RU2705748C1 - Method of producing powder from metal chips - Google Patents

Method of producing powder from metal chips Download PDF

Info

Publication number
RU2705748C1
RU2705748C1 RU2019121340A RU2019121340A RU2705748C1 RU 2705748 C1 RU2705748 C1 RU 2705748C1 RU 2019121340 A RU2019121340 A RU 2019121340A RU 2019121340 A RU2019121340 A RU 2019121340A RU 2705748 C1 RU2705748 C1 RU 2705748C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
grinding
chips
white spirit
grinding bodies
Prior art date
Application number
RU2019121340A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Геннадьевич Разумов
Дмитрий Валерьевич Масайло
Вадим Шамилевич Суфияров
Алексей Олегович Силин
Анатолий Анатольевич Попович
Иван Сергеевич Гончаров
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ")
Priority to RU2019121340A priority Critical patent/RU2705748C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705748C1 publication Critical patent/RU2705748C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F8/00Manufacture of articles from scrap or waste metal particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy, particularly, to production of powder metal materials from metal chips. First, the initial raw material is cleaned from the cutting fluid, for which purpose the chips are poured with white spirit, the white spirit is stirred and drained. Chip chips are filled in centrifugation device for removal of white spirit, treatment is performed for 3–10 minutes, after that remaining amount of coolant is burnt out in chamber furnace at temperature from 100 °C to 200 °C. Crushing of chips is carried out in ball mill of attritor type, grinding bodies with size of 5–15 mm, at ratio of weight of material to grinding bodies in range of 1:10–1:30. Chamber of attritor is blown with inert gas for 5–10 minutes and milled for 1–4 hours. Obtained powder is cooled to ambient temperature, screened from grinding bodies on sieve with cell diameter of 3 mm and screened obtained powder into fractions with separation of fraction not larger than 150 mcm. Thereafter, plasma powder is spheroidized and washed in an ultrasonic bath containing, for example, deionised water.
EFFECT: stabilization of granulometric properties of powder, reduced morphological diversity of particles, increased bulk density and fluidity, as well as reduced sensitivity to friction.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к способам получения порошковых металлических материалов из вторичного сырья, в том числе, металлической стружки (преимущественно, жаропрочной стали).The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular, to methods for producing powder metal materials from secondary raw materials, including metal chips (mainly heat-resistant steel).

Порошковая металлургия - область науки и техники, охватывающая совокупность методов изготовления порошков металлов, сплавов и металлоподобных соединений, полуфабрикатов и изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента.Powder metallurgy is a field of science and technology that encompasses a set of methods for the manufacture of powders of metals, alloys and metal-like compounds, semi-finished products and products from them or their mixtures with non-metallic powders without melting the main component.

Из имеющихся разнообразных способов обработки металлов порошковая металлургия занимает особое место, так как позволяет получать не только изделия различных форм и назначений, но и создавать принципиально новые материалы, которые другим путем получить или очень сложно, или невозможно.Of the various methods of metal processing that are available, powder metallurgy occupies a special place, since it allows one to obtain not only products of various shapes and purposes, but also to create fundamentally new materials that are either very difficult or impossible to obtain in a different way.

Технологический процесс производства изделий методом порошковой металлургии начинается с получения металлических порошков. Известно большое количество методов их получения.The technological process of manufacturing products by powder metallurgy begins with the production of metal powders. A large number of methods for their preparation are known.

Разнообразие применяемых методов объясняется тем, что качественные характеристики порошков и изделий в значительной степени определяются методом изготовления порошков. Порошок одного и того же металла в зависимости от метода производства резко изменяет некоторые из свойств, определяющих применимость его для той или иной цели.The variety of methods used is explained by the fact that the qualitative characteristics of powders and products are largely determined by the method of manufacturing powders. Powder of the same metal, depending on the production method, dramatically changes some of the properties that determine its applicability for a particular purpose.

В практике металлические порошки характеризуются по физическим, химическим и технологическим свойствам.In practice, metal powders are characterized by their physical, chemical and technological properties.

