SU728929A1 - Установка дл получени металлического порошка распылением - Google Patents

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для производства металлических порошков из расплавов путем центробежного распыления.

Известна установка для получения металлического порошка распылением, в которой функции центробежного распылителя выполняет сама вращающаяся расходуемая заготовка, имеющая форму цилиндра [1].

Однако такая установка обладает низкой универсальностью, которая ограничивает возможности ее применения. Установка не может работать от источника металла в виде плавильной печи. При переходе от одного источника металла к другому требуется пблная переделка узла распыления и конструкции установки. Кроме того, известная установка центробежного распыления не обеспечивает высокой однородности получаемого порошка по гранулометрическому составу из-за разброса технологических параметров: неоднородность получается из-за отклонения диаметра заготовки, нецилиндричности, чистоты поверхности, пористости и т.п.

Известна установка для получения металлического порошка распылением, включаю2 щая камеру подачи металла и камеру распыления с нагревателем и конусным вращающимся экраном, установленными соосно [2].

При работе такой установки используют цилиндрическую заготовку, которую ук₅ репляют в механизме вращения и осевого перемещения. Включают нагреватель и приводят заготовку во вращение со скоростью

3—20 тыс об/мин. На торце заготовки под действием нагревателя образуется пленка расплава, которая разбрызгивается под дей10 ствием центробежных сил. Капли отрываются от заготовки и кристаллизуются во время полета в камере распыления. Часть капель ударяется в конусный экран и деформируется с образованием частиц порошка пластинчато-чешуйчатой формы. Конусный экран вращают, чтобы капли расплава не на липали на него, а также охлаждают водой. Заготовку подают к нагревателю по мере оплавления ее торца.

Данная установка является наиболее 20 близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатками установки являются отсутствие универсальности по отношению к источнику металла: неоднородность полу чаемых частиц порошка при отклонении технологических параметров (диаметра заготовки, цилиндричности, чистоты поверхности, пористости и т.п.).

Целью изобретения является расширение технологических возможностей установки и обеспечение однородности получаемого порошка.

Это достигается тем, что в установке экран смонтирован между камерой подачи металла и камерой распыления, нагреватель установлен на противоположной стенке каме ры распыления, причем экран установлен раструбом к нагревателю.

На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемой установки; на фиг. 2 показана камера подачи металла при использовании расходуемых заготовок; на фиг. 3 — то же, при использовании жидкого металла.

Предложенная установка для получения металлического порошка содержит камеру распыления 1 с бункером 2 сбора порошка. В центре камеры распыления 1 установлен нагреватель 3, в качестве которого может быть применен плазмотрон, электродуговой нагреватель, электронная пушка и т.п. К камере распыления 1 прилегает камера 4 подачи металла, в которой размещен источник металла, выполненный в двух вариантах.

Источник металла, показанный на фиг. 2, содержит держатель 5 заготовки и механизм подачи 6 заготовки на распыление, выполненный например,в виде валков.

Источник металла, показанный на фиг. 3, содержит поворотный тигель 7 для приготовления расплава и лоток 8 для подачи его на распыление.

Между камерами подачи металла и распыления установлен сквозной конусный вращающийся экран 9, снабженный приводом вращения 10. Экран установлен соосно нагревателю 3 и расположен раструбом (расширяющейся частью) к нагревателю. Экран выполнен из тугоплавкого материала? например молибдена.

Установка работает следующим образом.

Вариант 1. В держателе 5 укрепляют заготовку, включают нагреватель 3 и привод вращения 10. С помощью механизма подачи 6 заготовку вводят в полость экрана 9. Металл заготовки оплавляется под действием тепла от нагревателя, стекает с торца заготовки на вращающийся экран, увлекается центробежными силами по конусной поверхности к срезу экрана, откуда стекает и разбрызгивается в виде капель. Капли сфероидизируются и кристаллизуются в контролируемой (чаще всего инертной) атмосфере камеры распыления, и образующиеся частицы Дорошка скатываются вниз и собираются в бункере, откуда их периодически извлекают. Благодаря тому что раструб экрана 9 равномерно обогревают нагрева телем, на нем поддерживается устойчивая пленка жидкого металла и обеспечивается необходимый перегрев. Температура отрывающихся капель весьма стабильна, что способствует повышению однородности размеров частиц порошка, так как поддерживаются постоянные физические свойства жидкого металла (например^ поверхностное натяжение, вязкость, плотность), которые и определяют размеры отрывающихся капель. Крупность гранул порошка регулируют изменением скорости вращения экрана, чем выше скорость, тем мельче (тоньше) порошок.

Вариант 2. В тигель 7 укладывают шихтовые материалы, проводят плавку, например, с помощью индукционного нагревателя. Затем тигель поворачивают и сливают металл на лоток 8, по которому он попадает на вращающийся экран 9. Процесс распыления происходит так же, как в варианте 1.

Предложенная установка для получения металлических порошков центробежным распылением расплава универсальна по отношению к виду источника металла. Она может работать без каких-либо переделок с различными источниками металла: с устройствами подачи расходуемых заготовок (например, прутков, профилей, лент, проволоки), а также с устройствами для выплавки и разливки жидкого металла, которые выбираются в зависимости от конкретного металла или сплава. Применяемые расходуемые заготовки могут иметь произвольную форму поперечного сечения (не обязательно цилиндрическую, как для известной установки). Это расширяет возможности применения предложенной установки, повышает ее технологические возможности и экономические показатели.

