UA150173U - Method for producing spherical granules of heat resistant alloys - Google Patents
Method for producing spherical granules of heat resistant alloys Download PDFInfo
- Publication number
- UA150173U UA150173U UAA201904407U UAA201904407U UA150173U UA 150173 U UA150173 U UA 150173U UA A201904407 U UAA201904407 U UA A201904407U UA A201904407 U UAA201904407 U UA A201904407U UA 150173 U UA150173 U UA 150173U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- workpiece
- granules
- plasmatron
- resistant alloys
- workpiece end
- Prior art date
Links
- 239000008187 granular material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 6
- -1 tungsten carbides Chemical class 0.000 description 6
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005029 sieve analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить до галузі порошкової металургії, зокрема отримання порошків тугоплавких карбідів вольфраму МУС-мМУг2О (реліт), методом відцентрового плазмового розпилення циліндричної заготовки, що обертається. Такі порошки застосовуються для отримання порошкових твердосплавних виробів способами порошкової металургії, порошкових матеріалів для наплавлення й напилювання зносостійких композиційних шарів, як вихідна шихта для виробництва порошкових дротів для наплавлення й напилювання тощо.The useful model belongs to the field of powder metallurgy, in particular, obtaining powders of refractory tungsten carbides МУС-мМУг2О (relit), by the method of centrifugal plasma spraying of a rotating cylindrical workpiece. Such powders are used to obtain powder hard alloy products by powder metallurgy methods, powder materials for surfacing and filing of wear-resistant composite layers, as a starting charge for the production of flux-cored wires for surfacing and filing, etc.
Відомий спосіб сфероїдизації подрібнених порошків тугоплавких матеріалів (Патент РФ ВОA known method of spheroidization of crushed powders of refractory materials (Patent of the Russian Federation VO
Мо 2469817: Способ сфероидизации порошка тугоплавкого материала. Автори: Сафронов Б.В.,Mo. 2469817: Method of spheroidization of refractory material powder. Authors: B.V. Safronov,
Шевченко Р.А., Чуканов А.П., Бахрушин А.Ю. МПК В22Е9/00, В22Е1/00; 27.06.2011. Згідно з цим способом роздроблену крупку тугоплавкого матеріалу засипають в зону нагріву, яка становить собою вертикально встановлену у вакуумній камері трубу, виконану з композиційного матеріалу вуглець-взуглець і попередньо нагріту струмом, що проходить через неї, до температури вище температури плавлення матеріалу крупки. Останню просипають зі швидкістю, вибраною залежно від розміру крупки. Нагрів крупки здійснюють в захисній атмосфері при проходженні її через зону нагрівання труби.Shevchenko R.A., Chukanov A.P., Bakhrushin A.Yu. IPC B22E9/00, B22E1/00; 06/27/2011. According to this method, the crushed lump of refractory material is poured into the heating zone, which is a pipe vertically installed in a vacuum chamber, made of carbon-carbon composite material and preheated by a current passing through it to a temperature above the melting point of the lump material. The latter is poured at a speed selected depending on the grain size. The grain is heated in a protective atmosphere when it passes through the heating zone of the pipe.
Недоліком такого способу є значні енергетичні втрати, що виникають при непрямому нагріві подрібнених порошків тугоплавких матеріалів, який є необхідним для їх сфероїдизації при проходженні крізь зону нагріву труби.The disadvantage of this method is significant energy losses that occur during indirect heating of crushed powders of refractory materials, which is necessary for their spheroidization when passing through the heating zone of the pipe.
