UA61959C2 - Спосіб та пристрій для виготовлення металічного порошку - Google Patents

Спосіб та пристрій для виготовлення металічного порошку Download PDF

Info

Publication number
UA61959C2
UA61959C2 UA2000010296A UA2000010296A UA61959C2 UA 61959 C2 UA61959 C2 UA 61959C2 UA 2000010296 A UA2000010296 A UA 2000010296A UA 2000010296 A UA2000010296 A UA 2000010296A UA 61959 C2 UA61959 C2 UA 61959C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
jet
melt
gas
nozzle
angle
Prior art date
Application number
UA2000010296A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Клаес Торнберг
Original Assignee
Бьолер Едельсталь Гмбх Енд Ко. Kг
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 Бьолер Едельсталь Гмбх Енд Ко. Kг filed Critical Бьолер Едельсталь Гмбх Енд Ко. Kг
Publication of UA61959C2 publication Critical patent/UA61959C2/uk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/088Fluid nozzles, e.g. angle, distance

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Винахід відноситься до порошкової металургії і стосується способу та пристрою для виготовлення металевого порошку із розплаву того ж металу. Спосіб виготовлення металевого порошку з розплаву того ж металу, згідно з яким практично вертикальний струмінь розплаву (S), який витікає з соплового пристрою (D), піддають послідовно дії принаймні трьох газових струменів (1, 2, 3), що мають різні напрями, причому газові струмені послідовно спрямовані на введений струмінь розплаву (S) і на струмінь розплаву (FS), форма та напрям якого визначені дією попереднього газового струменя, під кутом від 5 ° до 170°. Винахід забезпечує досягнення високого вмісту в порошку зерен малого діаметра і високої насипної густини виготовленого за винаходом металевого порошку.

