SU908533A1 - Method of obtaining spherical metallic powder - Google Patents

Method of obtaining spherical metallic powder Download PDF

Info

Publication number
SU908533A1
SU908533A1 SU772510711A SU2510711A SU908533A1 SU 908533 A1 SU908533 A1 SU 908533A1 SU 772510711 A SU772510711 A SU 772510711A SU 2510711 A SU2510711 A SU 2510711A SU 908533 A1 SU908533 A1 SU 908533A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
arc
electrode
metallic powder
wire
obtaining spherical
Prior art date
Application number
SU772510711A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Моисей Хаимович Эстерлис
Владимир Вахитович Хайдаров
Игорь Александрович Бродский
Ольга Васильевна Последова
Семен Лазаревич Кельберт
Владимир Васильевич Несговоров
Original Assignee
Институт Электроники Им.У.А.Арифова Ан Узсср
Чирчикский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Твердых Сплавов
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 Институт Электроники Им.У.А.Арифова Ан Узсср, Чирчикский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Твердых Сплавов filed Critical Институт Электроники Им.У.А.Арифова Ан Узсср
Priority to SU772510711A priority Critical patent/SU908533A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU908533A1 publication Critical patent/SU908533A1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

(Б ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ИЕТАЛЛИЧЕСКОГО(B) METHOD FOR OBTAINING SPHERICAL AND IETALLIC

ПОРОШКАPOWDER

Изобретение относитс  к «тап ургии твердых и сверхтвердых неталпов и сплавов и найдет применение в металлургической промышленности дл  приготовлени  полуфабриката из сфери ческих расплавленных частиц, идущего наизготовление фасонных деталей методом порошковой металлургии. Известен способ получени  сферических частиц, по которому расплавленный металл непрерывной струей зас |Тавл ют падать на неподвижную плиту, несмачивающуюс  расплавом и расгтоло женную наклонно, что обеспечивает от кание с нее капель и попадание их а охлаждающую среду {1J . Недостатком способа  алйетс  то, что он осуществл етс  в окислительно среде и приводит к образованию крупных частиц. Известен способ, согласно которому расплав измельчают до капельного состо ни , а затем охлаждают образовавшиес  гранулы в присутствии инерт , ной жидкости, что приводит к формированию вокруг капель пленки этой жидкости 2. Недостатками этого способа  ол етс  то, что он непригоден х)л  получени  сферических частиц тугоплавких металлов, а также то, что на частицах образуетс  тверда  пленка из состава инертной жидкости. Также известно и расплавление стержневого натериала с дальнейшим его дроблением. Нагрев конца стрежн ,при этом осуществл етс  электронным лучом в вакуумной камере, в которую вводитс  ииертный газ. Отрыв капель осуществл ют ультразвуковыми колебани ми расплава. Деление этих капель происходит при их падении на аибрируюс|ий наконечник, затем капли попадают а холодильник-селиконовое масло 31. Недостатками этого способа  вл ютс  сложность оборудовани , необходимость применени  инертного газа, образование крупные частиц. Наиболее близким к преплагаемому  вл етс  способ, согласно которому конец стержневого электрода в инертной среде плгзвитс  ооздействием на него дугового разр да и участвует в орбитальном вращении. За счет центро бежных сил происходит отрыв частиц и при ударе их об охладитель происходит их остывание и при этом сохран етс  их сферическа  или близка  к не форма. Устройство дл  осуществлени  этого способа представл ет собой камеру с отверстием дл  вала. Внутри вала просверлено отверстие, проход щее под углом к продольной оси вала, через которое подаетс  расходуемый бтержневой электрод. Источники питани  обеспечивают вращение вала относительно своей оси, вращение расходуемого электрода сквозь вал в камеру , поддержание дугового разр да меж ду электродами Ц}. Недостатками этого способа  вл - етс  то, что расходуемый электрод должен вращатьс  с большой скоростью об зательно наличие газовой инертной атмосферы. Эти недостатки существенно сказываютс  на конструкции устройства,его производительности, качестве продукции , ее стоимости. При оплавлении конца стрежн  дл  отрыва расплава с поверхности электрода необходимо при ложить силу, пропорциональную площади соприкосновени  расплава с поверх ностью. Дл  отрыва капель