К физическим свойствам порошков обычно относят преобладающую форму частиц и гранулометрический состав порошка. Форма частиц, в основном, зависит от способа получения и может быть сферической, губчатой, осколочной, дендритной, тарельчатой и чешуйчатой. Форма частиц оказывает влияние на плотность, прочность и однородность изделия. Гранулометрический состав порошка представляет собой относительное содержание фракций частиц различной крупности. В сочетании с другими свойствами он решающим образом влияет на достижение заданных механических свойств спеченных изделий.The physical properties of powders usually include the predominant particle shape and particle size distribution of the powder. The shape of the particles mainly depends on the method of preparation and can be spherical, spongy, fragmentation, dendritic, dish-shaped and scaly. The shape of the particles affects the density, strength and uniformity of the product. The particle size distribution of the powder is the relative content of fractions of particles of various sizes. In combination with other properties, it decisively affects the achievement of specified mechanical properties of sintered products.

К химическим свойствам порошков относят в первую очередь содержание основного металла, примесей и загрязнений.The chemical properties of powders include primarily the content of the base metal, impurities and impurities.

Под технологическими свойствами порошков понимают насыпную плотность порошка, текучесть и прессуемость.The technological properties of powders are understood as the bulk density of the powder, fluidity and compressibility.

Насыпная плотность порошка – это масса единицы его объема при свободной насыпке. Она определяется плотностью материала порошка, размером и формой его частиц, плотностью укладки частиц и состоянием их поверхности. Например, сферические порошки с гладкой поверхностью обеспечивают более высокую насыпную плотность.The bulk density of the powder is the mass of a unit of its volume with free filling. It is determined by the density of the powder material, the size and shape of its particles, the density of the particles and the state of their surface. For example, spherical powders with a smooth surface provide higher bulk density.

Текучесть порошка – это способность перемещаться под действием силы тяжести. Она оценивается временем истечения определенной навески через калиброванное отверстие. Текучесть зависит от плотности материала, гранулометрического состава, формы и состояния поверхности частиц и влияет на производительность автоматических прессов при прессовании, так как она определяет время заполнения порошком пресс-формы. Текучесть ухудшается при увлажнении порошка, увеличении его удельной поверхности и доли мелкой фракции.Powder fluidity is the ability to move by gravity. It is estimated by the time of expiration of a certain sample through a calibrated hole. The fluidity depends on the density of the material, particle size distribution, shape and state of the surface of the particles and affects the performance of automatic presses during pressing, as it determines the time it takes to fill the mold with powder. The fluidity deteriorates when the powder is wetted, its specific surface area and the fraction of the fine fraction increase.

Прессуемость порошка – это способность порошка под влиянием внешнего усилия приобретать и удерживать определенную форму и размеры.Compressibility of a powder is the ability of a powder to acquire and hold a specific shape and size under the influence of an external force.

Порошки одного и того же химического состава, но с разными физическими характеристиками могут обладать различными технологическими свойствами, что влияет на условия дальнейшего превращения порошков в готовые изделия.Powders of the same chemical composition, but with different physical characteristics, may have different technological properties, which affects the conditions for the further transformation of powders into finished products.

Поэтому физические, химические и технологические свойства порошков находятся в непосредственной зависимости от метода получения порошка.Therefore, the physical, chemical and technological properties of the powders are directly dependent on the method of obtaining the powder.

Все способы получения порошков, которые встречаются в современной практике, можно разделить на две группы: механические способы и физико-химические способы.All methods for producing powders that are found in modern practice can be divided into two groups: mechanical methods and physicochemical methods.

Механическими способами получения порошков считаются такие технологические процессы, при которых исходный материал в результате воздействия внешних сил измельчается без изменения химического состава.Mechanical processes for producing powders are considered such technological processes in which the source material is crushed as a result of external forces without changing the chemical composition.