Description

Опис винаходу
Винахід стосується способу виготовлення металічного порошку з розплаву того ж металу, в якому струмінь 2 розплаву, який виходить із соплового пристрою металургійного резервуара, у розпилювальній камері роздрібнюють на краплини за допомогою струменів газу, і цим краплинам дають затвердіти у зерна порошку, що мають переважно кулеподібну форму.
Крім того, цей винахід стосується пристрою для виготовлення металічного порошку з розплаву того ж металу, який складається, в основному, з розпилювальної камери, до якої струмінь розплавленого металу з 70 металургійного резервуара може бути введений або внесений за допомогою осоплового пристрою; розпилювального пристрою, що розташований у розпилювальній камері зі сторони входу, з газовими соплами для дії на струмінь розплаву газовими струменями з метою роздрібнення його на краплини, розташованого зі сторони виходу камери охолоджувального простору для охолодження цих крапель і утворення зерен порошку, а також розташованих за камерою пристроїв для переробки порошку. 19 Металічні порошки, виготовлені способом розпилення розплаву газом, застосовують у виробництві конструкційних матеріалів та при нанесенні покриттів у постійно зростаючих кількостях. При цьому конкретний спосіб застосування визначає сприятливий розмір зерен порошку і розподіл зерен за розмірами, тобто певну частку зерен певного діаметру в межах діапазону діаметрів. Наприклад, для вогневого напилення при нанесенні покриттів на предмети з технологічної та економічної точок зору сприятливим є застосування так званого "монозернистого" (однорідно-зернистого) порошку. Навпаки, для виготовлення виробів з металічного порошку способом гарячого ізостатичного пресування доцільно, щоб цей порошок мав високу насипну густину і, отже, відповідний розподіл зерен за розмірами.
Процес виготовлення металічного порошку способом розпилення розплаву газом полягає, у загальних рисах, у тому, що на струмінь рідкого металу діють газом, переважно інертним газом або благородним газом, струмінь с якого має високу швидкість і, відповідно, велику кінетичну енергію. Під дією газу струмінь металу Ге) роздрібнюється на дрібні краплини, які потім застигають у сфероїдальні зерна. Окрім температури, поверхневого натягу та в'язкості рідкого металу, величина зерен порошку та розподіл зерен за розмірами значною мірою залежать від прискорення розплаву під впливом газового струменю і, відповідно, від величини діючих при цьому сил (див. публікацію Клаеса Торнберга "Прогнозування розміру частинок у розпилювальній системі" у збірнику о "Виробництво порошків і струменеве формування" (Ром/дег ргодисіоп апа Зргау Рогтіпу, Адмапсез іп Ромдег ю
Мегїайнгду « Рапісціайе таїйегіаіє6-1992, Моіїште 1, з Мейфаі Ром/дег Іпдизігіез Редегайоп, Ргіпсейоп, М.3., рр. 137-150, Рагіісіе віге ргедіскоп іп ап атігайоп зувіет; Сіаез Тогпрега)). о
Якщо на вільно падаючий струмінь металу в розпилювальній камері подіяти, принаймні, одним струменем «-- газу, в чому може полягати технологічно надійний спосіб, то нижня . розміру зерна порошку, що стосується головної частки фракції, обмежується певним розміром, оскільки у проміжку між газовим соплом і струменем ее, металу велика частка енергії газового струменю розсіюється. Хоча шляхом відсівання грубої фракції можна досягти розміру зерен, сприятливого для підвищення якості виробу, з цією операцією пов'язане зниження виходу і, відповідно, погіршення економічності процесу. «
Метою досліджень, спрямованих на підвищення якості виробів, виготовлюваних з металічного порошку або з З його застосуванням і, зокрема, на підвищення економічності, протягом довгого часу було розроблення способу, с який забезпечував би виготовлення металічного порошку зі сфероїдальними зернами, з високим вмістом дрібних з» зерен і з високим виходом.
Якщо роздрібнення порівняно товстого струменя розплаву провадити не безпосередньо, а спочатку надавати йому сплощеного перерізу, то вплив газового струменя, яким діють на рідкий метал, стає більш інтенсивним, і утворюються дрібніші краплини, які до застигання набувають кулеподібної форми під впливом поверхневого б натягу. Зменшення діаметра зерна порошку, як згадано вище, значною мірою залежить від величини - прискорення розплаву.
Відомі способи газового розпилення розплавленого металу, згідно з якими рідкий метал безпосередньо після іш його виходу з соплового пристрою металургійного резервуара роздрібнюють за допомогою одного або кількох с 20 газових струменів із сопел, розташованих безпосередньо біля виходу металу. Оскільки в цьому випадку газ, з одного боку, має на виході з сопла високу швидкість, а з другого боку, швидко розширюється під впливом с високої температури, і його дія у напрямку середини струменя послаблюється, утворюється надзвичайно широка фракція металічного порошку, що містить як грубі, так і дрібні зерна."
З метою уникнення вищезазначеної вади у патенті США Мо2,968,062 запропоновано пристрій з соплом для 25 розплаву, що розширюється назовні, і газовивідним каналом конусного перерізу, розташованого концентрично
ГФ) навкруги сопла для металу. При цьому газовий струмінь спричиняє у центральній зоні зниження тиску, під впливом якого розплав розтікається по краях вихідного отвору, що розширюється; там тонка плівка розплаву о захоплюється газовим струменем і ефективно подрібнюється та прискорюється. Пристрої такого типу забезпечують одержання дуже дрібнозернистого порошку, проте вони нестійкі до порушень процесу і здатні 60 переробляти лише невеликі кількості розплаву.
Для підвищення функціональної надійності розпилювального пристрою, згідно з патентом США Мо4,272,563, запропоновано застосовувати вільне витікання струменя розплаву з соплового пристрою для розплаву і після проходження цим струменем певної відстані піддавати його дії газових струменів. Незважаючи на застосування сопел, які надають газовим струменям надзвукової швидкості, цей спосіб не забезпечує досягнення прискорення бо розплаву, достатнього для формування зерен порошку малого діаметра.