диаметром 10 см необходимо вращать расплав по орбите диаметром 10 см с угловой скоростью 2000-2500 об, в мин. Такие скорости трудно достижимы при учете, что необходимо при этом обеспечить подвод электроэнергии к вращающемус  электроду, вследствие чего на месте контакта будет образовыватьс  дуга, котора  мешает нормальному течению процесса. Другой помехой  вл етс  само движение электрода, вследствие чего дуга горит нестабильно, а дл  повышени  устойчивости в этом случае надо повышать мощность дуги, чему преп тствуют возникающие коммутацион ные  влени . Поэтому уменьшают диаметр электрода, но это приводит к малой производительности и образованию крупных капель. Мелкие капли, диаметром менее 10 см в промышленных масштабах этим способом не могут быть получены. С другой стороны при необходимости создани  безокислительной среды конструкци  помещаетс  в инертный газ, что удорожает процесс и он неприменим в случае необходимости получени  капель быстроокисл ющихс  металлов, так как даже в хорошо очищенных газах имеютс  примеси азота и кислорода. Недостатки способа порождают усложнение конструкции установки, наличие нескольких вращающихс  деталей, наход щихс  под напр жением, а также наличие нескольких источников тепла. Цель изобретени  - получение мелкодисперсного порошка и повышение его качества. Дл  достижени  поставленной цели в способе получени  сферического металлического порошка электрод выполн ют в виде пучка проволок диаметром 10 -10 см, а оплавление провод т при давлении среды 5 10 - тор дуговым разр дом, гор щим в режиме возрастающего участка вольтамперной характеристики, при этом образовавшиес  капли пропускают через область разр да. В предложенном способе существенно уменьшена площадь соприкосновени  расплава с поверхностью электрода, котора  определ етс  площадью сечени  проволоки. При прочих посто нных сила , необходима  дл  отрыва капли от поверхности электрода, пропорциональна площади соприкосновени  расплава с поверхностью. Поэтому уменьша  диаметр проволоки, одновременно уменьшают силу, необходимую дл  отрыва капли от электрода. При прохождении капли области разр да (столба дуги) она испытывает на себе дополнительное тепловое воздействие, привод щее к бурному выкипанию материала капли, в результате чего происходит ее дальнейшее деление. Одновременно происходит дополнительное .обезгаживание капли и это будет происходить тем интенсивнее , чем дольше капл  будет находитьс  в области столба дуги. Длительное обезгаживание капли во врем  пролета столба дуги повышает качество продукции, увеличива  однородность материала, уничтожа  полости. Выбор режима горени  дуги на возрастающем участке вольтамперной характеристики дает на аноде  рко выраженное п тно, перемещающеес  со скоростью 0,5-2 см/с, что ссютветст59The invention relates to "hard and super hard non-alloys and alloys" and will find application in the metallurgical industry for the preparation of a semi-finished product from spherical molten particles, which is used for the fabrication of shaped parts by powder metallurgy. There is a known method for producing spherical particles, according to which the molten metal continuously falls on the fixed plate, which is not wetted by the melt and decayed obliquely, which ensures droplets from it and their ingress into the cooling medium {1J. The disadvantage of the method is that it takes place in an oxidizing environment and leads to the formation of large particles. There is a method according to which the melt is crushed to a drip state, and then the formed granules are cooled in the presence of an inert liquid, which leads to the formation of a film of this liquid 2 around droplets. The disadvantages of this method are that it is unsuitable for obtaining spherical particles of refractory metals, as well as the fact that a solid film is formed on the particles from the inert liquid composition. Also known is the melting of core material with its further fragmentation. The end is heated by an electron beam in a vacuum chamber into which the inert gas is introduced. Separation of the droplets is carried out by ultrasonic melt oscillations. The division of these drops occurs when they fall on the aerated tip, then the drops get into the refrigerator-silicone oil 31. The disadvantages of this method are the complexity of the equipment, the