Способ и устройство для электроэрозионного диспергирования металлов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1997988 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 15.01. 81 (21) 3338719/22-02 ЩМ, Кп. с присоединением заявки Мо В 22 Г 9/14 В 23 Р 1/02 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий.222 (088,8) Дата опубликования описания 23,02.83Л.П,фоминскийВНаучно-производственное объединение,. ула 44 Щет.;ефвюец,(72) Авторизобретения(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ Изобретение относится к порошковой металлургии, в частностй к получению порошков методом электроэрозионного диспергирования металлов.Известен способ электроэрозионного диспергирования металлов, включающий воздействие электрическими разрядами на куски измельчаемсго металла в диэлектрической жидкости, причем электрические разряды создают при помощи электродов, размещенных среди измельчаемого металла 1)..К недостаткам данного способа относится его низкая производительность, обусловленная необходимостью периодической замены электродов, а также загрязнение полученного порошка материалом электродов.Известно также устройство для электроэрозионного диспергирования металлов., включающее рабочий сосуд с расположенными в его полости металлическими электродами и источник тока 11.Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является способ электроэрозионного диспергирования металлов, включающий воздействие электрическими разрядами на куски измельчаемого металла л потокеэлектрической жидкости, причем электрические разряды создают путем подачи высокого напряжения на электроды, усановленные среди кусков измельчаемого металла 12 ),Известно ус-ройство для осуществления данного способа, включающеерабочую камеру из электроизоляционного материала и источник тока, причем камера снабжена металлическимиэлектродами соединенными с источником тока 1 21,К недостаткам данного технического решения относится низкая частота полученного порошка, обу:ловленная его загрязнением продуктамиэрозии электродовЦелью изобретения является повышение частоты полученного порошка.Поставленная цель достигается тем,.что согласно способу электроэрозионного диспергирования металлов,включающему воздействие электрическими разрядами на куски измельчаемого металла в потоке диэлектрической жидкости, электрические разряды между кусками металла вызываютпутем воздействия на них электромагнитным полем.Устройство для электроэрозионногодиспергирования металлов, включающеерабочую камеру из электроизоляционного материала и источник тока,снабжено индуктором, установленнымвокруг камеры и соединенным с источником тока,На чертеже показана схема устройства для электроэрозионного диспергирования металлов.Устройство состоит из рабочей ка Омеры 1, выполненной из злектроизоляционного материала, сетчатого днища 2, крышки 3, индуктора 4, установленного вокруг камеры 1, и магнитопровода 5, выполненного из листов ферромагнитного материала илииз феррита, При этом камера 1 выполнена расширяющейся кверху, а вее днище выполнено отверстие б дляподачи рабочей, жидкости, а в крышке 3 - отверстия 7 и 8, одно из которых служит для загрузки в камеру 1 .кусков металла, подлежащих диспергированию, а другое - для выводаиз камеры продуктов диспергироваиия вместе с потоком рабочей жидкости. Индуктор 4 выполнен в видевитка медной трубки и соединен с источником электрического тока (не по казан). Магнитопровод 5 предназначен для уменьшения полей рассеяния 30и локализации электромагнитного поляв рабочем объеме камеры 1.Способ осуществляется следующимобразом.В камеру. 1 через отверстие 7 загружают куски металла, подлежащего .диспергированию, после чего камеру заполняют рабочей жидкостью (вода,керосин, масло и т.д.). Расход жидкости. через камеру устанавливают 40таким, чтобы ее поток переводил куски металла в состояние кипящегослоя. Направление циркуляции кусков металла в камере показано начертеже стрелками, При подаче на индуктор 4 импульсов электрическоготока (или переменного тока) в рабочей зоне камеры возникает электромагнитное поле, меняющееся во времени. При .этом магнитная составляющая поля направлена по оси камеры,а электрическая составляющая - вокруг нее. Изменяющееся электромагнитное поле наводит в кусках металла электродвижущую силу, в результате чего между краями соседних кус,ков, находящихся в плоскости витка индуктора и вблизи нее, возникает разность потенциалов, а.