К физико-химическим способам относят такие технологические процессы, в которых получение порошка связано с изменением химического состава исходного сырья в результате глубоких физико-химических превращений.Physicochemical methods include such technological processes in which powder production is associated with a change in the chemical composition of the feedstock as a result of deep physicochemical transformations.

Механическое измельчение или размол проводится в различных устройствах, а именно: в шаровых, планетарных, вибрационных, вихревых, гироскопических, струйных мельницах, аттриторах.Mechanical grinding or grinding is carried out in various devices, namely: in ball, planetary, vibration, vortex, gyroscopic, jet mills, attritors.

Аттриторные устройства являются одной из разновидностей шаровых мельниц. Размольные тела находятся в вертикально расположенном неподвижном барабане, внутри которого со скоростью более 100 об/мин вращается вертикальная лопастная мешалка. Циркуляцию размольных тел и истирание измельчаемого материала обеспечивают гребки, наклонно укрепленные на лопастях мешалки. Аттриторные мельницы конструктивно просты, удобны в эксплуатации и позволяют вести процесс измельчения непрерывно. В результате размола получают порошки с достаточно равномерным распределением частиц по размерам, при этом нужная дисперсность достигается в несколько раз быстрее, чем в обычных шаровых мельницах.Attritor devices are one of the varieties of ball mills. The grinding bodies are located in a vertically located stationary drum, inside of which a vertical paddle mixer rotates at a speed of more than 100 rpm. Circulation of grinding bodies and abrasion of the crushed material is ensured by strokes inclined on the mixer blades. Attritor mills are structurally simple, easy to operate and allow the grinding process to be carried out continuously. As a result of grinding, powders are obtained with a fairly uniform distribution of particle sizes, while the required dispersion is achieved several times faster than in conventional ball mills.

В качестве прототипа выбран способ получения тонкодисперсного порошка из металлической стружки в барабанном измельчителе [RU2090313]. При реализации данного способа измельчение металлической стружки в барабанном измельчителе ведут при одновременном воздействии вибрации и вращательного движения барабана вокруг собственной оси, что повышает интенсивность процесса измельчения.As a prototype of the selected method of producing fine powder from metal chips in a drum grinder [RU2090313]. When implementing this method, the grinding of metal shavings in a drum grinder is carried out under the influence of vibration and rotational movement of the drum around its own axis, which increases the intensity of the grinding process.

Недостатком способа является невысокое качество получаемого порошка, так как способ не предусматривает предварительную очистку стружки от различного рода загрязнителей, в том числе, смазочно-охлаждающей жидкости, что приводит к появлению примесей в порошке, ухудшающих качество конечных изделий. Порошок, полученный после размола, состоит из частиц неправильной формы с рыхлой структурой, что делает его нетехнологичным и ограничивает области применения. Он имеет нестабильные гранулометрические свойства, низкую насыпную плотность и текучесть, снижающие производительность процесса прессования, вследствие увеличения времени заполнения порошком пресс-формы.The disadvantage of this method is the low quality of the obtained powder, since the method does not provide for preliminary cleaning of the chips from various kinds of pollutants, including cutting fluid, which leads to the appearance of impurities in the powder that impair the quality of the final products. The powder obtained after grinding consists of particles of irregular shape with a loose structure, which makes it non-technological and limits the scope. It has unstable granulometric properties, low bulk density and fluidity, which reduce the performance of the pressing process, due to the increase in the time it takes to fill the mold with powder.

Таким образом, технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа получения порошка из стружки, повышающего качество конечного продукта.Thus, the technical problem to which the invention is directed is the development of a method for producing powder from chips that improves the quality of the final product.

