SU1353580A1 - Способ получени металлического порошка и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к получению металлического порошка распылением расплавов. Цель - повьшение выхода частиц порошка заданного фракционного состава. Через сопло напорного сто ка, введенное под зеркало расплава-кристаллизатора , в проточный канал подают расплавленного металла . Указанна  стру  эжектирует расплав-кристаллизатор внутрь канала , интенсивно перемешиваетс  с расплавом-кристаллизатором , диспергируетс  в частицы заданного размера и кристаллизуетс  на выходе из проточного канала. При этом оптимальным  вл етс  диаметр канала, составл ющий 2-4 исходных диаметра струи расплавленного металла, и длина канала, составл юща  40-80 исходных диаметров струи. Применение данного технического решени  позвол ет довести выход заданных фракций порошка до 90%. 2 с.п. 4-лы. 1 ил. SS

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к получению порошка диспергированием расплавленных металлов.

Цель изобретени  - повьппение выхода частиц порошка заданного фракционного состава.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устро йство состоит из напорного сто ка 1 с соплом 2 на конце, емкости 3 дл  кристаллизатора с встроен ным в нее проточным каналом А, в стенках которого расположены нагревательные и охлаждающие элменты 5 и механизма 6 перемещени  напорного сто ка 1 .

Устройство работает следующим образом .

Емкость 3 заполн ют расплавом- кристаллизатором, подключают систему подогрева и охлаждени  (не показана) к элементам 5. Сопло 2 напорнс го стока 1 центрируют с проточным каналом 4 и погружают в расплав-кристаллизатор при помощи механиз 1а 6 перемещени  на заданное рассто ние от проточного канала 4. Металл непрерьшно заливают в напорный сто к 1, поддержива  посто нным уровень металла. Стру  металла истекает из сопла 2, электирует расплав-кристаллизатор в проточный канал 4, интенсивно перемешиваетс  с расплавом-кристаллизатором и диспергируетс . Образующа с  смесь на конечном участке охлаждаетс  элементами 5 и металл кристаллизуетс , выпада  в виде порошк на дно емкости 3. Подогрев расплава- кристаллизатора, при необходимости, осуществл етс  нагревательными элементами 5, расположенными в верхней части проточного канала 4.

Предлагаемый способ реализуетс  в процессе работы устройства следующим образом.

Струю расплава с начальным диаметром dj 2-5 мм и начальной скоростью м/с погружают в расплав-кристаллизатор и, начина  от сечени  струи отсто щего от начального на рассто нии (4-8) d, струю ограничивают до диаметра (2-4) d, на прот жении (40-80) d,, с кристаллизацией частиц металла на второй половине участка ограничени  струи или после выхода струи из участка

ограничени . Диспергирование осущ ёст- вл етс  за счет энергии струи диспергируемого расплава при взаимодей- ствии его с другим расплавом (расплавом-кристаллизатором ) , в ограниченном объеме. Во избежание преждевременной и периферийной кристаллизации диспергируемого расплава количество

подсасьшаемого к струе металла расплава-кристаллизатора регулируетс  в зависимости от теплофизических параметров обоих расплавов и подогрева (охлаждени ) смеси расплавов в ограниченном объеме. Кристаллизацию частиц металла осуществл ют после равномерного распределени  свойств смеси в поперечном направлении, потока. Причем кристаллизацию можно осущест-

вл ть либо в ограниченном объеме, либо на выходе из него. Подогрев (охлаждение ) смеси расплавов в ограниченном контуре позвол ет регулировать конечную температуру затвердевшик частиц. В св зи с тем, что стру  расплава металла находитс  в расплаве-кристаллизаторе и истекает в него , отсутствует контакт с газовой фазой и окисление полученных металлических частиц. Кроме того, обеспечиваетс  однородность размеров этих частиц. Ввод  различного рода присадки в расплав-кристаллизатор можно совместить диспергирование с рафинированием расплава или с приданием поверхностному слою дисперсий специальных свойств (например, десуль- фураци , аллитирование, хромирование, поверхностна  металлизаци  и др.).

В йзвестнбм способе процесс расспыле- ни  и кристаллизации частиц происходит одновременно, услови  кристаллизации частиц в центре и на периферии распыленной струи различные, различные и размеры частиц, при этом поверхности частиц насьш1аютс  газом.

Выбранные параметры способа подтверждены специальными исследовани ми , которые показали, что размер получаемых частиц св зан с исходным диаметром струи расплава и составл ет пор дка 0,1 dp. Поскольку требуемьй размер фракций порошка обычно соответствует области 0,1-0,5 мм, то

необходимо чтобы do 2-5 мм.