Для усунення вказаного недоліку може бути використаний наступний спосіб отримання сферичних порошків (Патент РФ ВШ Мо 2361698С1: Способ получения сферических порошков и гранул. Автори: Давьідов А.К., Миронов В.И., Кононов С.А. та ін; МПК В22Ег9/10, В22Е9/08; 20.07.2009). Згідно з цим способом отримання сферичних порошків включає обертання циліндричної заготовки навколо горизонтальній осі, а також оплавлення торця заготовки плазмовим струменем дугового плазмотрона із забезпеченням розпилення розплавлених частинок під дією відцентрових сил і затвердіння частинок при польоті в газовому середовищі.The following method of obtaining spherical powders can be used to eliminate the indicated drawback (Patent of the Russian Academy of Sciences Mo 2361698C1: Method of obtaining spherical powders and granules. Authors: Davydov A.K., Myronov V.I., Kononov S.A. and others; IPC B22Eg9 /10, B22E9/08; 07/20/2009). According to this method, the production of spherical powders includes the rotation of a cylindrical workpiece around a horizontal axis, as well as the melting of the end of the workpiece with a plasma jet of an arc plasmotron, ensuring the spraying of molten particles under the action of centrifugal forces and the solidification of particles during flight in a gaseous environment.
При цьому на торці заготовки формують увігнуту порожнину, діаметр якої дорівнює діаметру заготовки, а глибина - 0,1-0,35 діаметра заготовки, шляхом зміни витрати газу через плазмотрон і переміщення плазмотрона відносно осі обертання заготовки, а розпорошення розплавлених частинок здійснюють по конічної поверхні, утвореної дотичній до криволінійної поверхні увігнутоїAt the same time, a concave cavity is formed on the end of the workpiece, the diameter of which is equal to the diameter of the workpiece, and the depth is 0.1-0.35 of the diameter of the workpiece, by changing the gas flow through the plasmatron and moving the plasmatron relative to the axis of rotation of the workpiece, and the spraying of molten particles is carried out on a conical surface , formed tangent to a curved concave surface
Зо порожнини. Недоліком такого способу є складність контролю формоутворення увігнутої порожнини.From the cavity. The disadvantage of this method is the difficulty of controlling the formation of the concave cavity.
Найбільш близьким за технічною суттю (найближчий аналог) до описуваної корисної моделі є спосіб виробництва гранул жароміцних сплавів (Патент РФ ВО Мо 2468891: Способ производства гранул жаропрочньїх сплавов. Автори: Сухов Д.И., Кошелев В.Я., Гарибов Г.С.;The closest in terms of technical essence (closest analogue) to the described useful model is the method of production of heat-resistant alloy granules (Russian Patent VO Mo 2468891: Method of production of heat-resistant alloy granules. Authors: Sukhov D.I., Koshelev V.Ya., Garibov G.S .;
МПК в22гЕ9/14, В22Е9/08; 16.02.2006.1. Даний спосіб включає обертання заготовки, оплавлення її торця струменем плазми, що одержується іонізацією газу за допомогою плазмотрона, і отримання гранул жароміцних сплавів шляхом кристалізації крапель розплаву в середовищі інертного газу або в суміші інертних газів. При цьому плазмотрон встановлюють з ексцентриситетом його осі відносно осі обертання заготовки із забезпеченням рівномірного і повного прогріву торця заготовки і утворенням тороїдального "вінця" на кромці заготовки, від якого під дією відцентрових сил відриваються краплі розплаву і кристалізуються у вигляді гранул приблизно однакового розміру.IPC v22gE9/14, V22E9/08; 16.02.2006.1. This method includes rotating the workpiece, melting its end with a plasma jet obtained by gas ionization using a plasmatron, and obtaining granules of heat-resistant alloys by crystallization of melt droplets in an inert gas environment or in a mixture of inert gases. At the same time, the plasmatron is installed with the eccentricity of its axis relative to the axis of rotation of the workpiece to ensure uniform and complete heating of the end of the workpiece and the formation of a toroidal "crown" on the edge of the workpiece, from which, under the action of centrifugal forces, melt drops break off and crystallize in the form of granules of approximately the same size.
Недоліком описаного способу є небезпека руйнування заготовки по периметру тороїдального "вінця" у разі розпилення крихких матеріалів, як от тугоплавких карбідів вольфраму. При такому руйнуванні крайок увігнутої порожнини на торці заготовки утворюються осколкові уламки, які зменшують вихід годної фракції порошку, що виробляється.The disadvantage of the described method is the danger of destruction of the workpiece along the perimeter of the toroidal "crown" in case of spraying of brittle materials, such as refractory tungsten carbides. With this destruction of the edges of the concave cavity on the end of the workpiece, fragmentary fragments are formed, which reduce the yield of the usable fraction of the powder produced.
