RU2756959C1 - Устройство для получения мелкодисперсного порошка - Google Patents
Устройство для получения мелкодисперсного порошка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2756959C1 RU2756959C1 RU2020118943A RU2020118943A RU2756959C1 RU 2756959 C1 RU2756959 C1 RU 2756959C1 RU 2020118943 A RU2020118943 A RU 2020118943A RU 2020118943 A RU2020118943 A RU 2020118943A RU 2756959 C1 RU2756959 C1 RU 2756959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control unit
- electrode
- cathode
- plasma
- consumable material
- 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
-
- 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
- B22F9/12—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from gaseous material
-
- 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
- B22F9/14—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к оборудованию для плазменного получения металлических порошков. Устройство содержит катодный электрод возбуждения дуги, анодный электрод, блок управления, электрически соединенные с упомянутым блоком управления устройство для подачи расходуемого материала в виде проволоки в зону плазменного распыления и электрическую схему для возбуждения и питания электрической дуги. Устройство содержит измеритель разности электрических потенциалов между расходуемым материалом и катодным электродом возбуждения дуги, выход которого соединен с упомянутым блоком управления, выполненным с возможностью управления скоростью подачи расходуемого материала в зону плазменного распыления. Обеспечивается повышение качества получаемого порошка. 3 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к оборудованию для получения мелкодисперсных порошков металлов и их сплавов методом плазменного плавления и испарения проволочного расходуемого материала в электродуговых плазмотронах.
Уровень техники
Известно устройство для получения мелкодисперсного порошка, содержащее катодный электрод возбуждения дуги, анодный электрод, блок управления, электрически соединенные с упомянутым блоком управления устройство для подачи расходуемого материала в зону плазменного распыления и электрическую схему для возбуждения и питания электрической дуги (RU2708200, дата публикации 05.12.2019). Недостатком данного известного устройства является возможность неконтролируемого изменения объема испаряемого материала и ухудшение его качества, вызванные изменением положения рабочей зоны испаряемого электрода, обусловленная случайным проскальзыванием проволоки в устройстве ее подачи и возможной неравномерностью скорости движения подающих элементов.
Сущность изобретения
Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в повышении качества порошка, получаемого в электродуговых плазменных реакторах с расходуемым проволочным электродом.
Техническим результатом, достигаемым с использованием изобретения, является повышение качества получаемого материала за счет повышения стабильности горения дуги и улучшения однородности получаемых частиц.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения мелкодисперсного порошка, содержащее катодный электрод возбуждения дуги, анодный электрод, блок управления, электрически соединенные с упомянутым блоком управления устройство для подачи расходуемого материала в зону плазменного распыления и электрическую схему для возбуждения и питания электрической дуги, упомянутый катодный электрод возбуждения дуги выполнен виде распылителя потока плазмообразующего газа, внутри которого проходит расходуемый материал, устройство содержит измеритель разности электрических потенциалов между расходуемым материалом и катодным электродом возбуждения дуги, выход которого соединен с упомянутым блоком управления, выполненным с возможностью управлять скоростью подачи расходуемого материала в зону плазменного распыления.
Отличительной особенностью настоящего изобретения является определение положения рабочей зоны расходуемого катода и корректирование на основе этой информации скорости подачи расходуемого материала.
Перечень чертежей
На Фиг.1 показана схема устройства.
На Фиг.2 и Фиг.3 показаны положения рабочей зоны в плазматроне.
Осуществление изобретения
Для изготовления металлических порошков в электродуговых плазмотронах с расходуемым электродом в качестве расходного материала используется отожженная проволока из различных металлов и сплавов, поставляемая в бунтах. При садочном или непрерывном предварительном рекристаллизационном отжиге изготавливаемой проволоки может происходить слипание витков и образование окислов между ними. В процессе подачи в зону плазменного плавления и испарения поступающая из бунта проволока механически выпрямляется, подвергаясь упруго пластическим деформациям. При этом в материале проволоки возникают сжимающие и растягивающие напряжения по всему поперечному сечению. Возможное окисление поверхности проволоки при отжиге и напряжения, возникающие при выпрямлении проволоки, оказывают отрицательное влияние на стабильность электрической дуги и, как следствие, негативно влияет на геометрическую однородность частиц получаемого порошка.
