SU1060379A1 - Способ электроэрозионного диспергировани металлов и сплавов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО .ДИСПЕРГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, включающий загрузку частиц материаW /Ч (А ffi 7 7 у 7 ла, подлежащего диспергированию, в сосуд, заполненный рабочей жидкостью , возбуждение электрических разр дов между частицами при перемешивании их потоком рабочей жидкости, подаваемой снизу вверх, вынос этим потоком продуктов диспергировани  из сосуда и догрузку его частицами по мере их расходовани , отличающийс  тем, что, с.целью повьииени  безопасности и стабильности процесса, подачу частиц при загрузке, и догрузке осуществл ют вместе с потоком рабочей жидкости. (Л а: о 00 со

Description

Изобретение относитс  к электроэрозионной обработке и может быть использовано в порошковой металлургии при производстве порошков металлов и сплавов, оксидов и карбидов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ электроэрозионного диспергировани  металлов, включающи загрузку частиц металла в сосуд,заполненный рабочей жидкостью,осуществление в нем электрических разр дов между частицами при перемешивании их потоком рабочей жидкости, подаваемой снизу вверх, вынос этим потоком продуктов диспергировани  и соода и догрузку его частицами по мере их расходовани . При этом выдел ющиес  газы также вынос тс  потоком жидкости вместе с продуктами диспергировани  через одно отверстие в крьшже сосуда диспергировани , а догрузку частиц металла осуществл ют через другое отверстие в его крышке 1 .

Недостатком известного способа  вл етс  то, что часть выдел ющихс  вредных и взрывоопасных газов (водород при диспергировании алюмини  в воде или продукты -пиролиза при диспергировании металлов в жидких углеводородах) может выходить через загрузочное отверстие сосуда и попадать в о-кружающий воздух. Это повышает опасность производства,Кроме того, при догрузке частиц они падают в сосуд диспергировани  сверху вниз и своим падением преп тствуют нормальному перемешиванию сло  частиц в сосуде,утрамбовыва  его.При этом стабильность электрических разр дов нарушаетс  и возникают короткие замыкани  в разр дной цепи по частицам.

Цель изобретени  - повышение безопасности и стабильности процесса ..

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу электроэрозионного диспергировани  металлов -и сплавов, включающему загрузку частиц металла или сплава,подлежащего диспергированию, в сосуд, заполненный рабочей жидкостью,возбуждение электрических разр дов между частицами при перемешивании их потоком рабочей жидкости, подаваемой снизу вверх, а также вынос этим потоком продуктов диспергировани  из сосуда и догрузку его частицами по мере их расходовани , подачу частиц металла или сплава в сосуд при загрузке и догрузке осуществлщот вместе с потоком рабочей .жидкости.

Осуществление подачи частиц в сосуд диспергировани  при его за .грузке и догрузке с noTojtoM

рабочей жидкости по трубопроводу подачи рабочей жидкости позвол ет отказатьс  от загрузочного отнерсти  в к-рышке сосуда, что исключает выделение через это отверстие вредных

и взрывоопасных газов, образующихс  в сосуде в процессе диспергировани . Тем самым повышаетс  безопасность производства. Частицы, поступающие в сосуд снизу вверх вместе с пото0 ком жидкости, уже не преп тствуют перемешиванию сло  частиц, наход щихс  в сосуде, и не утрамбовывают его, а наоборот, способствуют пе- . ремешиванию, так как имеют кинети5 чёскую энергию, направленную против силы т жести. Этим достигаетс  исключение утрамбовки сло  частиц и повышаетс  стабильность процесса за счет исключени  коротких замыканий

0 по частицам и сбоев электрических разр дов.,

На чертеже изображено устройство дл  осуществлени  предлагамеого способа.

Пример 1.С помощью уст . ройства,изображенного на чертеже осуществл ют электроэрозионное диспергирование одного из металлов или сплавов, указанных в таблице.

0 Устройство состоит из герметичного диэлектрического сосуда 1, расшир ющегос  кверху. Вдоль наклонных стенок сосуда в него введены через уплотнени  два электрода 2 из алю5 миниевых полос шириной 100 мм.