В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу отримання сферичних гранул жаростійких сплавів, який дозволить мінімізувати схильність до викришування периферійних часток торця заготовки, що розпилюють, підвищити регулярність одержання крапель розплаву і стабільність їх кристалізації у вигляді гранул приблизно однакового розміру.The useful model is based on the task of creating such a method of obtaining spherical granules of heat-resistant alloys, which will minimize the tendency to chipping of the peripheral parts of the end of the workpiece that are sprayed, increase the regularity of obtaining melt droplets and the stability of their crystallization in the form of granules of approximately the same size.
Поставлена задача вирішується створенням способу отримання сферичних гранул жаростійких сплавів вирішується за рахунок рівномірного оплавлення торця заготовки, що обертається з певною частотою, плазмовим струменем непрямої дії, який генерується плазмотроном, встановленим з ексцентриситетом його осі відносно осі обертання заготовки.The task is solved by creating a method for obtaining spherical granules of heat-resistant alloys is solved due to the uniform melting of the end face of the workpiece rotating with a certain frequency by an indirect plasma jet, which is generated by a plasmatron installed with the eccentricity of its axis relative to the axis of rotation of the workpiece.
Під дією плазмового струменя забезпечується рівномірний і повний прогрів торця заготовки, від якого під дією відцентрових сил відриваються краплі розплаву і кристалізуються у вигляді гранул приблизно однакового розміру. На торці заготовки утворюється кільцева зона плавлення, за рахунок кутових коливань плазмотрона досягається рівномірне оплавлення бо торця заготовки, який набуває вгнутої форми з меніском до 0,1 діаметра заготовки. Це забезпечує гарантоване утворення приблизно однакових крапель розплаву і, відповідно, приблизно однакових сферичних гранул, що формуються у вільному польоті до стінок камери після відриву крапель від заготовки.Under the action of the plasma jet, uniform and complete heating of the end of the workpiece is ensured, from which, under the action of centrifugal forces, melt drops are detached and crystallized in the form of granules of approximately the same size. An annular melting zone is formed on the end of the workpiece, due to the angular oscillations of the plasmatron, uniform melting of the end of the workpiece is achieved, which acquires a concave shape with a meniscus up to 0.1 of the diameter of the workpiece. This ensures the guaranteed formation of approximately identical drops of the melt and, accordingly, approximately identical spherical granules formed in free flight to the walls of the chamber after the droplets are separated from the workpiece.
Суть корисної моделі пояснюється кресленням.The essence of the useful model is explained by the drawing.
Для отримання сферичних гранул жаростійких сплавів торець заготовки 1, виготовленої з відповідного сплаву, оплавляють плазмовим струменем 2 за допомогою плазмотрона 3.To obtain spherical granules of heat-resistant alloys, the end of the workpiece 1, made of the appropriate alloy, is melted with a plasma jet 2 using a plasmatron 3.
Заготовці 1 діаметром а надається обертання з певною частотою п в камері розпилення, яка заповнена інертним газом або їх сумішшю. При цьому вісь плазмотрона З може бути зміщена відносно осі обертання заготовки 1 на відстань Пп або розташована під певним кутом а до неї.The workpiece 1 with a diameter of a is given rotation with a certain frequency n in the spray chamber, which is filled with an inert gas or their mixture. At the same time, the axis of the plasmatron Z can be shifted relative to the axis of rotation of the workpiece 1 by a distance Pp or located at a certain angle a to it.
Величина й або кут а між осями заготовки 1 і плазмотрона З змінюються в процесі роботи.The magnitude and or the angle a between the axes of the workpiece 1 and the plasmatron Z change during operation.
