Способ получения металлических порошков и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15 И 4 В 22 Г 9/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Центральный научно-исследовательский институт оловянной промышленности (72) Ю. Н. Коновальченко и Е. И. Протасов (53) 621.762.2 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР1293912, кл. В 22 Г 9/14, 14.10.85.Авторское свидетельство СССР827271, кл. В 22 Г 9/08, 1981,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИ. ЧЕСКИХ ПОРОШКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков распылением расплавов. Цель изобретеИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков распылением расплавов.Цель изобретения - повышение качест ва порошка.Способ осуществляется следующим образом,Струя расплава, вытекая из отверстия в штуцере, распыляется электрическим током со средней плотностью более 5 10" А/см в моменты замыкания его электрической цепи. На струю в это же время воздействуют отталкивающим электромагнитным полем, возникающим между двумя близко расположенными проводниками: струей и шиной, по которым протекают токи в прдтивоположных направлениях. В результате действия электромагнитного поля возникает электродинамическая сила, отталкивающая струю от шиЯО 1488133 А 1 ния - повышение качества порошка. Расплав, вытекая струей, при попадании на наконечник замыкает электрическую цепь и через нее протекает импульс тока. Струя начинает интенсивно нагреваться. Одновременно на струю начинает действовать электро- динамическая сила в направлении, перпендикулярном движению струи, возникающая в результате взаимодействия полей движущихся встречных токов в струе и в расположенной на расстояние шине. Струя под действием тока распадается на мелкие капли и под действием электродинамической силы приобретает направленное движение, причем самые мелкие гранулы остаются в зоне распыления. Для выноса их и сбора в камере гранулы подвергаются постоянному обдуву. 2 с. п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. ны, порядке 10 Н. Струя дробится на гранулы диаметром 6 в 6 мкм и одновременно отбрасывается от шины электродинамической силой, При этом гранула металла приобретает начальную скорость, равную результирующей от скоростей, вызванных силами дробления и электродинамической. Преобладание электроди нам ической силы над силами дробления вызывает направленное движение гранул металла. Величина пути полета гранул пропорциональна квадратам их масс и начальным скоростям, поэтому гранулы одного размера скапливаются в определенной области, расположенной на расстоянии, равном этому пути. Наиболее мелкие гранулы, например размером до 60 мкм, обладающие массой, не достаточной для направленного их движения, находятся в зоне распыления струи в состоянии витания. Длягревается, Одновременно на струю начинает действовать электродинамическая сила в направлении Х (фиг. 2), возникающая в результате взаимодействия полей движущихся встречно токов в струе и в расположенной на расстоянии толщины изолятора 15 шине 18. Струя под действием тока распадается на мелкие гранулы, а под действием электро- динамической силы приобретает движение в сторону бункеров А и Б. Причем наиболее крупные гранулы летят в дальний бункер Б, мелкие - в ближний бункер А, а самые мелкие 8 (например, размером до 60 мкм) остаются в зоне распыления. Для выноса их и сбора в камере 9 установки зона распыления подвергается постоянному обдуву газо 45 50 55 их удаления из этой зоны и сбора в камере на их воздействуют потоком газовойсреды со скоростью, достаточной для их переноса на дно камеры.Такой скоростью является скорость витания отделяемых гранул в среде, определяемая по номограммам в зависимости от размеров, температуры и плотности отделяемыхгранул.На фиг. 1 представлена установка, с помощью которой реализуется способ получения металлических порошков; на фиг. 2 -электроды этой установки; на фиг, 3 - сечение А - А на фиг, 2,Установка (фиг, 1) состоит из печи 1с крышкой 2, под которой установлена кювета 3, соединенная с источником 4 питания,включающим конденсаторную батарею. Разливочное отверстие 5 кюветы 3 расположенонад нижним электродом 6, также соединенным с источником 4 питания с помощью шины 7. Газодувка 8 расположена на камере 9распыления и сбора порошка 10, имеющейрадиальные бункеры А и Б. Стенки 11 камеры 9 водоохлаждаемые. В нижней части камеры 9 и бункеров А и Б имеются затворы 12и приемные емкости 13 для порошка 10.