Решение указанной технической проблемы достигается за счет того, что при использовании способа получения порошка из стружки высоколегированной жаропрочной стали, включающего измельчение исходного сырья механическим образом, предварительно осуществляют очистку исходного сырья от СОЖ, для чего заливают стружку уайт-спиритом и перемешивают, затем уайт-спирит сливают; засыпают стружку в устройство центрифугирования для удаления уайт-спирита, при этом обработку производят от 3 до 10 минут в зависимости от массы материала, после чего выжигают оставшееся количество СОЖ в камерной печи при температуре от 100 °С до 200 °С; измельчение стружки производят в шаровой мельнице аттриторного типа, при этом используют размольные тела размером от 5 до 15 мм, а соотношение массы загрузки материала к размольным телам выбирают в диапазоне 1:10-1:30; продувают камеру аттритора инертным газом в течение 5-10 минут, затем производят процесс измельчения в течение 1-4 часов; после завершения измельчения охлаждают полученный порошок до температуры окружающей среды и осуществляют разгрузку полученного продукта путем отсева его от размольных тел на сите с диаметром ячейки 3 мм затем производят рассев полученного порошка на фракции, на следующем этапе используют частицы не крупнее 150 мкм; на последнем этапе производят плазменную сфероидизацию порошка, для чего установку для плазменной сфероидизации продувают инертным газом (аргон, гелий) и задают значения технологических параметров, а именно: расход водорода от 3 до 4 стандартных литров в минуту, давление в камере от 0,88 до 1 атмосферы, расход несущего газа от 2 до 5 стандартных литров в минуту, расход порошка от 1 до 3 кг/ч, точка ввода порошка в плазму (нулевая точка) ±15 мм и производят запуск процесса низкотемпературной плазменной сфероидизации, после окончания которого сфероидизированный порошок отмывают в ультразвуковой ванне, содержащей, например, деионизированную воду, в весовом соотношении 1:1.The solution to this technical problem is achieved due to the fact that when using the method of producing powder from high-alloy heat-resistant steel shavings, including grinding the feedstock mechanically, the coolant is preliminarily cleaned from the feedstock, for which the shavings are poured with white spirit and mixed, then white spirit drained; pour the chips into the centrifugation device to remove the white spirit, while the treatment is carried out from 3 to 10 minutes depending on the weight of the material, after which the remaining coolant is burned in the chamber furnace at a temperature of from 100 ° C to 200 ° C; shavings are crushed in an attritor type ball mill, using grinding bodies from 5 to 15 mm in size, and the ratio of the material loading mass to the grinding bodies is selected in the range 1: 10-1: 30; purge the attritor chamber with inert gas for 5-10 minutes, then produce a grinding process for 1-4 hours; after grinding is completed, the resulting powder is cooled to ambient temperature and the resulting product is unloaded by screening it from grinding bodies on a sieve with a mesh diameter of 3 mm, then the resulting powder is sieved into fractions, and particles not larger than 150 microns are used in the next step; at the last stage, plasma spheroidization of the powder is performed, for which the plasma spheroidization plant is purged with an inert gas (argon, helium) and the process parameters are set, namely: hydrogen flow rate from 3 to 4 standard liters per minute, chamber pressure from 0.88 to 1 atmosphere, the carrier gas flow rate from 2 to 5 standard liters per minute, the powder flow rate from 1 to 3 kg / h, the powder entry point into the plasma (zero point) ± 15 mm, and the process of low-temperature plasma spheroidization is started, after which the spheres ized powder is washed in an ultrasonic bath containing, for example, deionized water, in a weight ratio of 1: 1.

При реализации предложенного способа, заключающегося в трехэтапной обработке металлической стружки, обеспечивается повышение качества готового порошка, выражающееся в стабилизации его гранулометрических свойств, уменьшении морфологического разнообразия частиц, увеличении насыпной плотности и текучести, а также, снижении чувствительности к трению.When implementing the proposed method, which consists in a three-stage processing of metal chips, the quality of the finished powder is improved, expressed in the stabilization of its particle size distribution, a decrease in the morphological diversity of particles, an increase in bulk density and fluidity, as well as a decrease in sensitivity to friction.