в зазорах меж"ду этими кусками - электрическоеполе высокой напряженности. В тех Щзазорах, где электрическое поле достигает напряженности самопробоя,зажигается искровой разряд. Посколькузазоры между кусками у стенок камеры 1 наименьшие, в этой области 65 пробой зазоров наиболее вероятен.,После электрического пробоя междудвумя кусками металла разность потенциалов на них суммируется, а рв-зультате чего напряжение на их противоположных концам скачком возрастает. Это приводит к лавинному развитию электрического пробоя, н результате чего у стенок камеры завремя, равное примерно 10с, воз,никает замкнутый контур иэ цепочкиметалла с горящими между ними электрическими разрядами. По этому конту"ру протекает ток разряда, по величинеи длительности примерно, равный току,текущему по витку индуктора. Послепрекращения,протекания импульса поиндуктору ток в разрядном контуретакже исчезает. Поскольку куски металла в камере все время перемешиваются, то при каждом новом импульсетока по индуктору электрические разряды зажигаются по новому контуру,При этом разряды между кусками металла производят электроэрозинноедиспергирование указанного металла,Образующийся дисперсный порошок.(продукт эрозии металла) выноситсяиз камеры потоком рабочей жидкости,После. отделения порошка от жидкостипоследняя повторно используется впроцессе диспергирования, По мерерасходования металла в камеру 1 добав-:ляют новые порции кусков металлабез остановки устройства. П р и м е р. Порцию гранул алюминия с размерами 5-20 мм в количестве 1 кг загружают в рабочую камеру устройства. Камера имеет форму усеченного конуса с диаметром нижнего основания 200 мм ивысотой 200. мм. Камера выполнена из стеклоткани, пропитанн 6 й эпоксидной смолой, и имеет толщину стенки 5 мм. Одновитковый индуктор, согнутый из медной трубки диаметром 10 мм, установлен на вы" соте 70 мм от нижнего основания. В качестве рабочей жидкости используют дистиллированную воду с расходом 2 м/ч. Индуктор подключен к импульсному источнику тока, генерирующему импульсы тока с амплитудой 125 А длительностью 100 мкс. Напряжение в импульсе составляет 600 В., Частота повторения импульсов 2 кГц, мощность в нагрузке 15 кВт. При электрозрозионном диспергировании алюминия в йоде образующийся высокодисперсный порошок алюминия реагирует с водой, в результате чего образуется гель гидроокиси алюминия, который выносится потоком воды из камеры. Гель отфильтровывают.от воды при помощи пресс-фильтра, а воду повторно направляют в камеру, После высушивания геля получают порошок гидроокиси алюминия с удельной поверхностью997988 Формула изобретеййя 250 фг. При этом проиэводительностЬ процесса диспергирования составляет 2 кг/ч. Порошок не содержит примесей других металлов.Аналогично получают порошки же" лева и вольфрама. Их дисперсность составляет примерно 10 мкм. Производительность процесса равна 1,5- 1,7 кг/ч.При использовании в качестве рабочей жидкости трансформаторного мас.ла возможно применение источника переменного тока с частотой 50 кГц :и напряжением 380 В (т.е. силового трансформатора). Полученный в таких условиях порошок.вольфрама содержит примеси карбидов и чистого углерода образукяаиеся в результате взаимодействия порошка вольфрама с продуктами пиролиэа масла. Производительность устройства в этом случае составляет 1,2 кг/ч. Таким образом, применение изобретения позволяет исключить загрязне ние полученных порсшков продуктами эрозии электродов (при использовании известного технического решения расход электродов составляет 10 от количества переработанного металла, т,е. содержание продуктов эрозии электродов в порошке составляет примерно 10). Также повьзаается производительность процесса диспергирова 1 6йия, обусловленная возможностью осуществлення технологического процессав непрерывном режиме. 51. Способ электроэрозионного днс-.пергирования металлов, включающий .воздействие электрическими разрядамн на куски измельчаемого металлав потоке диэлектрической жидкости,о т л и,ч а ю щ и й с я тем, чтос целью повышения чистоты полученного прошка, электрические разрядымежду кусками металла вызывают путем воздействия на них электромашнитным полем.2. Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов, вклю-чающее рабочую камеру из электро 20 изоляционного материала и источниктока, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что оно снабжено индуктором, установленным вокруг камеры и соединен-ным с источником тока.25 ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Исихари Ватари Получение металлических порошков методом электрфискрового разряда. " Киндэоки,ЗО Киндзоку 1, 1977, 47, 9 11, с 20.-222. Авторское свидетельство СССРВ 663515, кл, В 23 Р 1/02, 1979