Основной задачей рассматриваемого процесса является получение порошка из проволочного расходного материала с заданным качеством (стабильность геометрической формы и свойств) и производительностью.
Сущность изобретения поясняется Фиг.1, на которой показаны следующие элементы: 1 – распылитель потока газа, используемый в качестве катодного электрода при возбуждении дуги; 2 – анодный электрод; 3 – расходуемый материал; 4 – устройство для подачи расходуемого материала в зону 5 плазменного распыления; 8 – блок управления.
Устройство содержит электрическую схему для возбуждения и питания электрической дуги. Электрическая схема может быть выполнена различным образом. Например, электрическая схема может содержать источник 6 питания возбуждения дуги; электрические ключи 7 и 10; источник 9 питания основной дуги.
Устройство содержит измеритель 11 разности электрических потенциалов между расходуемым материалом 3 и катодным электродом 1 возбуждения дуги. Выход измерителя 11 соединен с блоком управления 8, выполненным с возможностью управлять скоростью подачи расходуемого материала в зону плазменного распыления.
Измеритель 11 определяет положение рабочей зоны 5 расходуемого материала (катода) 3. Отличительной особенностью настоящего изобретения является регулирование величины испаряемого участка расходуемого материала 3 в зависимости от напряжения на распылителе 1 потока газа.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
В канал распылителя потока газа 1 с помощью устройства 4 подается расходуемый материал 3. Вместе с расходуемым материалом 3 может через тот же канал может подаваться и плазмообразующий газ 12.
С помощью источника питания 6 и ключевых элементов 7 и 10 создается разность потенциалов и возбуждается электрическая дуга между распылителем 1 потока газа, выполняющим функцию катодного электрода при возбуждении дуги, и анодным электродом 2. После разогрева возбужденной дугой материала расходуемого катода 3 до необходимой температуры распылитель потока газа 1 становится электрически нейтральным и с помощью ключа 7 формируется основная электрическая цепь плазмотрона «расходуемый катод 3 – анодный электрод 2 – источник питания 9 – плазмообразующий газ 12».
После этого распылитель потока газа 1 становится электрически нейтральным и с помощью ключа 10 подключается к измерителю напряжения 11. Электрический потенциал на распылителе потока газа 1 подается на электронный блок 8, который управляет устройством 4 подачи проволочного расходуемого катода.
Рабочая зона 5 расходуемого катода 3 находится в окрестности торца проволоки. При заданном положении рабочая зона расходуемого катода 3 находится на некотором расстоянии, при котором поток плазмы (см. Фиг.2) не влияет на потенциал распылителя потока газа 1. При приближении рабочей зоны 5, к распылителю 1 (Фиг. 3) потенциал на нем относительно проволоки под действием потока плазмы начинает монотонно увеличиваться. Разность потенциалов между проволокой и распылителем газа 1, определяемую измерителем напряжения 11, используют в качестве управляющего сигнала для блока управления 8. При сближении рабочей зоны 5 и распылителя 1 обеспечивается увеличение скорости подачи расходуемого материала 3, восстанавливая заданное положение рабочей зоны 5 в электродной системе плазмотрона и, как следствие, величину тока дуги.
Таким образом, в электродной системе плазмотрона, после возбуждения электрической дуги измеритель 11 подключают к измерителю разницы электрических потенциалов между проволокой 3 и распылителем газа 1, используемым в этот момент в качестве нейтрального электрода. На этой стадии потенциал на распылителе соответствует потенциалу, контактирующей с ним области плазмы. По мере приближения рабочей зоны к распылителю газа 1 потенциал на нем относительно проволоки 3 начинает монотонно увеличиваться. Разность потенциалов между проволокой 3 и распылителем газа 1 используется в качестве управляющего сигнала для блока управления 3, который при сближении рабочей зоны и распылителя увеличивает скорость подачи проволоки, стабилизируя положение рабочей зоны расходуемого проволочного катода и величину тока дуги.