На прилагаемых к описанию чертежах дано:On the drawings attached to the description is given:

- Три этапа реализации способа получения порошка (фиг. 1);- Three stages of the implementation of the method for producing powder (Fig. 1);

- Первый этап – очистка сырья (фиг. 2);- The first stage is the purification of raw materials (Fig. 2);

- Схема устройства аттриторной мельницы (фиг. 3);- The scheme of the device attritor mill (Fig. 3);

- Второй этап – измельчение стружки (фиг. 4);- The second stage is grinding chips (Fig. 4);

- Третий этап – сфероидизация порошка в низкотемпературной плазме (фиг. 5);- The third stage is the spheroidization of the powder in a low-temperature plasma (Fig. 5);

- Фрагмент установки для плазменной сфероидизации (фиг. 6).- A fragment of the installation for plasma spheroidization (Fig. 6).

Способ получения порошка из вторичного сырья (стружки) состоит из трех этапов (фиг. 1).The method of obtaining powder from recycled materials (chips) consists of three stages (Fig. 1).

На первом (фиг. 2) осуществляют очистку исходного сырья от смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Удаление СОЖ производят следующим образом.At the first (Fig. 2), the feedstock is cleaned of the cutting fluid (coolant). Coolant removal is carried out as follows.

Сначала заливают стружку уайт-спиритом и перемешивают. Затем уайт-спирит сливают.First, pour the chips with white spirit and mix. Then the white spirit is drained.

3асыпают стружку в устройство центрифугирования для удаления уайт-спирита. Обработку производят от 3 до 10 минут в зависимости от массы материала.Pour the chips into the centrifugation device to remove the white spirit. Processing is carried out from 3 to 10 minutes, depending on the weight of the material.

Выжигают оставшееся количество СОЖ в камерной печи при температуре от 100 °С до 200 °С.The remaining amount of coolant is burned out in a chamber furnace at a temperature of from 100 ° C to 200 ° C.

На втором этапе производят измельчение стружки в шаровой мельнице аттриторного типа (фиг. 3).At the second stage, chips are crushed in an attritor type ball mill (Fig. 3).

Мельница состоит из вертикально расположенного неподвижного барабана 1, содержащего наружную 2 и внутреннюю 3 стенки, между которыми имеется полость 4. В эту полость может подаваться вода или другая охлаждающая жидкость. Внутренняя стенка барабана образует размольную емкость 5. Внутри барабана находится вал мешалки 6 с расположенными на нем лопастями 7, размольные тела 8 и измельчаемый материал 9.The mill consists of a vertically located stationary drum 1 containing an outer 2 and an inner 3 wall, between which there is a cavity 4. Water or other cooling liquid can be supplied into this cavity. The inner wall of the drum forms a grinding vessel 5. Inside the drum there is a mixer shaft 6 with blades 7 located on it, grinding bodies 8 and crushed material 9.

Вертикальная лопастная мешалка вращается внутри барабана со скоростью более 100 об/мин. Циркуляцию размольных тел и истирание измельчаемого материала обеспечивают гребки, наклонно укрепленные на лопастях мешалки.The vertical paddle mixer rotates inside the drum at a speed of more than 100 rpm. Circulation of grinding bodies and abrasion of the crushed material is ensured by strokes inclined on the mixer blades.

Перед помолом взвешивают измельчаемый материал (фиг. 4). Заполняют бак аттритора стружкой и размольными телами, при этом размер размольных тел от 5 до 15 мм, а соотношение массы загрузки материала к размольным телам в диапазоне 1:10-1:30.Before grinding weigh the crushed material (Fig. 4). The attritor tank is filled with chips and grinding bodies, while the size of the grinding bodies is from 5 to 15 mm, and the ratio of the mass of the material loading to the grinding bodies is in the range of 1: 10-1: 30.

Продувают камеру аттритора инертным газом в течение 5-10 минут, затем производят процесс измельчения в течение 1-4 часов. После завершения измельчения дожидаются охлаждения полученного порошка и осуществляют разгрузку полученного продукта путем отсева его от размольных тел на сите с диаметром ячейки 3 мм.The attritor chamber is flushed with inert gas for 5-10 minutes, then the grinding process is carried out for 1-4 hours. After grinding is completed, the resulting powder is cooled and the resulting product is unloaded by screening it from the grinding bodies on a sieve with a mesh diameter of 3 mm.