need to use an inert gas, the formation of large particles. The closest to the prepositional is the method, according to which the end of the rod electrode in an inert medium is applied to the arc discharge and participates in orbital rotation. Due to the centrifugal forces, the separation of the particles takes place and when they are struck on the cooler, they cool down and at the same time their spherical or close to non-shape remains. The apparatus for carrying out this method is a chamber with a hole for the shaft. A hole is drilled inside the shaft at an angle to the longitudinal axis of the shaft through which the consumable rod electrode is supplied. The power sources ensure the rotation of the shaft about its axis, the rotation of the consumable electrode through the shaft into the chamber, the maintenance of the arc discharge between the electrodes Ts}. The disadvantages of this method are that the consumable electrode must rotate at high speed, the presence of a gas inert atmosphere. These drawbacks significantly affect the design of the device, its performance, product quality, and cost. When the end of the core is melted, a force proportional to the area of contact of the melt with the surface must be applied to separate the melt from the electrode surface. To detach the droplets with a diameter of 10 cm, it is necessary to rotate the melt in an orbit with a diameter of 10 cm with an angular velocity of 2000–2500 revolutions per minute. Such speeds are difficult to achieve given that it is necessary to ensure the supply of electricity to the rotating electrode, as a result of which an arc will be formed at the contact site, which will interfere with the normal process flow. Another obstacle is the movement of the electrode itself, as a result of which the arc is unstable, and in order to increase stability, the arc power must be increased in this case, which is prevented by the occurrence of switching effects. Therefore, reduce the diameter of the electrode, but this leads to low productivity and the formation of large drops. Small drops with a diameter of less than 10 cm on an industrial scale cannot be obtained by this method. On the other hand, if it is necessary to create a non-oxidizing medium, the structure is placed in an inert gas, which increases the cost of the process and it is inapplicable if it is necessary to obtain drops of fast-acid metals, since even in well-cleaned gases there are impurities of nitrogen and oxygen. The disadvantages of the method entail an increase in the complexity of the installation design, the presence of several rotating parts under stress, and the presence of several heat sources. The purpose of the invention is to obtain a fine powder and increase its quality. To achieve this goal, in the method of obtaining a spherical metal powder, the electrode is made in the form of a bundle of wires with a diameter of 10 -10 cm, and the melting is carried out at a medium pressure of 5 10 - torus arc discharge, burning in the mode of increasing portion of the current-voltage characteristic, drops are passed through the discharge area. In the proposed method, the area of contact between the melt and the electrode surface, which is determined by the cross-sectional area of the wire, is significantly reduced. For other constant forces, the force required to detach a drop from the electrode surface is proportional to the area of contact between the melt and the surface. Therefore, reducing the diameter of the wire, at the same time reducing the force required to detach a drop from the electrode. With the passage of a drop of the discharge area (arc column), it experiences an additional thermal effect, leading to a rapid boiling of the drop material, as a result of which its further division occurs. At the same time, an additional dewaxing of the drop occurs and this will occur more intensively, the longer the droplets are in the area of the arc column. Prolonged degassing drops during the passage of the arc column improves product quality, increasing the uniformity of the material, destroying cavities. The choice of the arc burning mode on the ascending portion of the current-voltage characteristic gives a clearly pronounced spot on the anode, moving at a speed of 0.5–2 cm / s, which