На Фиг.2 и Фиг.3 приведено положение потока плазмы относительно электродов плазмотрона и распылителя. На них дополнительно обозначено направление 13 движения плазмы с частицами материала расходуемого катода 3 и направление 14 подачи проволочного расходуемого катода 3.
Использованием измерения потенциала на распылителе газа 1 для стабилизации положения рабочей зоны 5 плазмотрона обеспечивается повышение производительности, повышение качества получаемых частиц порошка и стабильность размеров частиц за счет стабилизации горения дуги.
Claims (1)
- Устройство для получения мелкодисперсного металлического порошка, содержащее катодный электрод возбуждения дуги, анодный электрод, блок управления, электрически соединенные с упомянутым блоком управления устройство для подачи расходуемого материала в виде металлической проволоки в зону плазменного распыления и электрическую схему для возбуждения и питания электрической дуги, при этом упомянутый катодный электрод возбуждения дуги выполнен в виде распылителя потока плазмообразующего газа, внутри которого проходит расходуемый материал, отличающееся тем, что оно содержит измеритель разности электрических потенциалов между расходуемым материалом и катодным электродом возбуждения дуги, выход которого соединен с упомянутым блоком управления, выполненным с возможностью управления скоростью подачи расходуемого материала в зону плазменного распыления для регулирования величины испаряемого участка у торца распыляемого материала.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118943A RU2756959C1 (ru) | 2020-06-08 | 2020-06-08 | Устройство для получения мелкодисперсного порошка |
PCT/IB2021/054943 WO2021250528A1 (ru) | 2020-06-08 | 2021-06-06 | Устройство для получения мелкодисперсного порошка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118943A RU2756959C1 (ru) | 2020-06-08 | 2020-06-08 | Устройство для получения мелкодисперсного порошка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2756959C1 true RU2756959C1 (ru) | 2021-10-07 |
Family
ID=78000256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020118943A RU2756959C1 (ru) | 2020-06-08 | 2020-06-08 | Устройство для получения мелкодисперсного порошка |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2756959C1 (ru) |
WO (1) | WO2021250528A1 (ru) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2603210A1 (fr) * | 1986-08-28 | 1988-03-04 | Serole Bernard | Tuyau d'atomisation par gaz, couplee avec un arc electrique ou un plasma. |
RU2133173C1 (ru) * | 1997-12-02 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество "Компат" | Способ получения порошка с микрокристаллической структурой |
US6398125B1 (en) * | 2001-02-10 | 2002-06-04 | Nanotek Instruments, Inc. | Process and apparatus for the production of nanometer-sized powders |
RU2263006C2 (ru) * | 2000-02-10 | 2005-10-27 | Тетроникс Лимитед | Плазменно-дуговой реактор и способ получения тонких порошков |
RU2267239C2 (ru) * | 2000-04-10 | 2005-12-27 | Тетроникс Лимитед | Устройство сдвоенной плазменной горелки |
EP2741864B1 (en) * | 2011-08-11 | 2017-04-19 | ATI Properties LLC | Process for forming products from atomized metals and alloys |
RU2671034C1 (ru) * | 2017-08-28 | 2018-10-29 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Установка для получения частиц порошка и способ ее работы |
RU2693244C2 (ru) * | 2014-03-11 | 2019-07-01 | Текна Плазма Системз Инк. | Способ и устройство для получения порошковых частиц путем атомизации сырьевого материала в форме удлиненного элемента |