Рассто ние между электродами у днища сосуда 80 мм. Рассто ние от днища до крышки сосуда 400 мм. В крышке сосуда 1 имеетс  отверстие с при0 соединенным к нему трубопроводом 3 дл  отвода рабочей жидкости с взвешенными в ней продуктами диспергир овани  и с пузырьками выдел ющего с  газа. В днище сосуда 1 имеетс  .

j отверстие с присоединенной к нему трубой 4, имеющей диаметр 30 мм. Труба 4 введена в сосуд 5, рассчитанный на давление до 16 атм. В сосуде 5 высокого давлени  размещен шнековый питатель б с валом шнека 7, выведенным через сальник наружу и присоединенным к электроприводу (электродвигателю с редуктором , не указанными) с регулируемой скоростью вращени . К выходно му отверстию питател  6 прикреплена сетчатс1  коробочка 8, в которую сверху введен конец трубы 4. Входйым отверстием питатель 6 присоединен к загрузочному бункеру 9, име0 ющему объем. 0,6 м и снабженному герметичной крышкой 10. В нижней конической стенке бункера 9 имеютс  , 300 отверстий ф 2 мм. К сосуду 5 присоединен трубопровод 11 от на5 coca подачи рабочей жидкости (не

показан) с расположеннЕлми на этом трубопроводе вентил ми и клапанами, регулирующими величину потока и напора рабочей жидкости (не показаны ).

Берут 1 т частиц одного из металлов или сплавов, указанных в табли-. це. Частицы имеют любую форму и размеры от 0,1 мм (по толщине) до 20 мм (по длине). Средний размер частиц указан в таблице. Частицы загружают в бункер 9 и закрывают его крышкой 10. включают насос подачи рабочей жидкости, в качестве которой используют дистиллированную воду (паровой конденсат из теплоцентрали). Заполн ют сосуд 5 рабочей жидкостью. При этом воздух из сосуда 5 вытесн етс  водой в бункер 9 через отверсти  в его нижней конической стенке и сжимаетс  в бункере 9 до давлени  рабочей жидкости. После заполнени  сосуда 5 рабоча  жидкость поступает по трубопроводу 4 в сосуд 1, вытесн   из него воздух, уход щий по трубопроводу 3. Включают привод вращени  шнека 7 и регулируют скорость подачи им частиц до достижени  величины подачи (кг/час), указанной в-таблице и примерно равной произ- водительности диспергировани . На электроды 2 подают импульсы напр жени  600 В с частотой повторени  5 кГц при потребл емой мощности 300 кВт. Рабочую жидкость в сосуд

5высокого давлени  подают пульсирующим потоком, регулиру  его расход с помощью вентилей и планов на трубопроводе 11. При пульсаци х периодически (раз в минуту) расход воды кратковременно (на 5-10 с) увеличивают до величины Q, 10 , а в остальное врем  расход составл ет величину Q, указанную в табли- . це. Частицы, подаваемые питателем

6в сетчатую коробочку 8, засасываютс  noioKOM воды в трубу 4 как при расходе воды 0.2, так и при расходе QJ. По трубе 4 частицы транспортируютс  потоком воды вверх и поступают вместе с ней в сосуд 1.В расшир ющемс  кверху сосуде 1 скоРость воды меньше, чем-в трубе 4, и уменьшаетс  с высотой. Поэтому

исходные частицы металла не долётают до крышки сосуда 1 и не попадают в отвод щий трубопровод 3, а движутс  в сосуде 1 по траектоРИЯГ1 , указанным на фиг. стрелками. Непрерывно поступающий по трубопроводу 4 поток воды преп тствует частицам,наход щимс  в сосуде 1,проваливатьс  в трубопровод 4.При периодических увеличени х подачи воды до величины Q. слой частиц в сосуде 1 интенсивно перемешиваетс .