Производят измерение массы полученного порошка, затем его рассев на фракции:Measure the mass of the obtained powder, then sieving it into fractions:

- менее 45 мкм;- less than 45 microns;

- от 45 до 71 мкм;- from 45 to 71 microns;

- от 71 до 90 мкм;- from 71 to 90 microns;

- от 90 до 125 мкм;- from 90 to 125 microns;

- от 125 до 150 мкм.- from 125 to 150 microns.

Производят измерение массы порошка и рассчитывают выход товарной фракции. Порошок размером более 150 мкм не пригоден для дальнейшею использования, его отправляют на вторичное измельчение.The powder mass is measured and the yield of the product fraction is calculated. Powder larger than 150 microns is not suitable for further use, it is sent for secondary grinding.

На третьем этапе (фиг. 5) производят плазменную сфероидизацию порошка.At the third stage (Fig. 5), plasma spheroidization of the powder is performed.

Для этого на установке для плазменной сфероидизации (на фиг. 6 показан фрагмент установки 10, включающей сопло 11) подключают используемые газы (водород, аргон, гелий) и продувают ее инертным газом.To do this, the installation for plasma spheroidization (Fig. 6 shows a fragment of the installation 10, including the nozzle 11) connect the gases used (hydrogen, argon, helium) and blow it with an inert gas.

Задают значения технологических параметров процесса плазменной сфероидизации:The values of the technological parameters of the plasma spheroidization process are set:

- Масса порошка, загружаемого в установку плазменной сфероидизации от 0,1 до 10 кг;- The mass of powder loaded into the plasma spheroidization apparatus is from 0.1 to 10 kg;

- Расход водорода от 3 до 4 стандартных литров в минуту (0,18 – 0,24 м3/час);- The consumption of hydrogen from 3 to 4 standard liters per minute (0.18 - 0.24 m 3 / hour);

- Давление в камере от 0,88 до 1 атмосферы;- The pressure in the chamber from 0.88 to 1 atmosphere;

- Расход (скорость) несущего газа от 2 до 5 стандартных литров в минуту;- Consumption (speed) of carrier gas from 2 to 5 standard liters per minute;

- Скорость подачи порошка от 1 до 3 кг/ч;- Powder feed rate from 1 to 3 kg / h;

- Точка ввода порошка в плазму «нулевая точка» ±15 мм (фиг. 6, нулевая точка 11).- The point of entry of the powder into the plasma "zero point" ± 15 mm (Fig. 6, zero point 11).

Из указанного диапазона параметров при уменьшении фракции используемого порошка выбирают больший расход продуктов.From the specified range of parameters, with a decrease in the fraction of the powder used, a greater consumption of products is selected.

Производят запуск процесса низкотемпературной плазменной сфероидизации. При этом, мелкие фракции порошка испаряются и осаждаются в виде наноразмерных порошковых частиц на поверхности крупных фракций порошков. После прохода всего порошка продувают установку инертным газом. По окончании процесса порошок извлекают из установки.Start the process of low-temperature plasma spheroidization. In this case, the fine powder fractions evaporate and precipitate in the form of nanosized powder particles on the surface of the large powder fractions. After the passage of all the powder, the installation is flushed with an inert gas. At the end of the process, the powder is removed from the installation.

Сфероидизированный порошок отмывают в ультразвуковой ванне, содержащей деионизированную воду или этиловый спирт или гексан, в весовом соотношении 1:1.The spheroidized powder is washed in an ultrasonic bath containing deionized water or ethyl alcohol or hexane in a weight ratio of 1: 1.