Струмінь плазми 2, що виходить в результаті іонізації газу дугою плазмотрона, оплавляє торець заготовки 1. Під дією плазмового струменя 2 периферійна частина торця заготовки 1 набуває дещо вгнутої форми і на ній утворюється тонка плівка розплаву 4. Величина прогину торця заготовки не перевищує 0,1 її діаметра, що не дає утворитися тороїдальному "вінцю" на кромці.The plasma jet 2, produced as a result of gas ionization by the plasmatron arc, melts the end of the workpiece 1. Under the action of the plasma jet 2, the peripheral part of the end of the workpiece 1 acquires a slightly concave shape and a thin film of melt 4 forms on it. The deflection of the end of the workpiece does not exceed 0.1 its diameter, which prevents the formation of a toroidal "crown" on the edge.
При обертанні заготовки 1 під дією відцентрової сили у плівці розплаву 4 утворюються приблизно однакові краплі рідкого металу 5, які відриваються від заготовки. Після цього краплі 5 кристалізуються в польоті, приймаючи форму сфери. До стінок камери долітають вже приблизно однакові сферичні гранули.During the rotation of the workpiece 1, under the action of centrifugal force, approximately identical drops of liquid metal 5 are formed in the melt film 4, which are detached from the workpiece. After that, drops 5 crystallize in flight, taking the shape of a sphere. Roughly identical spherical granules reach the walls of the chamber.
Перевірку ефективності пропонованого способу виконували шляхом розпилення циліндричних заготовок жаростійкого нікелевого сплаву 21741НП діаметром 70 мм і довжиною 600 мм, а також циліндричних прутків діаметром 30 мм і довжиною 300 мм з реліту (суміші карбідів вольфраму МУС--Му2С). Для цього використовували плазмотрон потужністю до 120 кВт.The effectiveness of the proposed method was tested by spraying cylindrical blanks of heat-resistant nickel alloy 21741NP with a diameter of 70 mm and a length of 600 mm, as well as cylindrical rods with a diameter of 30 mm and a length of 300 mm made of rellite (a mixture of tungsten carbides MUS--Mu2S). For this, a plasmatron with a capacity of up to 120 kW was used.
Процес вели в захисному середовищі суміші інертних газів (10 95 аргону ії 90 95 гелію). Діаметр камери розпилення становив 2000 мм. Часта обертання заготовок становила 12500 і 13500 с".The process was carried out in a protective environment of a mixture of inert gases (10 95 argon and 90 95 helium). The diameter of the spray chamber was 2000 mm. The frequency of rotation of the blanks was 12500 and 13500 s".
За пропонованим способом з різною частотою обертання заготовки були проведені два цикли плазмового розпилення жаростійкого нікелевого сплаву для отримання гранул фракцією до 200 мкм і один цикл розпилення реліту (суміші карбідів вольфраму МУС-ММУ/2С) для отримання гранул фракцією до 315 мкм. В обох випадках ексцентриситет становив П-0 мм. У першому випадку вісь плазмотрона періодично нахиляли на кут дож5" відносно осі обертання заготовки, у другомуAccording to the proposed method, two cycles of plasma spraying of a heat-resistant nickel alloy were carried out with a different frequency of rotation of the workpiece to obtain granules with a fraction of up to 200 μm and one cycle of rellite spraying (mixtures of tungsten carbides MUS-MMU/2C) to obtain granules with a fraction of up to 315 μm. In both cases, the eccentricity was P-0 mm. In the first case, the axis of the plasmatron was periodically tilted at an angle of 5" relative to the axis of rotation of the workpiece, in the second
Зо - на кут 27. По закінченні кожного циклу розпилення проводили класифікацію гранул методом віброситового аналізу з метою відсіву гранул із відповідним фракційним складом. Отримані результати плазмових розпилень порівнювали з результатами розпилення, виконаними за найближчим аналогом з ексцентриситетом п-20 мм для нікелевого сплаву і 0-8 мм для реліту.Zo - at an angle of 27. At the end of each spraying cycle, granules were classified by the method of vibro-sieve analysis in order to sift out granules with the appropriate fractional composition. The obtained results of plasma spraying were compared with the results of spraying performed according to the closest analogue with an eccentricity of n-20 mm for nickel alloy and 0-8 mm for rhelite.
