder with high melting point | |
CN115135435A (en) | Device for producing metal powder by centrifugal atomization | |
CN105710371A (en) | Plasma 3D printing remanufacturing equipment and method for train wheel | |
JP6276091B2 (en) | Blasting device used in 3D additive manufacturing equipment | |
CN103182513B (en) | Device for preparing metal powder by inert gas shielded plasmas | |
JP2022500562A (en) | Assembly and method for producing metal powder | |
CN103302296A (en) | Titanium powder production apparatus and method | |
SU933122A1 (en) | Apparatus for producing pellets | |
RU2581545C2 (en) | Production of titanium pellets | |
RU2475336C1 (en) | Method of producing metal powder by centrifugal spraying | |
CN114082964A (en) | Production device and preparation method of movable electrode plate made of dispersion-strengthened copper alloy material | |
RU2356696C1 (en) | Device for receiving of metallic powder | |
EP3227032B1 (en) | Thermal spray method integrating selected removal of particulates | |
RU2171160C1 (en) | Method for centrifugal spraying of metal and apparatus for performing the same | |
US11433624B2 (en) | Peen-forming of thermoplastic composite material | |
RU2278904C1 (en) | Installation for spraying of the gas-thermal coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180616 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190904 |