Способ получения металлического порошка и устройство для его осуществления

(д 1) 4 В 22 ) 9/О 11) ;-н,Т,Е.ТР ,Р;,1 г ,ЦЯЪ )19, ТЯ 9 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ частиц порошкаого состава. Честояка, введеннва-кристаллизат заданного рез сопло ое под зе 43 п канал подают струю расплавл талла. Указанная струя эжек расплав-кристаллизатор внут А.И.Накорчевски зин, В.В.Казанинтенсивно перемешивается с расавом-кристаллизатором, диспергируся в частицы заданного размера и исталлизуется на выходе из проточ 8.8)етельство СССРР 9/08, 1976,ельство СССРР 9/08, 1980. и ного канала. При ляется диаметр к 2-4 исходных диа том оптимальным явала, составляющийтра струи расплав- длина канала, сосходных диаметровданного техническоет довести выходорошка до 907. ленного металла,тавляющая 40-80 и ние струи. Применего решения поззаданных Фракц 2 с.п. ф-лы,волийил ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГОПОРОШКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЛ 1 ЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к получению металлического порошка распылением расплавов. Цель - повышение выхоаракцинапорнакало расточныйнного меируеть кана1353580 20 Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка диспергированием расплавленных металлов.Цель изобретения - повьппение выхода частиц порошка заданного фракционного состава.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. 1 ОУстройство состоит из напорногостояка 1 с соплом 2 на конце, емкости 3 для кристаллизатора с встроенным в нее проточным каналом 4, встенках которого расположены нагревательные и охлаждающие злменты 5 и механизма б перемещения напорного стояка 1,Устройство работает следующим образом.Емкость 3 заполняют расплавомкристаллизатором, подключают системуподогрева и охлаждения (не показана)к элементам 5. Сопло 2 напорного стояка 1 центрируют с проточным каналом4 и погружают в расплав-кристаллизатор при помощи механизма 6 перемещения на заданное расстояние от проточного канала 4. Металл непрерывнозаливают в напорный стояк 1, поддерживая постоянным уровень металла,Струя металла истекает иэ сопла 2,электирует расплав-кристаллизатор впроточный канал 4, интенсивно перемешивается с расплавом-кристаллизатором и диспергируется. Образующаяся смесь на конечном участке охлаждается элементами 5 и металл кристаллизуется, выпадая в виде порошка надно емкости 3. Подогрев расплавакристаллиэатора, при необходимости,осуществляется нагревательными элементами 5, расположенными в верхнейчасти проточного канала 4.Предлагаемый способ реализуется 45в процессе работы устройства следующим образом. Струю расплава с начальным диаметром й, =2-5 мм и начальной скоростью 11, =4-10 м/с погружают в расплав-кристаллизатор и, начиная от сечения струи отстоящего от начального на расстоянии (4-8) д струю ограничивают до диаметра (2-4) й, 55 на протяжении (40-80) с 1, с кристаллизацией частиц металла на второй половине участка ограничения струи или после выхода струи из участка При д, с 2 мм начинают сказываться капиллярные эффекты, при д,5 мм образуются частицы крупностью более0,5 мм. Для организации эффективногораспыливания необходим напор металлавысотой 1-5 м, что обуславливает исходную скорость истечения струи Б, ==4-10 м/с. При П,4 м/с энергия недостаточна, при 1,1 О м/с она избыточна. При расстоянии от среза сопла 1 меньше (4-8) й,. количество подсасываемой жидкости (кристаллизатора) мало и диспегирование уменьшается за счет слипания частиц; при11 больше (4-8) д - увеличиваетсябесполезно используемая энергия наперемешивание подсасываемой жидкости.Соотношение диаметра ограниченияй=(2-4) д, связано с длиной 1 Приуменьшении Й, по сравнению с указанным пределом, часть металла будетидти мимо камеры, при увеличении Йсверх указанного будет подсасыватьсяизлишек окружающего расплава.Длина участка ограничения струи(длина проточного канала) 1 =(40 -80) й выбрана на основе опытных данных, При 1 меньше заданного значения будет увеличиваться разбросфракционного состава при 1 меньше заданного - длина участка не влияет накачество порошка, но приводит к увеличению габаритов устройства,П р и м е р. Для получения частицпорошка с размером 0,2-0,4 мм из рас-:плава стали Х 20 НЯО, нагретого доо450 С, имеющего температуру кристалолизации 1390 С, струю расплава с начальным диаметром й,= 2 мм и начальной скоростью 4 м/с погружают врасплав-кристаллизатор (смесь ИаСЙСаС 1), имеющий 1400 С и температуру кристаллизации 550 С, и, начиная,от сечения струи, отстоящего от начального на расстоянии 12 мм, струюограничивают проточным каналом диа.метром 6 мм на протяжении 120 мм, встенках которого имеются охлаждающиеэлементы, обеспечивающие температурувнутренней поверхности стенок каналаоЭравную 600-700 С, на протяжении последних 90 мм канала.Для получения частиц порошка сразмерами 0,3-0,7 мм из расплава стали Х 20 Н 80, нагретого до 1450 С, струюрасплава с начальным диаметром д, ==5 мм и начальной скоростью 10 м/с погружают в расплав-кристаллизатор ЧаС 1-СаС 1, имеющий 1380 С.и, начиная от сечения струи, отстоящего от начального на расстоянии 25 мм, струю ограничивают каналом диаметром 15 мм на протяжении 300 мм. В этом случае кристаллизация частиц расплавленного металла осуществляется на выходе из канала в объеме расплава-кристаллизатора.Выход частиц порошка заданнойфракции в обоих случаях,89-907. При получении порошков аналогичных фракций известным способом выход годного продукта не превышает 507.Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет повысить выход частиц порошка заданного фракционного состава,Формула и з о б р е т е н и я1, Способ получения металлическо го порошка, включающий подачу струграсплава в жидкий кристаллизатор,дробление струи и последующую кристаллизацию частиц металла, о т л и -.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ЗО повышения выхода частиц порошка заданного фракционного состава, дробление струи осуществляют путем ограничения ее поперечного размера диаметром, составляющим 2-4 исходных диаметра струи, на участке, длина которого равна 40-80 исходным диаметрамструи, участок ограничения струи расплавленного металла расположен нижеуровня жидкого кристаллизатора.402, Устройство для получения металлического порошка, содержащее напорный стояк, сопло и емкость для кристаллизатора, о т л и ч а ю щ е е с я 45 тем, что, с целью повышения выходачастиц порошка заданного фракционного состава, оно снабжено нагревательным и охлаждающим элементами имеханизмом перемещения напорного б 0 стояка, а емкость для кристаллизатора выполнена с проточным каналом,расположенным соосно с соплом, причем нагревательные и охлаждающие элементы установлены в стенках проточб ного канала.