Відомі спроби застосування малих відстаней між соплами з метою підвищення прискорювального впливу газових струменів на вільно падаючий струмінь металу. Однак у цьому випадку поблизу сопел, внаслідок ефекту підсмоктування газового струменя і, відповідно, ежекторного ефекту, збуджуються вихрові потоки газу, які при незначній відстані сопла від місця роздрібнення струменя металу можуть захоплювати і, відповідно, переносити назад краплини, що, в кінцевому підсумку, осідають на сопловому пристрої і спричиняють нестабільність процесу. З цієї причини слід передбачати певну мінімальну відстань між соплами, що, однак, спричиняє непропорційне послаблення ефективності газового струменя з точки зору роздрібнення розплаву на дрібні краплини. Наприклад, ефективність газового струменя, який виходить із сопла Лаваля з надзвуковою швидкістю, уо чна відстані ЗО діаметрів сопла зменшується приблизно вдвоє.
У заявці ЗЕ-А5З-421758 розкрито пристрій для виготовлення металічного порошку, в якому для роздрібнення струменя розплаву в розпилювальній камері застосовано два газових струмені. При цьому перший газовий струмінь діє на вільно падаючий струмінь розплаву під кутом приблизно 20" і спричиняє розрив і відхилення потоку металу, після чого останній розбивається на дрібні краплини під впливом другого вертикального газового 7/5 струменя високої інтенсивності. Хоч при такому способі осадження краплин металу на газових соплах вдається уникнути, значна відстань другого сопла від місця роздрібнення розплаву призводить до широкого розподілу розмірів зерен з незначною часткою дрібного порошку.
У патенті США Мо4,282,903 запропоновано діяти на вертикальний струмінь металу горизонтальним газовим струменем, при цьому досягається незначна відстань від сопла, що є сприятливим фактором. З метою 2о Запобігання осадженню краплин металу на корпусі газового сопла застосовано допоміжний газовий струмінь поблизу сопла, спрямований похило на місце роздрібнення струменя металу. Роздрібнення суцільного потоку розплаву в цьому випадку відбувається під впливом майже виключно горизонтально спрямованого головного газового струменя, отже, вихід дрібного порошку невеликий.
Ще один спосіб виготовлення металічного порошку шляхом дії горизонтального газового струменя на с ов струмінь розплаву розкрито в документі УМО 89/05197. Згідно з цим способом, два газових струмені плаского о перерізу, причому вузькі сторони перерізу лежать практично у вертикальних площинах, спрямовують під гострим кутом назустріч один одному, а струмінь розплаву вводять в ор» зустрічі газових струменів таким чином, що газові струмені діють спочатку на поверхневий шар струменя розплаву, а потім на інші його частини. Внаслідок збільшення зони роздрібнення і, відповідно, внаслідок подовження зони, де відбувається роздрібнення Ге! зо розплавленого металу, питома дія сили на рідкий метал є значною, однак енергія газових струменів обмежується швидкістю звуку. Виготовлений таким чином металічний порошок характеризується вузьким юю діапазоном діаметрів зерен, надто дрібні й надто великі частинки присутні лише в незначних кількостях, так що Ге! цей порошок, який наближається до однорідно-зернистого, мало придатний для деяких застосувань через низьку насипну густину. --
Усі промислові способи виготовлення металічних порошків з розплавів і пристрої, що використовуються для «о цієї мети, мають спільні недолікию, а саме, надто малу частку дрібного порошку та/або розподіл зерен за розмірами, несприятливий для подальшої економічної переробки у високоякісні вироби.
Цей винахід спрямований на усунення вказаних недоліків їі має за мету створення способу виготовлення металічного порошку з розплаву, який забезпечує досягнення бажаного широкого розподілу зерен порошку за « розміром при високому значенні частки дрібнозернистої фракції і уникненні небажаних грубих частинок. Крім пл») с того, завданням цього винаходу є створення пристрою, який забезпечує виготовлення у сприятливий спосіб . металічного порошку такої фракції і, відповідно, з таким розподілом зерен за розміром, які забезпечують а можливість подальшого перероблення порошку (який має, наприклад, високу насипну густину), наприклад, за допомогою пресів для гарячого ізостатичного пресування, у вироби особливо високої якості.
Ця задача досягається у способі згідно з винаходом тим, що практично вертикальний струмінь розплаву, який б витікає з соплового пристрою, піддають послідовно, принаймні, частковій дії, принаймні, трьох газових струменів, що мають різні напрями. - У пристрої вищеназваного типу поставлена задача - вирішується тим, що розпилювальний пристрій со обладнаний, принаймні, трьома газовими соплами, що дають газові струмені, які послідовно спрямовані на введений струмінь розплаву і на струмінь розплаву, форма та напрям якого визначені дією попереднього 1 газового струменя, під кутами від 5" до 170".
Ге Переваги, які досягаються за допомогою цього винаходу, полягають, головним чином, у тому, що рідкий метал при його роздрібненні на краплини зазнає значного прискорення, оскільки, з одного боку, його маса на одиницю поверхні, на яку діє газовий струмінь, невелика, і, з другого боку, газовий струмінь діє з великою в силою, що зумовлено малою відстанню від сопла. При цьому, однак, важливою особливістю винаходу є той факт, що струмінь розплаву перед високоенергетичним роздрібненням на краплини малого розміру зазнає
Ф) попередньої дії, принаймні, двох газових струменів різних напрямів, причому на першому етапі відбувається ка збільшення оброблюваної поверхні, а на другому -- кондиціонування розплаву, що рухається. Оскільки маса розплаву на одиницю оброблюваної поверхні мала, а сила газового струменю велика, то внаслідок синергічного бо ефекту досягається значне прискорення і, відповідно, утворюються частинки малого діаметру. Цей взаємозв'язок можна описати такою залежністю: розмір частинок приблизно дорівнює квадратному кореню із певної сталої величини, поділеному на прискорення.