Переход от цилиндрических вращающихся заготовок к распылению заготовок произвольной формы, не требующих высокой точности изготовления, приводит к снижению расхода металла на 30—40%, а переход на распыление расплава, получаемого выплавкой шихты, снижает продолжительность технологического цикла и уменьшает себестоимость продукции.

Получаемые порошки отличаются высокой однородностью (монодисперсностью) гранулометрического состава, что повышает выход годных по размерам частиц фракций порошка на 15—20%.

Claims (2)

1. чаемых частиц порошка при отклонении технологических параметров (диаметра заготовки , цилиндричности, чистоты поверхности, пористости и т.п.). Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей установки и обеспечение однородности получаемого порошка . Это достигаетс  тем, что в установке экран смонтирован между камерой подачи металла и камерой распылени , нагреватель установлен на противоположной стенке каме ры распылени , причем экран установлен раструбом к нагревателю. На фиг. 1 дана принципиальна  схема предлагаемой установки; на фиг. 2 показана камера подачи металла при использовании расходуемых заготовок; на фиг. 3 - то же, при использовании жидкого металла. Предложенна  установка дл  получени  металлического порошка содержит камеру распылени  1 с бункером 2 сбора порошка . В центре камеры распылени  1 установлен нагреватель 3, в качестве которого может быть применен плазмотрон, электродуговой нагреватель, электронна  пушка и т.п. К камере распылени  1 прилегает камера 4 подачи металла, в которой размешен источник металла, выполненный в двух ва . риантах. Источник металла, показанный на фиг. 2, содержит держатель 5 заготовки и механизм подачи 6 заготовки на распыление, выполненный например,в виде валков. Источник металла, показанный на фиг. 3, содержит поворотный тигель 7 дл  приготовлени  расплава и лоток 8 дл  подачи его на распыление. Между камерами подачи металла и распылени  установлен сквозной конусный вращаюшийс  экран 9, снабженный приводом врашени  10. Экран установлен соосно нагревателю 3 и расположен раструбом (расшир ющейс  частью) к нагревателю. Экран выполнен из тугоплавкого материала. например молибдена. Установка работает следующим образом . Вариант 1. В держателе 5 укрепл ют заготовку, включают нагреватель 3 и привод вращени  10. С помощью механизма подачи 6 заготовку ввод т в полость экрана 9. Металл заготовки оплавл етс  под действием тепла от нагревател , стекает с торца заготовки на вращающийс  экран, увлекаетс  центробежными силами по конусной поверхности к срезу экрана, откуда стекает и разбрызгиваетс  в виде капель. Капли сфероидизируютс  и кристаллизуютс  в конт ролируемой (чаще всего инертной) атмосфере камеры распылени , и образующиес  частицы Порошка скатываютс  вниз и собираютс  в бункере, откуда их периодически извлекают. Благодар  тому что раструб экрана 9 равномерно обогреванУг нагревателем , на нем поддерживаетс  устойчива  пленка жидкого металла и обеспечиваетс  необходимый перегрев. Температура отрываюш .ихс  капель весьма стабильна, что способствует повышению однородности размеров частиц порошка, так как поддерживаютс  посто нные физические свойства жидкого металла (например поверхностное нат жение , в зкость, плотность), которые и определ ют размеры отрывающихс  капель. Крупность гранул порошка регулируют изменением скорости враш,ени  экрана, чем выше скорость, тем мельче (тоньше) порощок. Вариант
2. 2. В тигель 7 укладывают шихтовые материалы, провод т плавку, например, с помощью индукционного нагревател . Затем тигель поворачивают и сливают металл на лоток 8, по которому он попадает на вращающийс  экран 9. Процесс распылени  происходит так же, как в варианте 1. Предложенна  установка дл  получени  металлических порошков центробежным распылением расплава универсальна по отношению к виду источника металла. Она может работать без каких-либо переделок с различными источниками металла: с устройствами подачи расходуемых заготовок (например, прутков, профилей, лент, проволоки), а также с устройствами дл  выплавки и разливки жидкого металла, которые выбираютс  в зависимости от конкретного металла или сплава. Примен емые расходуемые заготовки могут иметь произвольную форму поперечного сечени  (не об зательно цилиндрическую , как дл  известной установки). Это расшир ет возможности применени  предложенной установки, повышает ее технологические возможности и экономические показатели . Переход от цилиндрических вращающихс  заготовок к распылению заготовок произвольной формы, не требующих высокой точности изготовлени , приводит к снижению расхода металла на 30-40%, а переход на распыление расплава, получаемого выплавкой шихты, снижает продолжительность технологического цикла и уменьшает себестоимость продукции. Получаемые порошки отличаютс  высокой однородностью (монодисперсностью) гранулометрического состава, что повышает выход годных по размерам частиц фракций порошка на 5-20%. Формула изобретени  Установка дл  получени  металлического порошка распылением, включающа  камеру подачи металла и камеру распылени  с нагревателем и конусным вращающимс  эк- раном, установленными соосно, отличающа с  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей установки и обеспече