Способ получения порошков из расплавов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ООА 1 17(51)5 В 22 Е 9/0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКОМУ(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им, И.П. Бардина(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ РАСПЛАВОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к порошковой . металлургии, а именно к получению металлических порошков путем распыления расплава ультразвуком. Целью изобретения является снижение энергетических затрат и увеличение производительности. При работе свободный конец волновода распылителя погружают в расплав на 0,2-0,4 площади торцовой поверхности волновода-распылителя. С подачей напряжения излучающие торца преобразователя 1 начинают совершать колебания с ультразвуковой частотой, которые усиливаются и передаются волноводу-распылителю 3. Поток распыленных частиц 11 направляется к теплопроводному вращающемуся экрану 8. Распыленные частицы 11 с экрана 8 поступают в приемный бункер 10. 2 с.и. ф-лы, 1 ил., 1 табл.Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению металлических порошков путем распыления расплава ультразвуком.Целью изобретения является снижение энергетических затрат и увеличение производительности.Способ заключается в том, что процесс распыления расплава осуществляют резонансным волноводом-распылителем продольных ультразвуковых колебаний, свободный конец волновода распылителя погружают в расплав, при этом глубина погружения составляет 0,2-0,4 площади торцовой поверхности волновода-распылителя. Конструктивное погружение волновода-распылителя в расплав не требует его предварительного нагрева и тем самым позволяет снизить энергозатраты.Повышение производительности способа обусловлено тем, что 0,2 - 0,4 площади поверхности торца волновода-распылителя погружено в расплав, так как уровень радиационного (звукового) давления, которое за счет капиллярных эффектов обеспечивает подъем расплава в виде пленки в зойу распыления, зависит от площади поверхности торца волновода, погруженного в расплав. При значениях менее 0,2 площади поверхности торца волновода, погруженной в расплав, величина радиационного давления недостаточна, чтобы расплавом была покрыта вся эона распылениячто снизит производительность, а при погружении волновода более чем на 0,4 площади его торцовой поверхности расплав выплескивается из зоны распыления, что также снижает производительность способа.На чертеже представлено устройство, общий вид.Устройство содержит источник ультразвуковых колебаний (преобразователь) 1, жестко и последовательно соединенные с ним концентратор 2 и резонансный волновод-распылитель 3, тигель 4, металлопровод 5, средства для регулирования рабочего давления б, газовый коллектор 7, теплопроводный экран 8, герметичную камеру распыления 9, приемный бункер 10 и продукты распыления.Устройство расотает следующим образом.В камере распыления создается вакуум с остаточным давлением не более 0,133 Па, При поступлении на обмотку возбуждения (не показано) переменного напряжения резонансной частоты излучающие торцы преобразователя 1 начинают совершать колебания с ультразвуковой частотой, на 10 20 30 35 40 45 50 55 пример 19,8 кГц. Колебания рабочего торца преобразователя усиливаются концентратором 2 ультразвуковых колебаний и передаются волноводу-распылителю 3, 0,2-0,4площади поверхности свободного торца которого погружено в тигель 4 с расплавом,поступающим по металлопроводу 5. Поток распылейных частиц 11 направляется к теплопроводному вращающемуся экрану 8.Распыленные частицы 11 с экрана 8 поступают в приемный бункер 10,При работе в регулируемой газовой атмосфере одновременно с включением ультраз вуковых колебаний и подачей расплавленного металла в ванну включается газовый поддув, например гелием, который охлаждает и направляет поток распыленных частиц 11 на вращающийся теплопроводный экран 8, привод которогоусловно не показан. Распыленные частицы11 с экрана 8 поступают в приемный бункер 10. После того, как расплав полностью выработан, выключают источник ультразвуковых колебаний, газовый поддув, привод охлаждаемого экрана, производят замену исходного материала расплава и процесс повторяют снова.При распылении опытного никелевого сплава типа ЖС 6 У потребление электроэнергии снизилось на 12 кВт/ч, а производительность установки возросла на 20 - 30% (1,3 - 1,5 кг/мин - прототип, 1,8 кг/мин - предлагаемая).В камере распыления создавали вакуум с остаточным давлением 0,1 Па. Колебательная система возбуждалась на частоте 19,8 кГц от ультразвукового генератора типа УЗГ-4. Ультразвуковые колебания включались одновременно с поступлением по металлопроводу жидкого металла в тигель. Поток распыленных частиц направлялся на теплопроводный экран, который обдувался гелием, и с экрана частицы порошка собира-. лись в приемном бункере. После полкой выработки расплава выключали ультразвукоые колебания, газовый поддув, водоохлаждение. После этого эксперимент повторялся,Опыты проводились на сплаве 9 КСР. В процессе экспериментов свободный торец волновода-распылителя погружался в расплав на глубину 0,1 - 0,5 его площади, а угол между торцом волновода-распылителя и зеркалом расплава изменялся от 80 до 110.Результаты проведенных экспериментов по получению порошков из расплава 9 КСР с применением ультразвука при изменении площади погружения в расплав торца волновода-распылителя и угла между поверхностью торца волновода-распылителя1715500 Составитель А. ЕфремовРедактор Н.Горват. Техред М.Мог,гентал Корректор М.Пож Заказ 563 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5"Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Произво но-издательский комби и зеркалом расплава представлены в таблице.Как видно из приведенных в таблице данных, наиболее значительный эффект наблюдается при погружении в расплав торца 5 волновода-распылителя на глубину 0,2-0,4 его площади и значении угла между поверхностью торца волновода-распылителя изеркалом расплава 90-100 О.Формула изобретения 10 1. Способ получения порошков из расплавов, включающий распыление оасплава резонансным волноводом-распылителем продольных ультразвуковых колебаний, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения 15 энергетических затрат и увеличения производительности, распыление ведут при погружении свободного конца волновода-распылителя в расплав на глубину 0,2-),4 площади торцовой поверхности волновода-распылителя, 20 2. Устройство для получения порошков из расплавов, содержащее герметичную вакуумную камеру и/или с регулируемой атмосферой камеру и размещенные в ней тигель, резонансный волновод-распылитель продольных ультразвуковых колебаний, жестко соединенный одним концом с источником ультразвуковых колебаний, расположенным вне камеры, теплопроводный экран, установленный по ходу распыления расплава за торцовой поверхностью свободного конца волновода-распылителя и тиглем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат и увеличения производительности, волновод-распылитель установлен под углом к горизонтали, причем угол между торцовой поверхностью волновода-распылителя и горизонталью составляет 90 - 100 О,