У варіанті здійснення винаходу, якому віддається перевага, передбачено, що струмінь розплаву, який виходить із соплового пристрою, за допомогою, принаймні, одного першого газового струменя відхиляють від 65 початкового напряму руху і розширюють, відповідно, потоншують та/або роздрібнюють на частини, після чого за допомогою, принаймні, одного другого газового струменя, який має ту ж складову напряму і падає на розширений і/або роздрібнений струмінь розплаву під кутом, виконують підготовку форми сплощеного струменя розплаву, а також створюють бар'єр, який запобігає підсмоктуванню сопла (сопел), принаймні, одного третього газового струменя, котрий падає на підготовлений плаский струмінь розплаву під кутом від гострого до такого, який може забезпечувати навіть частково протилежний напрям відносно підготовленого плаского струменя розплаву, і, маючи високу швидкість, забезпечує розпилення струменя розплаву на дрібні краплини, яким потім дають затвердіти. При зміні напряму та розширенні компактного струменя розплаву під впливом першого газового струменя можна забезпечити практично пласку форму струменя металу, при цьому швидкість падіння газового струменя на струмінь металу та кут цього падіння залежать від товщини та стабільності, відповідно, 7/0 Від довжини вільно падаючого струменя розплаву, а також від бажаного ступеня його потоншення і, відповідно, розширення. На стороні, протилежній місцю падіння газового струменя, часто виникає несприятлива для кінцевого розпилення плаского струменя металу форма його поверхні з відривом частинок металу. Згідно з цим винаходом, на цю зону плаского струменя з небажаною формою поверхні діють наступним другим газовим струменем, що надходить до неї під кутом, і тим самим підготовляють струмінь до ефективного роздрібнення на /5 Краплини металу. Цей газовий струмінь може створювати також бар'єр, котрий запобігає підсмоктуванню, завдяки чому частинки рідкого металу не досягають останнього діючого сопла Лаваля, отже, це явище не порушує стабільності й надійності роботи пристрою, що є додатковою перевагою. Крім того, важливе значення має те, що газовий струмінь високої швидкості спрямований під кутом до плаского струменя розплаву, оскільки це забезпечує ефективну дію сили газового струменя з точки зору розпилення металу на дрібні краплини. Чим більше кут нахилу газового струменя до плаского струменя металу, котрий (кут) може досягати величини, що відповідає частково протилежному напряму газового струменя, тим більше прискорення металу і, в кінцевому підсумку, тим вище вміст дрібнозернистої фракції в металічному порошку.
Як з точки зору досягнення високого вмісту дрібнозернистої фракції у порошку, так і для запобігання утворенню грубих частинок, які слід відділяти, особливо доцільно, якщо струмінь розплаву діаметром від 2,0 мм сч ов ДО 15,0 мм за допомогою, принаймні, одного першого струменя газу відхиляють на кут А в межах від 5" до 85", переважно від 157 до 30", і розширюють, утворюючи плаский струмінь розплаву у формі сектора. Відхилення і) струменя розплаву на кут менше 5" несприятливе, оскільки в цьому випадку різко збільшується довжина шляху утворення плаского струменя, яка обмежена внаслідок втрат температури. Особливо ефективно формування плаского струменя рідкого металу з утворенням сприятливої форми сектора досягається при відхиленні б зо струменя на кут від 157 до З0", тоді як відхилення більш ніж на 457 може спричинити небажане роздрібнення струменя металу газовим струменем. юю
З точки зору високого вмісту дрібнозернистої фракції в металічному порошку, але також одночасного Ге! сприятливого розподілу зерен за розміром, доцільно, коли сектороподібний плаский струмінь розплаву після досягнення під впливом першого газового струменя ширини, яка перевищує не менше ніж у 5 разів, переважно -- зв не менш ніж у 10 разів, ширину і, відповідно, товщину вільно падаючого початкового струменя розплаву, за «о допомогою, принаймні, одного третього газового струменя, який являє собою газовий струмінь високої швидкості, відхиляють на кут Г в межах від 257 до 1507, переважно від 60" до 90", і розпилюють або роздрібнюють з утворенням потоку краплин. Якщо струмінь розплаву розширюють менше, ніж у 5 разів порівняно з початковим діаметром струменя, то він залишається надто компактним, і досягається порівняно « низький вміст дрібнозернистої фракції у порошку. Розширення струменя розплаву до ширини, що перевищує з с більш ніж у 10 разів початковий діаметр струменя, створює особливо сприятливі передумови для розпилення з
Й великою часткою дрібних краплин, зокрема, якщо газовий струмінь високої швидкості забезпечує відхилення и?» плаского струменя розплаву на кут в межах від 60" до 90". При більших кутах відхилення, до 150", підвищується вміст дрібнозернистої фракції і виникає тенденція до утворення однорідно-зернистого порошку.
Для підготовки струменя металу до розпилення, а також для створення ефективного бар'єру проти б підсмоктування, доцільно, коли на плаский струмінь розплаву перед зоною зміну напряму або розпилення третім газовим струменем високої швидкості діють другим газовим струменем, що має ту ж складову напряму, але - спрямований під кутом 5 в межах від 5" до 85", переважно від 157 до 30", до цього струменя розплаву, чим
Те) досягається запобігання дії підсмоктуючого вихору від газового струменя високої швидкості, який захоплює Краплини розплаву. Якщо кут 5 менше 5", то повністю уникнути впливу підсмоктуючого вихору від газового
Мн струменя високої швидкості не вдається, внаслідок чого виникає загроза відкладання металу на корпусі сопла і (Че) порушення стабільності процесу. При куті напряму другого газового струменя більше 857" може виникати несприятлива деформація струменя металу перед його розпиленням і зменшення швидкості струменя металу відносно третього газового струменя, що викликає несприятливе зменшення прискорення металу.
Переваги, що досягаються при використанні пристрою згідно з винаходом, полягають, головним чином, у тому, що розташування, принаймні, трьох газових сопел у розпилювальному пристрої забезпечує можливість дії і) на струмінь металу у трьох зонах з метою зміни форми і переробки цього струменя, при цьому досягаються ко сприятливі значення кутів нахилу газових струменів до струменя розплаву в межах від 5" до 170".
У варіанті здійснення винаходу, якому віддається перевага, перше газове сопло розташовано так, що бо утворюваний ним газовий струмінь, маючи ту ж складову напряму, спрямований на струмінь розплаву під кутом а в межах від 5" до 85", переважно під кутом а від 157" до 30", і що довжина вільно падаючого струменя розплаву дорівнює відстані від газового сопла до точки стикання газового струменя зі струменем розплаву, збільшеній або зменшеній на величину, яка не перевищує 10-кратне значення діаметру струменя розплаву. При цьому кут падіння газового струменя на струмінь розплаву має важливе значення для потоншення струменя 65 розплаву та надання йому розширеної сектороподібної форми, в той час як довжина вільно падаючого струменя розплаву має важливе значення для відхилення напряму плаского струменя та зміни його форми, а також для форми, яка досягається таким способом.