На фиг, 2 и 3 изображен верхний электрод 14, выполненный в виде штуцера, соединенного с кюветой 3 и через изоляторы 15 -с шиной 7, на которой закреплен жаропроч 30ный наконечник 16 с помощью болта 17.Нижняя часть шины 18 имеет полость 19,соединенную с патрубками 20 и накиднымигайками 21, для подвода охлаждения. Шина7 крепится скобой 22 и шпилькой 23 к элементам камеры и штуцеру 14, 35Получение металлических порошков сприменением предлагаемого устройства реализуется следующим образом.Расплав металла, находящийся в печи 1,вытекает в кювету 3, а затем через отверстие 405 в штуцере 14 попадает на жаропрочныйнаконечник 16. В.момент замыкания струейметалла штуцера 14 с наконечником 16 через нее протекает импульс тока от источника 4 питания. Струя начинает интенсивно навой средой со скоростью витания отделяемых частиц в этой среде от газодувки 8. Увеличение или уменьшение скорости движения газовой среды влияет на гранулометрический состав отделяемого порошка в камеру 9. Количество бункера для сбора более крупных частиц порошка может быть и большим, чем показано на фиг. 1. Оно определяется необходимостью разделения, расстояниями между стенками и удаленностью бункеров для сбора порошка от места распыления струи расплава.Пример получения гранул порошка олова размерами до 60 мкм, 60 - 120 мкм и 120 - 600 мкм.Установка для распыления имеет форму циклона радиусом 0,8 м и высотой 4 м. Радиус струи олова 0,7510 зм, длина струи 0,010 м, расстояние между струей и шиной 0,01 м, емкость конденсаторной батареи источника питания 22000 мкф, КПД установки 250/О, среда - азот при нормальном давлении, напряжения питания от источника 220, 380 и 500 В, ток постоянный. Диаметр получаемых гранул порошка олова 6 - 600 мкм.В процессе работы установки происходит разделение порошка по гранулометрическому составу. Скорость движения среды (28 см(с) обеспечивает отделение гранул диаметром до 60 мкм. В результате отброса крупных гранул электродинамической силой порошок разделяется на три фракции с разметрами до 60 мкм, 60 - 120 мкм и 120 - 600 мкм,Результаты разделения фиксируем в таблице, где показана удаленность стенок бункеров А и Б установки в зависимости от величины запасенной энергии в конденсаторной батарее источника питания.Способ и устройство для получения металлического порошка позволяют улучшить качество порошка за счет уменьшения его среднего гранулометрического состава от воздействия на струю расплава дополнительной направленной силой; улучшить качество порошка за счет разделения его на фракции по гранулометрическому составу; условно высвободить рабочих, занятых на обслуживании и ремонте вибросит, необходимость применения которых исключается в предлагаемых способе и устройстве; увеличить надежность устройства за счет повышения стойкости электродов, которые значительно меньше будут нагреваться в связи с увеличением скорости выброса распыленного металла из зоны распыления; улучшить условия труда рабочих, занятых на переделе, в связи с сокращением потерь порошка с пылью во время его просева,Формула изобретения1. Способ получения металлических порошков распылением струи расплава в га1488133 Удаленность стенок бункеров для сбора порошка, мм Напряжениеисточникапитания, В Основной А Гранулы до 60 мкм Гранулы до 60-120 мкм Гранулы 120600 мкм 220 380 500 Разделения нет2,7-32,8 6,1-51,5 32,8-80051,5-12800 До 2,7 До 6,1 зовой среде электрическим током с одновременным воздействием на струю расплава отталкивающим электромагнитным полем, отличающийся тем, что, с целью повышения качества порошка, в процессе распыления струю расплава обдувают потоком газовой среды со скоростью витания в этой среде отделяемых частиц порошка. 2. Устройство для получения металлических порошков, содержащее печь для расплава, разливочный штуцер, камеру распыления и сбора порошка, верхний и нижний электроды источника тока и конденсаторную батарею, установленные в камере распыления, отличающееся тем, что, с целью повышения качества порошка, оно снабжено токоподводящей шиной, расположенной вертикально и соединенной с нижним электродом и источником питания, изолятором, соединяющим разливочный штуцер с токо- подводящей шиной, газодувкой с напорным газоподводящим трубопроводом, размещенным в камере на уровне электродов.Редактор В. БугренЗаказ 3494/16ВНИИПИ Государств1130Производственно-из Составитель Г. Колкоеа Техред И. ВересТираж 711нного комитета по изобретения5, Москва, Ж - 35, Раушскадательский комбинат Патент,мейцевКорректор М. ВасильеваПодписноеи открытиям при ГКНТ СССРнаб д. 4/5