I

При d 2 мм начинают сказьшатьс  капилл рные эффекты, при мм образуютс  частицы крупностью более

0,5 мм. Дл  организации эффективного распыливани  необходим напор металла высотой 1-5 м, что обуславливает исходную скорость истечени  струи U 4-10 м/с. При DO 4 м/с энерги  недостаточна , при м/с она избыточна . При рассто нии от среза сопла 1, меньше (4-8) dg, количество под- сасьгеаемой жидкости (кристаллизатора ) мало и диспегирование уменьшаетс  за счет слипани  частиц; при

do увеличиваетс 

1, больше (4-8) бесполезно используема  энерги  на перемешивание подсасьтаемой жидкости. Соотношение диаметра ограничени  d (2-4) do св зано с длиной 1. При уменьшении d, по сравнению с указанным пределом, часть металла будет идти ,мимо камеры, при увеличении d сверх указанного будет подсасьшатьс  излишек окружающего расплава.

Длина участка ограничени  струи (длина проточного канала) 1, (40 Выход частиц порошка заданной фракции в обоих случа х,89-90%. При получении порошков аналогичных фрак- 15 ций известным способом выход годного продукта не превышает 50%.

Таким образом, применение предлагаемого технического решени  позво л ет повысить выход частиц порошка заданного фракционного состава.

20

Claims (2)

1. Формула изобрет

   ы

   I. Способ получени  металлическо80 ) do выбрана на основе опытных дан- 25 го порошка, включающий подачу струи ных. При 1„ меньше заданного значерасплава в жидкий кристаллизатор, дробление струи и последующую кристаллизацию частиц металла, о т л и - чающийс  тем, что, с целью повьш1ени  выхода частиц порошка за данного фракционного состава, дробление струи осуществл ют путем ограничени  ее поперечного размера диаметром , составл ющим 2-4 исходных ди аметра струи, на участке, длина кото рого равна 40-80 исходным диаметрам струи, участок ограничени  струи рас плавленного металла расположен ниже уровн  жидкого кристаллизатора.

   ни  будет увеличиватьс  разброс фракционного состава при 1 меньше заданного - длина участка не вли ет на качество порошка, но приводит к увеличению габаритов устройства.

   Пример. Дл  получени  частиц порошка с размером 0,2-0,4 мм из расплава стали Х20Н80, нагретого до 1450 С, имеютего температуру кристал- лизации 1390°С, струю расплава с начальным диаметром do 2 мм и начальной скоростью 4 м/с погружают в расплав-кристаллизатор (смесь NaCf- CaCl), имеющий 1400°С и температу- ру кристаллизации 550°С, и, начина , от сечени  струи, отсто щего от начального на рассто нии 12 мм, струю ограничивают проточным каналом диа- . метром 6 мм на прот жении 120 мм, в стенках которого имеютс  охлаждающие элементы, обеспечивающие температуру внутренней поверхности стенок канала равную 600-700°С, на прот жении последних 90 мм канала.

   Дл  получени  частиц порошка с размерами 0,3-0,7 мм из расплава стали Х20Н80, нагретого до 1450 С, струю расплава с начальным диаметром do 5 мм и начальной скоростью 10 м/с

   353580

   погружают в

   5

   10

   .

   расплав-кристаллизатор NaCl-CaClj,, имеющий 1380°С,и, начина  от сечени  струи, отсто щего от начального на рассто нии 25 мм, струю ограничивают каналом диаметром 1 5 мм на прот жении 300 мм. В этом случае кристаллизаци  частиц расплавленного металла осуществл етс  на выходе из канала в объеме расплава-кристаллизатора .

   Выход частиц порошка заданной фракции в обоих случа х,89-90%. При получении порошков аналогичных фрак- 15 ций известным способом выход годного продукта не превышает 50%.

   Таким образом, применение предлагаемого технического решени  позвол ет повысить выход частиц порошка заданного фракционного состава.

   20

   Формула изобрет

   ы

   I. Способ получени  металлического порошка, включающий подачу струи

   расплава в жидкий кристаллизатор, дробление струи и последующую кристаллизацию частиц металла, о т л и - чающийс  тем, что, с целью повьш1ени  выхода частиц порошка за данного фракционного состава, дробление струи осуществл ют путем ограничени  ее поперечного размера диаметром , составл ющим 2-4 исходных диаметра струи, на участке, длина которого равна 40-80 исходным диаметрам струи, участок ограничени  струи расплавленного металла расположен ниже уровн  жидкого кристаллизатора.
2. 2. Устройство дл  получени  металлического порошка, содержащее напор- ньй сто к, сопло и емкость дл  кристаллизатора , о тличающее с  тем, что, с целью повышени  выхода частиц порошка заданного фракционного состава, оно снабжено нагревательным и охлаждающим элементами и механизмом перемещени  напорного сто ка, а емкость дл  крргсталлиза- тора выполнена с проточным каналом, расположенным соосно с соплом, причем нагревательные и охлаждающие элементы установлены в стенках проточ- ного канала.

   Редактор С.Патрушева

   Составитель И.Ки нский

   Техред И.Верес Корректор М.Максимишинец

   Заказ 5657/13 Тираж 741Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., Дь4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие,г.Ужгород,ул.Проектна ,4