Для забезпечення особливо сприятливих умов розпилення рідкого металу важливо, щоб друге газове сопло було розташовано таким чином, щоб другий за чергою дії газовий струмінь був спрямований на розширений і потоншений під впливом першого газового струменя плаский струмінь розплаву, маючи ту ж складову напряму, під кутом 5 від 5" до 85", переважно під кутом 5 від 157 до 30", і щоб точка падіння цього другого газового струменя на струмінь розплаву була розташована в зоні, де має місце зміна напряму струменя розплаву, зустріч його з третім газовим струменем або розпилення під впливом цього третього струменя, або ж перед цією зоною.
Кут між напрямами другого газового струменя і плаского струменя розплаву, а також розташування точки їх 70 зустрічі має подвійне значення. З одного боку, він повинен забезпечувати сприятливі параметри плаского потоку розплаву, який безпосередньо після цього піддається розпиленню, а з другого боку, має забезпечувати ефективну протидію утворенню підсмоктуючих вихорів під впливом ежекторного ефекту газового струменя високої швидкості. Ці вимоги забезпечуються добором згаданого кута в межах діапазону значень згідно з винаходом, зокрема, в межах діапазону, якому віддається перевага.
Якщо, згідно з варіантом здійснення винаходу, якому віддається особлива перевага, третє газове сопло розташовано таким чином, що третій, відповідно, останній за чергою дії, газовий струмінь, утворюваний як газовий струмінь високої швидкості, спрямований на плаский струмінь розплаву під кутом Г від 25" до 150", переважно під кутом більше 60", а відстань від цього сопла (сопел) до точки зміни напряму струменя розплаву, зустрічі його з третім газовим струменем або розпилення під впливом цього струменя менше 20-кратного діаметра газового сопла, то досягається висока продуктивність пристрою при сприятливій якості порошку, оскільки в цьому випадку досягається ефективний вплив сили газового струменя і, відповідно, високе прискорення металу, необхідне для розпилення металу на дрібні краплини. При цьому вплив сили струменя і, відповідно, прискорення посилюється зі збільшенням згаданого кута, що сприяє утворенню щораз дрібніших фракцій порошку. с
Встановлено, що доцільно, коли, принаймні, третє, тобто, останнє за чергою дії, газове сопло виконано таким чином, щоб формувати, принаймні, один газовий струмінь надзвукової швидкості. о
При подальшому розвитку винаходу можна забезпечити сприятливі умови для розпилення плаского струменя розплаву, якщо перед останнім газовим соплом, яке використовується для створення газового струменя високої швидкості, встановлено більш двох газових сопел для утворення спрямованих на струмінь Ф розплаву газових струменів.
Якщо, згідно зі ще одним варіантом, якому віддається перевага, принаймні, один газовий струмінь юю сформовано як плаский струмінь або групу струменів за допомогою кількох сопел, розташованих поруч однез ду одним та/або, зокрема, у шаховому порядку, то досягається більша ефективна ширина газового струменя для дії на струмінь розплаву. --
Нарешті, доцільно, щоб площина, визначена газовими струменями, не була вертикальною. Ге)
Нижче винахід описаний більш детально на основі малюнків ілюструють лише один варіант його здійснення.
Фіг.1 являє собою схематичне зображення розпилювального пристрою.
На Фіг.2а схематично зображено траєкторію струменя розплаву під впливом газових струменів.
На Фіг.25 зображено траєкторію струменя розплаву, показану на Фіг.2а, але з точки зору, повернутої на 90". «
На Фіг.1 схематично представлено розпилювальний пристрій з трьома соплами у вхідній зоні розпилювальної -птв) с камери. Метал із металургійного резервуара С за допомогою соплового пристрою ЮО надходить у камеру, й утворюючи струмінь розплаву 5, який на відрізку Ї 5 траєкторії вільно падає практично вертикально. Перше «» газове сопло А утворює перший газовий струмінь 1, який діє на струмінь розплаву 5 на відстані д в зоні 11 зтою ж складовою напряму, але під кутом о. Під впливом першого газового струменя 1 в зоні 11 точки
Зустрічі починається відхилення, тобто, зміна напряму компактного струменя розплаву З і його потоншення й
Ге) розширення, внаслідок чого виникає плаский струмінь розплаву Е5. -3з За допомогою другого газового сопла В формують другий газовий струмінь 2, який діє на плаский струмінь розплаву ЕЗ після відрізку, на якому цей останній розширюється, в зоні точки зустрічі 21 з тою ж складовою се напряму, але під кутом 5. сл 50 Газове сопло С, яке виконано переважно у вигляді сопла Лаваля, утворює газовий струмінь 3, який діє на плаский струмінь розплаву ЕЗ на відстані ЇС від сопла С в зоні точки 31 зміни напряму, зустрічі або іЧе) розпилення під кутом у і спричиняє розпилення струменя Ез на потік Р частинок. Дія газового струменя З на плаский потік розплаву Е5 може бути спрямована під кутом, який може забезпечувати навіть часткове обернення напряму.
Згідно з винаходом, може бути використано більше трьох газових струменів та/або кілька газових струменів, о що діють у кожному з передбачених напрямів.
На Фіг.2а і 25 схематично показано струмінь розплаву з двох напрямів, між якими кут складає 90" (вид ко спереду та збоку). Струмінь розплаву З надходить у розпилювальну камеру розпилювального пристрою із соплового пристрою О практично у вертикальному напрямі. Струмінь розплаву 5 діаметром 54 після вільного 60 падіння на певному відрізку довжини зазнає в точці зустрічі 11 впливу газового струменя 1 і внаслідок цього впливу, як показано на Фіг.2р, відхиляється на кут А і потоншується, а також, як видно з Фіг.2а, розширюється з утворенням плаского струменя Е5. Після досягнення ширини 5 о» на плаский струмінь розплаву ЕЗ в точці 31 зміни напряму, зустрічі або розпилення діє газовий струмінь З високої швидкості, під впливом якого утворюється потік Р металевих частинок. В зоні точки розпилення 31 або перед нею на плаский струмінь 65 розплаву Е5 діє газовий струмінь 2, який зустрічається з пласким струменем Е5 в точці 21, спричинюючи зміну форми цього струменя, при чому може мати місце певний вплив на зміну напряму струменя металу.
Згідно з винаходом можливо також, щоб на струмінь металу послідовно діяли, принаймні, три газових струмені, що мають одну і ту ж складову напряму, і тим забезпечували його розпилення у потік частинок металу.