RU2708200C1 (ru) * | 2018-11-23 | 2019-12-05 | Олег Александрович Чухланцев | Плазменно-дуговой реактор с расходуемым катодом для получения порошков металлов, сплавов и их химических соединений |
-
2020
- 2020-06-08 RU RU2020118943A patent/RU2756959C1/ru active
-
2021
- 2021-06-06 WO PCT/IB2021/054943 patent/WO2021250528A1/ru active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2603210A1 (fr) * | 1986-08-28 | 1988-03-04 | Serole Bernard | Tuyau d'atomisation par gaz, couplee avec un arc electrique ou un plasma. |
RU2133173C1 (ru) * | 1997-12-02 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество "Компат" | Способ получения порошка с микрокристаллической структурой |
RU2263006C2 (ru) * | 2000-02-10 | 2005-10-27 | Тетроникс Лимитед | Плазменно-дуговой реактор и способ получения тонких порошков |
RU2267239C2 (ru) * | 2000-04-10 | 2005-12-27 | Тетроникс Лимитед | Устройство сдвоенной плазменной горелки |
US6398125B1 (en) * | 2001-02-10 | 2002-06-04 | Nanotek Instruments, Inc. | Process and apparatus for the production of nanometer-sized powders |
EP2741864B1 (en) * | 2011-08-11 | 2017-04-19 | ATI Properties LLC | Process for forming products from atomized metals and alloys |
RU2693244C2 (ru) * | 2014-03-11 | 2019-07-01 | Текна Плазма Системз Инк. | Способ и устройство для получения порошковых частиц путем атомизации сырьевого материала в форме удлиненного элемента |
RU2671034C1 (ru) * | 2017-08-28 | 2018-10-29 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Установка для получения частиц порошка и способ ее работы |
RU2708200C1 (ru) * | 2018-11-23 | 2019-12-05 | Олег Александрович Чухланцев | Плазменно-дуговой реактор с расходуемым катодом для получения порошков металлов, сплавов и их химических соединений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021250528A1 (ru) | 2021-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4610718A (en) | Method for manufacturing ultra-fine particles | |
EP0182560A2 (en) | Semi-transferred arc in a liquid stabilized plasma generator and method for utilizing the same | |
WO2021009683A4 (en) | Method and device for producing heavy metal powders by ultrasonic atomization | |
US3102946A (en) | Electric arc torch | |
CN102574236A (zh) | 借助于等离子切割设备和脉冲电流等离子切割工件的方法 | |
WO2014122876A1 (ja) | イオンボンバードメント装置及びこの装置を用いた基材の表面のクリーニング方法 | |
KR20150002349A (ko) | 전기폭발에 의한 금속 나노분말의 제조방법 및 제조장치 | |
RU2756959C1 (ru) | Устройство для получения мелкодисперсного порошка | |
RU2751607C1 (ru) | Способ получения мелкодисперсного порошка | |
RU205452U1 (ru) | Устройство для получения мелкодисперсного порошка | |
RU2751609C1 (ru) | Способ и устройство для получения порошков для аддитивных технологий | |
CA2476855A1 (en) | Method and device for coating a substrate | |
US3307011A (en) | Method for increasing electrode life | |
US20130011569A1 (en) | Method and device for arc spraying | |
RU2686505C1 (ru) | Способ плазменной обработки металлических изделий | |
RU2751611C1 (ru) | Устройство для получения мелкодисперсного порошка | |
RU2682553C1 (ru) | Электрод для дуговой плавки металлов | |
JP4959293B2 (ja) | 鋳鋼片の表層処理装置及び鋳鋼片の表層処理方法 | |
JPWO2019232612A5 (ru) | ||
JPH05266991A (ja) | 磁気駆動プラズマ反応装置 | |
RU64972U1 (ru) | Устройство для регулирования процесса электронно-лучевой сварки | |
RU2607398C2 (ru) | Способ нанесения покрытий путем плазменного напыления и устройство для его осуществления | |
JP2595365B2 (ja) | 熱プラズマジェット発生装置 | |
JPH03477A (ja) | 複合熱源による溶接装置 | |
RU2023102483A (ru) | Устройство для получения мелкодисперсного металлического порошка в электродуговом плазменном реакторе |