Claims (1)

Способ получения порошка из стружки высоколегированной жаропрочной стали, включающий измельчение исходного сырья механическим образом, отличающийся тем, что предварительно осуществляют очистку исходного сырья от СОЖ, для чего заливают стружку уайт-спиритом и перемешивают, затем уайт-спирит сливают, засыпают стружку в устройство центрифугирования для удаления уайт-спирита, при этом обработку производят от 3 до 10 минут в зависимости от массы материала, после чего выжигают оставшееся количество СОЖ в камерной печи при температуре от 100 °С до 200 °С, измельчение стружки производят в шаровой мельнице аттриторного типа, при этом используют размольные тела размером от 5 до 15 мм, а соотношение массы загрузки материала к размольным телам выбирают в диапазоне 1:10-1:30, продувают камеру аттритора инертным газом в течение 5-10 минут, затем производят процесс измельчения в течение 1-4 часов, после завершения измельчения охлаждают полученный порошок до температуры окружающей среды и осуществляют разгрузку полученного продукта путем отсева его от размольных тел на сите с диаметром ячейки 3 мм, затем производят рассев полученного порошка на фракции, на следующем этапе используют частицы не крупнее 150 мкм, на последнем этапе производят плазменную сфероидизацию порошка, для чего установку для плазменной сфероидизации продувают инертным газом в виде аргона, гелия и задают значения технологических параметров, включающие расход водорода от 3 до 4 стандартных литров в минуту, давление в камере от 0,88 до 1 атмосферы, расход несущего газа от 2 до 5 стандартных литров в минуту, расход порошка от 1 до 3 кг/ч, точку ввода порошка в плазму в виде нулевая точка ±15 мм, и производят запуск процесса низкотемпературной плазменной сфероидизации, после окончания которого сфероидизированный порошок отмывают в ультразвуковой ванне, содержащей, например, деионизированную воду, в весовом соотношении 1:1. A method of producing powder from high-alloy heat-resistant steel shavings, including mechanical grinding of the feedstock, characterized in that the coolant is first cleaned of the feedstock by pouring white spirit into the chips and mixing, then pouring the white spirit into the centrifugation device and filling removal of white spirit, while processing is carried out from 3 to 10 minutes depending on the weight of the material, after which the remaining coolant in the chamber furnace is burned out at a temperature of 100 ° С up to 200 ° С, shavings are crushed in an attritor type ball mill, grinding bodies from 5 to 15 mm in size are used, and the ratio of the material loading mass to grinding bodies is selected in the range 1: 10-1: 30, the attritor chamber is blown with inert gas within 5-10 minutes, then the grinding process is carried out for 1-4 hours, after grinding is completed, the resulting powder is cooled to ambient temperature and the resulting product is unloaded by screening it from grinding bodies on a sieve with a mesh diameter of 3 m m, then the obtained powder is sieved into fractions, particles no larger than 150 microns are used at the next stage, plasma spheroidization of the powder is carried out at the last stage, for which the plasma spheroidization plant is purged with an inert gas in the form of argon, helium and the process parameters are set including flow rate hydrogen from 3 to 4 standard liters per minute, the pressure in the chamber from 0.88 to 1 atmosphere, the flow rate of carrier gas from 2 to 5 standard liters per minute, the flow rate of powder from 1 to 3 kg / h, the point of entry of powder into the plasma in the form the zero point is ± 15 mm, and the process of low-temperature plasma spheroidization is started, after which the spheroidized powder is washed in an ultrasonic bath containing, for example, deionized water, in a weight ratio of 1: 1.
RU2019121340A 2019-07-08 2019-07-08 Method of producing powder from metal chips RU2705748C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121340A RU2705748C1 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Method of producing powder from metal chips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121340A RU2705748C1 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Method of producing powder from metal chips

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705748C1 true RU2705748C1 (en) 2019-11-11

Family

ID=68579625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019121340A RU2705748C1 (en) 2019-07-08 2019-07-08 Method of producing powder from metal chips

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705748C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738171C1 (en) * 2020-03-11 2020-12-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Percussion mill
RU2740549C1 (en) * 2020-06-25 2021-01-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method of producing high-quality metal powders from sludge wastes of machine building production
RU2756327C1 (en) * 2020-10-16 2021-09-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук Plasma unit for spheroidising metal powders in a thermal plasma flow
CN114471801A (en) * 2022-02-11 2022-05-13 安子辰 Silicon-manganese alloy crushing device capable of reducing crushing powder for ferrous metallurgy