Claims (14)

2 Формула винаходу
1. Спосіб виготовлення металічного порошку з розплаву того ж металу, в якому струмінь розплаву, який виходить із соплового пристрою металургійного резервуара (С), у розпилювальній камері роздрібнюють на /0 КХраплини за допомогою струменів газу, і цим краплинам дають затвердіти у зерна порошку, що мають переважно кулеподібну форму, який відрізняється тим, що практично вертикальний струмінь розплаву (5), який витікає з соплового пристрою (0), піддають послідовно принаймні частковій дії принаймні трьох газових струменів (1, 2, 3), що мають різні напрями.
2. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що струмінь розплаву (5), який виходить із соплового /5 пристрою (0), за допомогою принаймні одного першого газового струменя (1) відхиляють від початкового напряму руху і розширюють, відповідно, потоншують та/або роздрібнюють на частини, після чого за допомогою принаймні одного другого газового струменя (2), який має ту ж складову напряму і падає на розширений і/або роздрібнений струмінь розплаву (ЕЗ) під кутом, виконують підготовку форми сплощеного струменя розплаву, а також створюють бар'єр, який запобігає підсмоктуванню соплом (соплами) (3) принаймні одного третього ор газового струменя (3), котрий падає на підготовлений плаский струмінь розплаву (Е5) під кутом від гострого до такого, який може забезпечувати навіть частково протилежний напрям відносно підготовленого плаского струменя розплаву, і, маючи високу швидкість, забезпечує розпилення струменя розплаву на дрібні краплини (Р), яким потім дають затвердіти.
З. Спосіб згідно з пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що струмінь розплаву (5) діаметром (51) від 2,0 мм до сч 15,0 мм за допомогою принаймні одного першого газового струменя (1) відхиляють на кут (2) в межах від 5" до 85", переважно від 15" до 30", і розширюють, утворюючи плаский струмінь розплаву (Е5) у формі сектора. (о)
4. Спосіб згідно з одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що сектороподібний плаский струмінь розплаву (Е5) після досягнення під впливом першого газового струменя (1) ширини (5 5), яка перевищує не менше ніж у 5 разів, переважно не менш ніж у 10 разів, ширину і, відповідно, товщину (54) вільно падаючого початкового о зо струменя розплаву, за допомогою принаймні одного третього газового струменя (3), який являє собою газовий струмінь високої швидкості, відхиляють на кут (7) в межах від 257 до 1507, переважно від 60" до 90", і Іс) розпилюють або роздрібнюють з утворенням потоку краплин (Р). б
5. Спосіб згідно з одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що на плаский струмінь розплаву (Е5) перед зоною (31) зміни напряму або розпилення третім газовим струменем високої швидкості (3) діють другим газовим - Зв струменем (2), що має ту ж складову напряму, але спрямований під кутом (5) в межах від 5" до 85", переважно (о від 15" до 30", до струменя розплаву, чим запобігають дії підсмоктуючого вихору від газового струменя високої швидкості (3), який захоплює краплини розплаву.
6. Пристрій для виготовлення металічного порошку з розплаву того ж металу, що складається, в основному, з « розпилювальної камери, до якої струмінь (5) розплавленого металу з металургійного резервуара (б) може бути введений або внесений за допомогою соплового пристрою (0), розпилювального пристрою, що розташований у - с розпилювальній камері зі сторони входу, з газовими соплами для дії на струмінь розплаву (5) газовими ц струменями з метою роздрібнення його на краплини, розташованого зі сторони виходу камери "» охолоджувального простору для охолодження цих крапель і утворення зерен порошку, а також розташованих за камерою пристроїв для переробки порошку, призначений, зокрема, для використання способу згідно з попередніми пунктами, який відрізняється тим, що розпилювальний пристрій обладнаний принаймні трьома Ге») газовими соплами (А, В, С), що дають газові струмені (1, 2, 3), які послідовно спрямовані на введений з струмінь розплаву і на струмінь розплаву, форма та напрям якого визначені дією попереднього газового струменя, під кутами від 5" до 170". (Се)
7. Пристрій згідно з п. б, який відрізняється тим, що перше газове сопло (А) розташовано так, що перший газовий струмінь (1), маючи ту ж складову напряму, спрямований на струмінь розплаву (5) під кутом( 7) в і-й межах від 57 до 85", переважно під кутом (о) від 157 до 30", і що довжина (І5) вільно падаючого струменя іЧе) розплаву (5) дорівнює відстані (Ід) від газового сопла (А) до точки (11) стикання газового струменя (1) зі струменем розплаву (5), збільшеній або зменшеній на величину, яка не перевищує 10-кратне значення діаметра (51) струменя розплаву: 1-0, к10х5 (Ф,
8. Пристрій згідно з пп. 6 або 7, який відрізняється тим, що друге газове сопло (В) розташовано таким чином, ка що другий за чергою дії газовий струмінь (2) спрямований на розширений і потоншений під впливом першого газового струменя (1) плаский струмінь розплаву (Е5), маючи ту ж складову напряму, під кутом ( 5) від 5" до 60 857, переважно під кутом (5 ) від 157 до 30", і що точка (21) падіння цього другого газового струменя (2) на струмінь розплаву (Е5) розташована в зоні (31), де має місце зміна напряму струменя розплаву (Е5), зустріч його з третім газовим струменем (3) або розпилення під впливом цього третього струменя (3), або ж перед цією зоною (31).
9. Пристрій згідно з одним із пп. 6-8, який відрізняється тим, що третє газове сопло (С) розташовано таким 65 чином, що третій, відповідно, останній за чергою дії, газовий струмінь (3), утворюваний як газовий струмінь високої швидкості, спрямований на плаский струмінь розплаву (Е5) під кутом (7) від 257 до 150", переважно під кутом ("7") більше 60", а відстань (Іс) від цього сопла (сопел) до точки (31) зміни напряму струменя розплаву, зустрічі його з третім газовим струменем (3) або розпилення під впливом цього струменя (3) менша від 20-кратного діаметра газового сопла.
10. Пристрій згідно з одним із пп. 6-8, який відрізняється тим, що принаймні третє, тобто останнє за чергою дії, газове сопло (С) виконано таким чином, щоб формувати принаймні один газовий струмінь (3) надзвукової швидкості.
11. Пристрій згідно з одним із пп. 6-10, який відрізняється тим, що перед останнім газовим соплом (С), яке використовується для створення газового струменя (3) високої швидкості, встановлено більше двох газових 70 сопел для утворення спрямованих на струмінь розплаву (5, Е5) газових струменів.
12. Пристрій згідно з одним із пп. 6-11, який відрізняється тим, що напрям та інтенсивність газових струменів можна регулювати.
13. Пристрій згідно з одним із пп. 6-12, який відрізняється тим, що принаймні один газовий струмінь сформовано як плаский струмінь або групу струменів за допомогою кількох сопел, розташованих поруч одне з 75 одним та/або, зокрема, у шаховому порядку.
14. Пристрій згідно з одним із пп. 6-13, який відрізняється тим, що площина, визначена газовими струменями, не є вертикальною. с щі 6) (о) ІФ) (о) «- (Се)
- . и? (о) - се) 1 іЧе) іме) 60 б5
UA2000010296A 1999-01-19 2000-01-18 Спосіб та пристрій для виготовлення металічного порошку UA61959C2 (uk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0007099A AT409235B (de) 1999-01-19 1999-01-19 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallpulver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA61959C2 true UA61959C2 (uk) 2003-12-15