Дані по плазмовому розпилюванні, а також отримані результати по виходу гранул придатної фракції представлені в таблиці.Data on plasma spraying, as well as the obtained results on the yield of granules of a suitable fraction are presented in the table.
ТаблицяTable
Дані з плазмового розпилення партій заготовок з жаростійкого сплавуData from plasma spraying batches of heat-resistant alloy blanks
Спосіб/назва матеріалу швидкість, Й якісного заготовки, мм обертання, с" | гранул, мкм рад/с порошку, 90Method/name of material speed, Y of quality workpiece, mm of rotation, s" | granules, micron rad/s of powder, 90
Пропонований/суміш карбідів вольфраму 30 1308 12500 -315 84Offered/mixture of tungsten carbides 30 1308 12500 -315 84
МССMSS
Пропонований/жаростійкийOffered/heat resistant
Пропонований/жаростійкийOffered/heat resistant
Найближчий аналог/суміш карбідів вольфраму 30 1308 12500 -315 78The closest analogue/mixture of tungsten carbides 30 1308 12500 -315 78
МССMSS
Найближчий аналог/жаростійкий 1308 12500 -200 нікелевий сплав ЗП741НПThe closest analogue/heat-resistant 1308 12500 -200 nickel alloy ZP741НП
З таблиці видно, що при плазмовому розпиленні по усіх перевірених режимах спостерігається перевага запропонованого методу перед найближчим аналогом в плані виходу придатної фракції гранульованого порошку.It can be seen from the table that during plasma spraying in all tested modes, the advantage of the proposed method over the closest analogue is observed in terms of the yield of a suitable fraction of granulated powder.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201904407U UA150173U (en) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | Method for producing spherical granules of heat resistant alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201904407U UA150173U (en) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | Method for producing spherical granules of heat resistant alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA150173U true UA150173U (en) | 2022-01-12 |
Family
ID=89902648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201904407U UA150173U (en) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | Method for producing spherical granules of heat resistant alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA150173U (en) |
-
2019
- 2019-04-23 UA UAA201904407U patent/UA150173U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4830084A (en) | Spray casting of articles | |
| US9925591B2 (en) | Mixing cold hearth metallurgical system and process for producing metals and metal alloys | |
| JP3065305B2 (en) | Method of manufacturing large-diameter spray-molded article using auxiliary heating and apparatus used for the method | |
| CN105252009A (en) | Manufacturing method for minuteness spherical titanium powder | |
| RU2468891C1 (en) | Method of making heat-resistant alloy pellets | |
| WO2021167487A1 (en) | Device for producing metal powders by centrifugal atomization | |
| US4435342A (en) | Methods for producing very fine particle size metal powders | |
| US20220339701A1 (en) | Device for atomizing a melt stream by means of a gas | |
| US5855642A (en) | System and method for producing fine metallic and ceramic powders | |
| UA150173U (en) | Method for producing spherical granules of heat resistant alloys | |
| WO1988001919A1 (en) | Apparatus for producing powder and process for its production | |
| RU2301133C1 (en) | Method for producing tungsten carbide powder, device for realization of method and tungsten carbide powder, produced using said method | |
| RU2446915C2 (en) | Method of producing refractory material powder and device to this end | |
| RU2754226C1 (en) | Method for obtaining fine metal powder | |
| EA022298B1 (en) | Device and method for cooling melt fragments | |
| GB2196956A (en) | Process and apparatus for the production of rapidly solidified powders of high melting point ceramics | |
| RU2722317C1 (en) | Centrifugal jet-plasma method of producing powders of metals and alloys | |
| US4014964A (en) | Process for making metal powder using a laser | |
| RU2173609C1 (en) | Method and apparatus for producing highly reactive metals and alloys | |
| JPS63210206A (en) | Apparatus for producing metal powder | |
| RU2806647C2 (en) | Method of electric arc dispersion of refractory material | |
| RU2389584C2 (en) | Method to produce finely-dispersed purified powder of refractory metals and device to this end | |
| JPH1192804A (en) | Production of metal fine powder | |
| JPS6462405A (en) | Apparatus for producing rotating disk type metal powder | |
| JPS63145703A (en) | Apparatus for producing powder |