Способ получения порошка сплава на основе железа и устройство для его осуществления

,8)1285098,опублик, 1975.итании 9 1383761975.НИЯ ПОРОШКА СПЛАВУСТРОЙСТВО ДЛЯ сится к поро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(46) 07.0590. Бюл (71) Нюбю Удцехоль (72) Джозеф М. Вен (53) 621762,2(088 (56) Патент ФРГ Р кл, В 22 0 23/08,Патент Великобр кл. С 7 Х, опублик (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА И ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение. о ковой металлургии,чению металлического порошка путем распыливания металлического расплава из стояка, Цель изобретение - снижение расхода энергии и получение тонкого металлического порошка, Плавильный тигель 3 наполняют металлическим расплавом и помещают внутрь индукционной катушки 6, Емкость 2 герметизируют и заполняют аргоном. Тигель с расплавом поднимают до такого уровня, при котором стояк 7 углубляется в металлический расплав своим нижним концом, Давление газа внутри емкости 2, действующее на свободную поверхность расплава, заставляет его подниматься по стояку 7. В это время газ, например аргон, подводят в поднятый расплав по трубе 13, через1563584 кольцевой зазор и отверстие 15 в верхнем конце стояка , При этом образуется металлическая пена, поступающаяв камеру распыливания 8, в которуютакже вдувается гаэ под давлением,обеспечивая распыление металлической Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлического порошка путемраспыливания металлического расплава из стояка,Цель изобретения - снижение расхода энергии и получение тонкого металлического порошка,Расплавленный металл смешивают сгазом, желательно инертным, при этомобразуется металлическая пена, которая раздувается или делится на11мелкие металлические капли, которые, частично являются полыми, это происходит за счет давления инертногогаза в камере распыливания, Давление инертного газа, преимущественноаргона, одновременно служит для выдавливания металлических капель изкамеры распыливания через выпускнойэлемент, в котором канал суживаетсяв направлении течения в замкнутуюкамеру расширения, а именно в сборнуюемкость, Таким образом, осуществляется так называемое вторичное разделение или диспергирование металлических капель, что обеспечивает получение более мелких полностью затвердевших частиц. В процессе вторичного раз 40деления металлические капли, имеющиеполости, лопаются, Кроме этого, металлические капли в суживающемся выходном элементе будут подвергатьсябольшому ускорению, В,расширительнойкамере или сборной емкости, в которойдавление намного ниже давления в установленной выше по потоку камере распыливания, будет откладываться полностью затвердевший металлический50порошок. Из этого металлического порошка можно изготавливать детали мак -симальной прочности. В данном случае предполагается, что не образуются металлические части 55 цы, имеющие полости. Термин "металл" который используется, также подразумевает металлические сплавы, в частпены на металлические капли. Газ про 1 дувает металлические капли через суживающийся канал 9 в сборную емкость 10, образуя при этом мелкодисперсные затвердевшие металлические частицы.2 с, и 5 з.п. Ф-лы, 1 ил. ности нержавеющую сталь и высококачественные сплавы,На чертеже представлена схемаустройства для осуществления способа,Устройство содержит опору 1, накоторой установлена замкнутая емкость2 с размещенными в ней плавильным тиглем 3 с подъемным устройством (средством) вертикального перемещения тигля с помощью гидравлики и пневматикии платформой 4, на которой крепитсяплавильный тигельЕмкость 2 установлена на опоре 5. Вокруг тигля 3 размещена индукционная катушка 6, В емкости 2 над тиглем установлен стояк7, нижний конец которого закрыт крышкой, которая разрушается, когда стоякопускается в металлический расплав,Верхний конец стояка 7 выходит иземкости 2 и распылительную камеру 8,выполненную с суживающимся каналом 9,соединяющим распылительную камеру 8со сборной емкостью 10,В представленном варианте суживающийся канал 9 направлен наклонновверх под углом приблизительно 45 поотношению к горизонтальному уровню.Продольная ось канала 9 совпадает .спродольной осью камеры 8 распыления.Суживающийся канал 9 может быть сконструирован в виде расширяющегося выпускного элемента, В верхней частиемкости 2 установлена труба 11 дляподачи газа под давлением в емкостьс открытым концом 12,Газ, в частности, инертный, аименно аргон, можно вводить в емкостьпо трубе 11 подачи сжатого газа, создавая давление внутри емкости, благодаря которому расплавленный металлвыдавливается в стояк 7, когда последний погружен в расплавленный металл. Давление газа внутри емкости2 действует на свободную поверхностьрасплавленного металла, Труба 13 дляподачи сжатого газа входит в кольцевую полость, образованную гильзой14 и стояком 7. Инертный газ, преиму156щественно аргон, можно подмешиватьв расплавленный металл, который поднимается по стояку при соответствующем высоком давлении газа внутриемкости 2, в кольцевой полости, откуда он попадает через отверстие 15в стояк 7. Поэтому расплавленный металл покидает стояк в виде металлической пены, Кольцевая полость выполняет функцию газового ресивера. Вокруг распылительной камеры 8 расположена кольцевая полость 16, герметизированная от окружающего пространства аналогично верхней части стояка7. В кольцевую полость 16 входиттруба 17 для подачи газа под давлением, причем полость 16 выполняетфункцию ресивера, Инертный газ, аименно аргон, можно вдувать под высоким давлением в распылительную камеру через отверстие 18. Емкость 2снабжена клапаном 19 безопасности,препятствующим чрезмерному росту давления внутри емкости 2.