Family

ID=3480743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2000010296A UA61959C2 (uk) 1999-01-19 2000-01-18 Спосіб та пристрій для виготовлення металічного порошку

Country Status (9)

Country Link
US (3) US6334884B1 (uk)
EP (1) EP1022078B1 (uk)
JP (1) JP4171955B2 (uk)
AT (2) AT409235B (uk)
DE (1) DE50008367D1 (uk)
DK (1) DK1022078T3 (uk)
ES (1) ES2231150T3 (uk)
SI (1) SI1022078T1 (uk)
UA (1) UA61959C2 (uk)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT409235B (de) * 1999-01-19 2002-06-25 Boehler Edelstahl Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallpulver
AT408990B (de) * 2000-08-16 2002-04-25 Holderbank Financ Glarus Einrichtung zum zerstäuben von flüssigen medien, insbesondere flüssigen schmelzen
AT411580B (de) * 2001-04-11 2004-03-25 Boehler Edelstahl Verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung von gegenständen
EP1434666B1 (de) * 2001-10-10 2005-01-05 Claes Tornberg Verfahren zur herstellung von metallpulver aus spratzigen teilchen
AT412328B (de) * 2002-04-03 2005-01-25 Claes Dipl Ing Tornberg Verfahren zur herstellung von metallpulver
AT411230B (de) * 2001-10-10 2003-11-25 Claes Dipl Ing Tornberg Verfahren zur herstellung von metallpulver aus spratzigen teilchen
DE10205897A1 (de) * 2002-02-13 2003-08-21 Mepura Metallpulver Verfahren zur Herstellung von partikelförmigem Material
US7744808B2 (en) * 2007-12-10 2010-06-29 Ajax Tocco Magnethermic Corporation System and method for producing shot from molten material
CH705750A1 (de) 2011-10-31 2013-05-15 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Herstellung von Komponenten oder Abschnitten, die aus einer Hochtemperatur-Superlegierung bestehen.
EP2700459B1 (en) 2012-08-21 2019-10-02 Ansaldo Energia IP UK Limited Method for manufacturing a three-dimensional article
EP2737965A1 (en) * 2012-12-01 2014-06-04 Alstom Technology Ltd Method for manufacturing a metallic component by additive laser manufacturing
US9981315B2 (en) * 2013-09-24 2018-05-29 Iowa State University Research Foundation, Inc. Atomizer for improved ultra-fine powder production
KR101536454B1 (ko) * 2013-12-20 2015-07-13 주식회사 포스코 분말 제조 장치 및 분말 형성 방법
EP3756799A1 (en) * 2015-07-17 2020-12-30 AP&C Advanced Powders And Coatings Inc. Plasma atomization metal powder manufacturing processes and systems therefore
KR102544904B1 (ko) * 2015-10-29 2023-06-16 에이피앤드씨 어드밴스드 파우더스 앤드 코팅스 인크. 금속 분말 분무화 제조 공정
EP3442726B1 (en) 2016-04-11 2023-01-04 AP&C Advanced Powders And Coatings Inc. Reactive metal powders in-flight heat treatment processes
KR102421026B1 (ko) * 2016-08-24 2022-07-14 5엔 플러스 아이엔씨. 저융점 금속 또는 합금 분말 미립화 제조 공정
US20190217393A1 (en) 2018-01-12 2019-07-18 Hammond Group, Inc. Methods for processing metal-containing materials
EP3752304B1 (en) 2018-02-15 2023-10-18 5n Plus Inc. High melting point metal or alloy powders atomization manufacturing processes
EP3781339A4 (en) 2018-04-04 2021-09-22 Metal Powder Works, LLC SYSTEM AND PROCESS FOR MANUFACTURING POWDERS FROM DUCTILE MATERIALS