вует скорости эрозии пучка проволоки и, таким образом, исключав, возможность неконтролируемого переброса дуги , чем существенно повышаетс  надежность работы устройства и технологического процесса.The rate of wire beam erosion and, thus, eliminating the possibility of uncontrolled arc transfer, which significantly increases the reliability of the device and the process.

На чертеже приведена схема варианта устройства дл  осуществлени  способа .The drawing shows a diagram of a variant of the device for implementing the method.

Устройство содержит пучок 1 прово локи, изол торную муфту 2, беспотенциальную трубку 3, поджигающий электрод , кольцевой катод 5, нагрузочное сопротивление 6, источник 7 посто нного тока, сопротивление 8 в цепи поджигающего электрода, холодильник SСпособ осуществл етс  следующим образом.The device contains a beam 1 wire, an insulator sleeve 2, a potential-free tube 3, a firing electrode, an annular cathode 5, a load resistance 6, a constant current source 7, a resistance 8 in the ignition electrode circuit, a cooler S The method is as follows.

В вакуумную камеру закладывают пу чек 1 проволоки и пропускают его через изол торную муфту 2, чтобы пучок проволочек выступал на мм ниже торца беспотенциальной трубки 3- Затем камеру герметически закрывают и системой вакуумных насосов откачивают из нее воздух до остаточного давлени  ниже SW тор, после чего поджигают электродом k, возбуждают устойчиво гор щую дугу между катодом 5 и анодом-торцом пучка 1 проволоки. Регулировкой нагрузочного сопротивлени  6 и напр жени  на источнике 7 посто нного тока устанавливают режим горени  дуги, соответствующий возрастающему участку вольтамперной характеристики . Сопротивление 8 много больше сопротивлени  6 .При этом наблюдаетс  оплавление концов проволочек с образованием на их поверхности сферических капель. При горении разр да будет образован столб дуги, одним концом равномерно распределенный по поверхности катода, благодар  симметрично подведенным к нему вводам, а другим концом упирающийс  в расплавл ющиес  концы проволочек. После оплавлени  на конце проволочки образуетс  капл , котора  при некоторой массе отрываетс  и благодар  геометрии устройства направл етс  вдоль столба дуги и проходит через кольцо катода 5. В столбе дуги капл  подвергаетс  интенсивной бомбардировке за36A bundle of wire 1 is inserted into the vacuum chamber and passed through the insulator sleeve 2 so that the wire bundle protrudes a mm below the end of the potential-free tube 3- Then the chamber is hermetically sealed and the system of vacuum pumps pumps out air to the residual pressure below the SW tor, after which they set fire to the electrode k, excite a stably burning arc between the cathode 5 and the anode-butt of beam 1 of the wire. By adjusting the load resistance 6 and the voltage on the DC source 7, the arc burning mode is set corresponding to the increasing portion of the current-voltage characteristic. Resistance 8 is much greater than resistance 6. In this case, the ends of the wires are melted to form spherical droplets on their surface. When the discharge is burned, an arc column will be formed, one end evenly distributed over the cathode surface, thanks to the inputs symmetrically connected to it, and the other end resting against the melting ends of the wires. After the wire is melted, a drop is formed at the end of the wire, which, with a certain mass, is detached and, due to the geometry of the device, is directed along the arc column and passes through the cathode ring 5. In the arc column, the droplet is subjected to intensive bombardment.

р женг ми частицами и взрывоподобно делитс . Деление капель происходит и при их полете, после выхода из столба дуги. Основна  масса капель делитс  на рассто нии 20 см от дугового промежутка, поэтому и холодильник 9 должен быть установлен на рассто нии 20-50 см от дуги. В качестве холодильника 9 может быть использована охлаждаема  ванна, наполненна  селиконовым маслом.particles and explosively divided. The division of the drops occurs during their flight, after leaving the arc column. The main mass of the droplets is divided by a distance of 20 cm from the arc gap, therefore, the refrigerator 9 should be installed at a distance of 20-50 cm from the arc. As the refrigerator 9, a cooled bath filled with silicone oil can be used.