Трубы 11, 13 и 17 для подачи газапод давлением содержат клапаны 20для регулирования давления газа, проходящего по этим трубам, причем эторегулирование можно осуществлять независимо. Подача под давлением нереагирующего или инертного газа в распылительную камеру 8 обеспечиваетраспыливание или отделение частиц металлической пены с получением металлических капель все еще относительно большого объема, а иногда имеющихв небольшом количестве полости, Газ,подаваемый под давлением в камеру 6распыливания, одновременно предназначен для продувания металлическихкапель через суживающийся канал 9 вкамеру расширения, т.е. в пространство с низким давлением, а именно вгерметичную сборную емкость 10. Одновременно образуется мелкодисперсный полностью отвердевший металлический порошокЗа счет суживающейся.формы канала происходит ускорениепотока, состоящего из газа и металлических капель и истекающего из камеры 8 распыливания. в сборную емкость,10, Такое ускорение может бытьобеспечено за счет наружного кольцевого потока,Большие ускоряющие усилия, вызванные ускорением в канале 9 и дейсТвующие на металлические капли, способствуют их разделению, тем самым полу 3584 6 чается очень мелкий металлический 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 порошок.Кольцевые зазоры изолированы от внутренней части емкости 2 и окружающего пространства кольцевыми уплотнениями 21 и 22.Для получения металлического порошка с помощью предлагаемого устройства сначала наполняют плавильный тигель 3 металлическим расплавом и помещают его на подъемную платформу 4 внутрь индукционной катушки 6, которая обеспечивает нахождение металла в плавильном тигле 3 в расплавленном состоянии, Затем емкость 2 герметизируют до наполнения аргоном через газоподающую трубу 11 и отверстие 12. Затем включают подъемное устройство для подъема платформы 4, при этом плавильный тигель 3, содержащий расплав, доходит до такого уровня, при котором стояк 7 углубляется в металлический расплав нижним концом. Это вызывает разрушение крышки, Давление газа внутри емкости 2, действующее на свободную поверхность расплава, заставляет его подниматься по стояку 7В это время нереагирующий газ, например аргон, подводят в поднятый расплав по трубе 13 подвода газа, кольцевой зазор и отверстие 15 в верхнем конце стояка 7. При этом образуется металлическая пена.Металлическая пена поступает в камеру 8 распыливания, в которую также вдувается газ под давлением через отверстие 18, обеспечивая распыление или разделение металлической пены на металлические капли, Газ, который вдувается в камеру 8 распыливания, также продувает металлические капли через суживающийся канал 9 в сборную емкость 1 О, образуя при этом мелкодисперсные окончательно затвердевшие металлические частицы, Все металлические капли, имеющие полости, которые могут образовываться в камере 8 распыливания, лопаются в канале 9 и превращаются в мелкораздробленные металлические частицы под действием перепада давления на поверхности металлической капли и внутри ее полости. Сборная емкость 10 является герметичной относительно окружающего пространства.Изобретение обеспечивает при дав- лении вводимого аргона 4-7 бар и его расход 150-200 нм /ч выход порошкаэ1563584 80 кг/мин с размером частиц 6080 мкм,Формула изобретения 5, Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что канал от камеры распыления к сборной емкости выполнен наклонно вверх под угломо40-50 относительно горизонтального уровня,6, Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что трубы для подачи газа под давлением выполнены с клапанами для регулирования давления газа.7, Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что емкость имеет кран для сброса давления. Составитель Л,Родина Редактор В,Петраш Техред М.Дидык Корректор С.ШевкунТираж 630 Заказ 1069 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 1. Способ получения порошка сплава на основе железа, включающий подачу к металлическому расплаву сжатого иНертного газа под давлением, выдав лйвание расплава из стояка и распыленйе расплава сжатым инертным газом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода энергии и получения тонкого металлического по рошка, расплав в стояке смешивают с инертным газом до образования металлической пены, а после распыления металлической пены на капли сжатым инертным газом, осуществляют повтор кое распыление капель расплава при Продувании их через суживающийся каЦал в камеру расширения.2. Способ по п. 1, о т л и ч а- М щ и й с я тем, что капли расплава .Продувают через суживающийся канал в Щамеру расширения наклонно вверх под углом 40.50 относительно горизонтальной оси;3, Устройство для получения по рошка сплава на основе. железа, содержащее тигель с расплавом, стояк, размещенный в тигле, трубу для подачи инертного газа под давлением для создания давления на расплав и выдав ливания его вверх по стояку, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода энергии и получения тонкого металлического порошка, оно снабжено емкостью, в которой установлены тигель и стояк, средствами вертикального перемещения тигля и стояка, трубой для подачи инертного газа под давлением в стояк для образования металлической пены, камерой распыления, установленной над емкостью, .соединенной верхним концом стояка и выполненной с трубой для подачи инертного газа под давлением, и сборной емкостью, соединенной с камерой рас-пыления каналом с суживающимся поперечным сечением.4. Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что стояк выполнен с крышкой в нижнем конце, разру-. шаемой расплавом.