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63406A (en) * 1986-06-18 1988-01-05 Kawatetsu Techno Res Kk Production of flat metal raw material powder
SU936547A1 (en) * 1980-12-30 1990-08-30 Предприятие П/Я Р-6543 Method of producing steel powder from shavings
SU1111318A1 (en) * 1982-08-18 1990-10-30 Предприятие П/Я Р-6543 Method of producing powder from chips
RU2090313C1 (en) * 1994-11-11 1997-09-20 Тамбовский государственный технический университет Method for producing powder from metal chips

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU936547A1 (en) * 1980-12-30 1990-08-30 Предприятие П/Я Р-6543 Method of producing steel powder from shavings
SU1111318A1 (en) * 1982-08-18 1990-10-30 Предприятие П/Я Р-6543 Method of producing powder from chips
JPS63406A (en) * 1986-06-18 1988-01-05 Kawatetsu Techno Res Kk Production of flat metal raw material powder
RU2090313C1 (en) * 1994-11-11 1997-09-20 Тамбовский государственный технический университет Method for producing powder from metal chips

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738171C1 (en) * 2020-03-11 2020-12-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Percussion mill
RU2740549C1 (en) * 2020-06-25 2021-01-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method of producing high-quality metal powders from sludge wastes of machine building production
RU2756327C1 (en) * 2020-10-16 2021-09-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук Plasma unit for spheroidising metal powders in a thermal plasma flow
CN114471801A (en) * 2022-02-11 2022-05-13 安子辰 Silicon-manganese alloy crushing device capable of reducing crushing powder for ferrous metallurgy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2705748C1 (en) Method of producing powder from metal chips
CN109868405B (en) High-entropy alloy CoCrFeMnNi and atomization powder preparation method thereof
CN107838431A (en) A kind of spherical rhenium powder, preparation method thereof
CN103588391B (en) A kind of hollow glass micropearl and preparation method thereof
Sazegaran et al. Effects of sphere size on the microstructure and mechanical properties of ductile iron–steel hollow sphere syntactic foams
JP5278897B2 (en) Method and apparatus for manufacturing ceramic precision sphere by hydrocasting
JP6771078B1 (en) Alumina particle material and its manufacturing method
FR2861888A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING NUCLEAR FUEL PELLETS
CN113579237B (en) Preparation method for reducing apparent density of copper-tin alloy powder
JPH08109406A (en) Treatment of sponge titanium powder
US11198633B2 (en) Method and plant for producing hollow microspheres made of glass
CN108637264B (en) Ball mill, method for improving flowability of metal powder for 3D printing and metal powder for 3D printing
RU2681022C1 (en) Method for producing narrow fractional spherical powders from heat-resisting alloys based on nickel aluminide
RU2408450C2 (en) Producing barrier metal powders with improved physical and electrical properties
CN116765380B (en) Shape memory high-entropy alloy powder for additive manufacturing and preparation method thereof
KR20030083724A (en) Methods of Making a Niobium Metal Oxide
CN106061922B (en) Alumina base for slide gate nozzle fills sand
CS204987B2 (en) Method of making the steel powder of high current density scattered by water
JP2006052442A (en) Method and apparatus for producing fine spherical copper powder in rotating disc process
JP5544930B2 (en) Granulated powder, porous sintered body and metal filter
RU2740549C1 (en) Method of producing high-quality metal powders from sludge wastes of machine building production
Ter Haar et al. Mixing of powder metallurgical fibre-reinforced aluminium composites
CN110904373B (en) Deep supercooling preparation method of graphene reinforced magnesium-based composite material
CN109420771B (en) Thixotropic molding material, method for producing thixotropic molding material, and molded article
JP7354783B2 (en) Method for manufacturing ceramic spherical bodies