переход  в состо ние фонтанирую щего сло . При этом в центре сосуда 1 частицы движутс  вверх, а у наклонных электродов, где скорость потока ниже, опускаютс , соверша  циркул цию в сосуде. При заполнении частицами металла нижней части сосуда 1 в нем происход т электрические разр ды по цепочкам из частиц, замыкающих электрическую цепь между

0 электродами. Электрические разр ды в жидкости осуществл ют электроэрозионное диспергирование металла частиц и электродов 2. Образующийс  высокодисперсный порошок металла, а также гель гидрата окиси алюмини 

5 и пузырьки водорода, образующегос  в результате химического взаимодействи  высокодисперсного алюмини  с водой, вынос тс  П.ОТОКОМ водал из сосуда 1 по трубопроводу 3. Эту

0 смесь направл ют на разделение жидкости и газа в сосуд-отстойник (не показан.) . Затем порошок с гидратом окиси алюмини  отде/г ют от водыфильтрацией , а воду возвращают по

5 замкнутому контуру в сосуд 5. После этого выщелачивают из полученной пасты гидрат окиси алюмини  с помощью 10%-ного раствора едкого кали. Полученный порошок отфильтровывают

0 до раствора и промывают гор чей водой. В результате получают чистый порошок мс-талла или сплайа со сферической формой частиц, имеющих размеры 0,01-10 мкм. По мере дисперги5

.ровани  размеры частиц исходного металла в сосуде 1 постепенно уменьшаютс . При этом размеры отдельных частиц станов тс  столь малы, что они подхватываютс  потоком воды в сосуде 1 и вынос тс  из него вместе

0 с продуктами диспергировани . Впоследствии их улавливают, отдел ют от рабочей жидкости и отправл ют на переплавку как отходы. Количество отходов невелико. Так, при размерах

5 выносимых частиц в 10 раз меньших размера исходных частиц капичество отходов составл ет л, 0,1%. По мере расходовани  металла в сосуде 1 он пополн етс  новыми порци ми частиц

0 через трубопровод 4. Дл  этого устройство управлени  электроприводе шнека 7 сблокировано с генератором электропитани  электродов 2 так,что

электропривод включаетс  автомати5 чески в момент уменьшени  нагрузки на генератор при уменьшенииколичества металла в сосуде 1 в ходе работы и включаетс  при достижении оптимальной нагрузки на генератор.

0

По мере эрозионного износа концов электродов 2 их подбоот в сосуд 1 о с помощью подпружиненных толкателей (не показаны). Параметры и результаты экспериментов сведены в таб5 лицу.

Пример 2.С помощью устройства , изображенного на чертеже, диспергируют алюминий в воде с получением гидрата окиси алюмини . Дл  этого берут 1 т частиц алюмини . Все операции осуществл ют аналогично примеру 1, с тем отличием , что дистиллированную воду подают с посто нным расходом Q « 10 без пульсаций, а диспергирование осуществл ют при непрерывном перемешивании частиц фонтанирующим слоем в сосуде 1. Получаемый продукт состоит из гидрата окиси алюмини  с незначительной (10% I примесью- порошка алюмини . Он не ну сдаетс  в выщелачивании. Результаты эксперимента сведены в таблицу .

Пример 3. С помощью устройства , изображенного на чертеже, диспергируют вольфрам в керосине с получением карбида вольфрама. Дл  этого берут 1 т вольфрамовой стружки. Все операции осуществл ют аналогично примеру 1, с тем отличием , что в качестве рабочей жидкости используют керосин, а электроды выполнены из вольфрамовых

0 пластин. Диспергирование осуществл ют при посто нном перемешивании частиц вольфрамовой стружки в фонтанирующем слое в сосуде 1 при посто нном расходе жидкости Q б м/ч

5 пульсаций). В результате получают порошок карбида вольфрама с примесью (до 20 вес.%) порошка вольфрама. Результаты эксперимента сведены в таблицу.

Claims (1)

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО .ДИСПЕРГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, включающий загрузку частиц материала, подлежащего диспергированию, в сосуд, заполненный рабочей жидкостью, возбуждение электрических разрядов между частицами при перемешивании их потоком рабочей жидкости, подаваемой снизу вверх, вынос этим потоком продуктов диспергирования из сосуда и догрузку его частицами по мере их расходования, отличающийся тем, что, с.целью повышения безопасности и стабильности процесса, подачу частиц при загрузке, и догрузке осуществляют вместе с потоком рабочей жидкости.