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1227274A (fr) * 1958-01-17 1960-08-19 Kohlswa Jernverks Ab Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour pulvériser ou décomposer des matières solides
US2968062A (en) 1959-03-23 1961-01-17 Federal Mogul Bower Bearings Atomizing nozzle and pouring cup assembly for the manufacture of metal powders
NL270569A (uk) * 1960-10-24
GB1272229A (en) * 1968-11-27 1972-04-26 British Iron Steel Research Improvements in and relating to the treatment of molten material
US3752611A (en) * 1969-06-18 1973-08-14 Republic Steel Corp Apparatus for producing metal powder
SE421758B (sv) 1970-11-11 1982-02-01 Uddeholms Ab Anordning enligt svenskt patent 6916675-9 for granulering av smelt metall
US4272463A (en) 1974-12-18 1981-06-09 The International Nickel Co., Inc. Process for producing metal powder
JPS5172906A (en) * 1974-12-23 1976-06-24 Hitachi Metals Ltd Tankabutsuo fukashitakosokudokoguko
US4382903A (en) 1978-07-21 1983-05-10 Asea Aktiebolag Method for manufacturing a metal powder by granulation of a metal melt
EP0131668B1 (fr) * 1983-07-12 1987-02-11 Compagnie Industrielle De Recuperation Metallurgique C.I.R.M. Procédé d'obtention de granulats à partir de scorie d'aciérie
EP0192383B1 (en) * 1985-02-18 1990-12-05 National Research Development Corporation Method of distributing liquid onto a substrate
US4905899A (en) 1985-11-12 1990-03-06 Osprey Metals Limited Atomisation of metals
GB8527852D0 (en) * 1985-11-12 1985-12-18 Osprey Metals Ltd Atomization of metals
SE461848B (sv) 1987-12-09 1990-04-02 Hg Tech Ab Foerfarande foer atomisering av vaetskor och anordning foer genomfoerande av foerfarandet
AT395230B (de) * 1989-11-16 1992-10-27 Boehler Gmbh Verfahren zur herstellung von vormaterial fuer werkstuecke mit hohem anteil an metallverbindungen
US5238482A (en) * 1991-05-22 1993-08-24 Crucible Materials Corporation Prealloyed high-vanadium, cold work tool steel particles and methods for producing the same
US5993509A (en) * 1996-11-19 1999-11-30 Nat Science Council Atomizing apparatus and process
US6142382A (en) * 1997-06-18 2000-11-07 Iowa State University Research Foundation, Inc. Atomizing nozzle and method
AT409235B (de) * 1999-01-19 2002-06-25 Boehler Edelstahl Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallpulver
AT411580B (de) * 2001-04-11 2004-03-25 Boehler Edelstahl Verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung von gegenständen

Also Published As

Publication number Publication date
ES2231150T3 (es) 2005-05-16
JP2000212608A (ja) 2000-08-02
EP1022078A3 (de) 2003-05-07
US20040031354A1 (en) 2004-02-19
ATA7099A (de) 2001-11-15
EP1022078A2 (de) 2000-07-26
AT409235B (de) 2002-06-25
SI1022078T1 (en) 2005-06-30
EP1022078B1 (de) 2004-10-27
US6632394B2 (en) 2003-10-14
US7198657B2 (en) 2007-04-03
DK1022078T3 (da) 2005-03-14
JP4171955B2 (ja) 2008-10-29
US6334884B1 (en) 2002-01-01
US20010054784A1 (en) 2001-12-27
ATE280649T1 (de) 2004-11-15
DE50008367D1 (de) 2004-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA61959C2 (uk) Спосіб та пристрій для виготовлення металічного порошку
US4919853A (en) Apparatus and method for spraying liquid materials
JP5184347B2 (ja) ガスダイナミックコーティング装置およびコーティング方法
Fritsching et al. Hybrid gas atomization for powder production
KR20010024728A (ko) 용융물을 가스로 분무화하여 미립 분말을 생성하는 방법및 장치
EP3085475B1 (en) Powder manufacturing apparatus and powder forming method
JP2703818B2 (ja) 溶融体を噴霧する方法及び該方法を使用する装置
JP2004269956A (ja) 金属粉末製造装置及び当該装置を用いた金属粉末の製造方法
JPH06340904A (ja) 溶融金属から金属粒子を製造する方法
US4401609A (en) Metal atomization
EP0419479B1 (en) A method and equipment for microatomizing liquids, preferably melts
US4524915A (en) Opposed type jet mill
US5190701A (en) Method and equipment for microatomizing liquids, preferably melts
JP2002309361A (ja) 溶射用粉末の製造方法および溶射粉末
JPS6350404A (ja) 金属粉末製造用噴霧ノズル
JP2993029B2 (ja) 金属粉末の製造方法
JPH01215354A (ja) 粉砕およびコーティング装置
JP2001226704A (ja) 金属粉末の製造装置および製造方法
JPH0649512A (ja) ガス噴霧金属粉末製造装置
RU2183534C2 (ru) Устройство для получения металлических порошков
JP2002105514A (ja) 金属粉末の製造装置および製造方法
RU2017588C1 (ru) Устройство для получения металлических порошков
RU2195515C2 (ru) Способ нанесения покрытий из порошковых материалов
JP2951414B2 (ja) アトマイズ用ガスノズル
RU93021509A (ru) Центробежный распылитель потока металлического расплава