Дуговой разр д зажигаетс  в вакуумной камере при давлении среды 6-10 тор. Катодом служит молибденовое кольцо, а анодом служит пучок из too проволочек диаметром 70 . Напр жение холостого хода источника посто нного тока 110 В, ток дуги а. При горении дуги происходит оплавление проволочек с выбросом капель . Средний размер образованных капель в 1,5-2,5 раза больше диаметра проволочки, при этом повышаетс  чистота порошка при уменьшении его пористости.The arc discharge ignites in a vacuum chamber at a medium pressure of 6-10 torr. The cathode is a molybdenum ring, and the anode is a bundle of too wires with a diameter of 70. Idling voltage of a direct current source 110 V, arc current a. When the arc is burning, the wires are melted with droplet ejection. The average size of the formed droplets is 1.5-2.5 times the diameter of the wire, and the purity of the powder increases as its porosity decreases.

Claims (3)

1.Патент США № 38889S6, кл. 2б4-5, опублик. 1975.1. US patent number 38889S6, cl. 2b4-5, pub. 1975. 2.За вка Японии № , кл. 13/7, опублик. 1975.2. For Japan No., class 13/7, published. 1975. 3.Патент Великобритании3.Patent UK М- , кл. С 7 X, опублик. 1967i /Патент США № , кл. , опублик. 1971.M-, cl. C 7 X, pub. 1967i / US Patent number, class. publish 1971.
SU772510711A 1977-07-15 1977-07-15 Method of obtaining spherical metallic powder SU908533A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772510711A SU908533A1 (en) 1977-07-15 1977-07-15 Method of obtaining spherical metallic powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772510711A SU908533A1 (en) 1977-07-15 1977-07-15 Method of obtaining spherical metallic powder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU908533A1 true SU908533A1 (en) 1982-02-28

Family

ID=20719299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772510711A SU908533A1 (en) 1977-07-15 1977-07-15 Method of obtaining spherical metallic powder

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU908533A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680322C1 (en) * 2018-03-22 2019-02-19 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Fine metal powders from the refractory metals based alloys production method
RU2746197C1 (en) * 2020-05-11 2021-04-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" Method of producing fine-dispersed powder of refractory material

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680322C1 (en) * 2018-03-22 2019-02-19 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Fine metal powders from the refractory metals based alloys production method
RU2746197C1 (en) * 2020-05-11 2021-04-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" Method of producing fine-dispersed powder of refractory material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4190404A (en) Method and apparatus for removing inclusion contaminants from metals and alloys
US4420346A (en) Method of preparing contacts and electrodes of electric vacuum apparatuses
US3858072A (en) Plasma torch with axial supply of the stabilizing gas
US4317984A (en) Method of plasma treatment of materials
US3041672A (en) Making spheroidal powder
US3829538A (en) Control method and apparatus for the production of powder metal
CN106964782B (en) Method for preparing spherical niobium alloy powder
US4321454A (en) Method of and welding torch for arc welding
GB2367521A (en) Electric arc metal spraying
US4596918A (en) Electric arc plasma torch
SU908533A1 (en) Method of obtaining spherical metallic powder
US4001461A (en) Method of producing electrode units for plasmatrons
US4039800A (en) Method of and device for arc welding
US4112288A (en) Orifice tip
US2899294A (en) Purification melting process for metal-
US4122292A (en) Electric arc heating vacuum apparatus
US2782245A (en) Electric furnace for melting of high melting point metals or alloys
US4048348A (en) Method of applying a fused silica coating to a substrate
CH358168A (en) Electric arc furnace and use of this furnace
EP0706308A1 (en) Plasma arc torch stabilized by gas sheath
US2956098A (en) Feed control for vacuum arc smelting furnace
US3254149A (en) Vacuum melting of metals
Chapelle et al. An experimental study of the electric arc during vacuum arc remelting
Suslov et al. Formation of monodisperse refractory metal particles by impulse discharge
JPS63210206A (en) Apparatus for producing metal powder