Способ получения металлических порошков и устройство для его осуществления

(воз В 22 Г 9/01; ОПИ И ВТ Иванов, В,Д.Спир в, С.Б.Герасимов ман В.В, Ультргзвуя аппаратура, - М.; охольский Б,П. Пои применение ком- Л.: Лениздат, 1982,гии и ения овыметаллургии и я получения шка припоя. ется повыше применераций выния струи ерсности, ам. Капли ым интер- исключает ГОСУДАРСТВЕН.ЗЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Гершгол Д.А., Фриковая технологическаЭнергия, 1976, с. 75.Григорьев А.К., Гррошковая металлургияпозиционных металловс. 20,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕ СКИХ ПОРОШКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к металлур может быть использовано для получ шариков припоя. Цель изобретения - и Изобретение относится кможет быть использовано длшариков припоя, а также пороЦелью изобретения являние качества порошков,Сущность способа состоит внии определенного режима опенужденного капиллярного дроблена капли управляемой монодиспчто снижает разброс по размерследуют одна за другой с заданнвалом, равным длине волны, чтослияние капель,На чертеже изображена схема устройс,5 Ц, 1682039 А 1 шение качества порошков, Под деиствием высокого давления из выпускного канала выбрасывается стационарная струя. Пьезокерамический преобразователь преобразуетт синусоидальные сигналы в осевые периодические колебания канала, причем ступенчатая конструкция каплеобразующего узла обеспечивает усиление осевых смещений пьезокерамики в значительные смещения выпускного канала. Осевые смещения канала преобразуются в синусоидальную модуляцию давления в сопле. В итоге струя дробится на капли, Заряжающие импульсы через индукционное кольцо индивидуально заряжают каждую каплю в момент отрыва. В постоянном электрическом поле каждая капля направляется по соответствующей траектории в нужный бункер. Процесс каплеобраэовайия происходит под действием ультразвуковой волны. 2 с. и 2 э.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. Устройство содержит металлоприемник 1, нагреватель 2, источник 3 давления инертного газа, камеру 4 диспергирования и приемный бункер 5, электромеханический (пьезокерамический) вибратор 6, соединенный с источником 7 переменного напряжения и расположенный под массивным дном металлоприемника, каплеобразующего узла 8 с выходным каналом 9 и фильтром 10, заряжающий электрод 11, соединенный с блоком 12 формирования электростатического заряда расплава металла и отклоняющих электродов 13, соединенных с источником 14 постоянного напряжения, контактный датчик 15 уровня, соединенный с бло 1682039ком 16 управления давлением, датчик 17 температуры, соединенный с блоком 18 установки й стабилизации температуры.С целью работы с тугоплавкими металлами между электромеханическим вибратором 6 и дном металлоприемника помещают теплоизоляционную прокладку 19 из керамики.Устройство работает следующим образом.Под действием высокого давления из канала 9 выбрасывается стационарная струя. Пьеэокерамический преобразователь преобразует синусоидальные сигналы Ос в осевые периодические колебания перемещения) канала, причем ступенчатая конструкция каплеобразующего узла обеспечивает усиление небольших осевых смещений пьезокерамики в значительные смещения канала, частота осевых возмущений должна совпадать с частотой максимальной неустойчивости струи, Осевые смещения канала преобразуются в синусоидальную модуляцию давления в сопле и как следствие, в модуляцюо скорости струи.В итоге струя на некотором расстоянии дробится на периодические капли, Заряжающие импульсы Оз через индукционное кольцо 11 индивидуально заряжают каждую каплю в момент отрыва. В постоянном электрическом поле (Оо = сопэ 1) каждая капля или группа капель направляется по соответствующей траектории в нужный бункер, Для регистрации каждой капли можно использовать сигналы О, так как на каждый период отрывается одна капля с соответствующим запаздыванием, Регистрация капель необходима для того, чтобы отсчитывать капли. Управление диаметром каждой капли выполняется посредством изменения диаметра канала, давления жидкости, частоты синхронизирующего сигнала.Для ОдноВРеменногО СОздания двух фракций порошка, посредством изменения (подбором) ге.ометрических, гидравлических параметров каплеобразования между основными каплями создают перешейки, из которых получают мелкие капли. Датчик 17 температуры и блок поддержания и установки температуры служит для поддержания необходимой температуры расплава, Контактный датчик уровня припоя при опускании уровня ниже нормы теряет контакт с припоем и выключает установку.П р и м е р. Зкспериментальные геометрические, гидравлические, электрические и другие режимные и выходные параметры установки: диаметр канала 15 - 600 мкм, длина форсунки 30-60 мм, диаметр форсунки 10-80 мм, амплитудные значения Ос г: 105 10 15 20 25 30 35 40 50 55 80) В. Заряжающее напряжение О а 0,400) В, скорость струи 5-20 м/с,Примеры режимов работы установки приведены в таблице.Указанные режимы работы установки, в том числе частотный диапазон, обусловлены применяемыми известными типами пьеэокерамики и конструкцией установки, Так, верхний и нижний пределы частоты связаны с применением керамики ПКРи с отсутствием дробления указанной выше величины. Снижение давления ниже 50 кПа ке обеспечивает формирование струи. При увеличении давления свыше 4000 кПа снижается эффективность давления и качество капель монодисперсность переходит в полидисперсность). Зарядное напряжение менее 1 В не обеспечивает однородного устойчивого заряда, а свыше 500 В приводит к опасности пробоя, Аналогично, эффективность отклон я ю щего (уп ра вл я ю щего) полл обеспечена выше 2 кВ/см, а свыше 20 кВ/см приводит к пробою,Восстановительная атмосфера наиболее эффективна для снижения окисленности порошков. Примером мажет служить атмосфера смеси азота с водородом,Предложенное охлаждение в жидкой среде обосновано следующим, Струя расплава и капли из нее соеершакхт колебания формы, Если время затухания больше времени Охлаждения, то форма отличается от сферической, При охлаждении в жидкости дикремент затухания тем выше, чем выше вязкость жидкости, В связи с тем, что применяемый нами глицерин имеет значительно более высокую вязкость, чем газ, то затухание колебаний формы происходит практически мгновенно и капли застывают в сферической форме,Основные технико-экономические преимущества предлагаемых способа и установки по сравнению с прототипом основаны на том, что процесс каплеобразования гранулирования) происходит не под действием струи инертного газа, а под действием ультоазвуковой волнь.Формула изобретения 1, Способ получения металлических порошков, включающий засыпку металла в металлоприемник, расплавление металла, диспергирование расплава инертным газом и охлаждение капель, отл ича ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества порошка, диспергирование осуществляют при давлении инертного газа 50 - 400 кПа с одновременным наложением на расплав колебаний В интервале частот 30 Гц - 80 кГц, после диспергирОВания на капли расплаВа Воздействуют последовательнО импульсным1682039 Давление Частота Отклон 5 юЗаряжающеенапряжение, В Достижение целиизобретения приложенгаза,кПа пп щее напряжение,кВ/см ных колебаний,кГц 1 48 2 420 3 100 0 0 30 0 30 0 0 18 роса 30 Гц 500 4 50 80 30 1 О 5 400 6 40 7 48 8 42021 25 Гц 2036 100 2 8 0,9 80 По п,4 По п.1 По п.4 По п.1 9 50 10 48 11 100 12 100 13 50 80 129 Гц 2031 Гц 100 0 0 85 510 30 1,8 50. 80 14 100 полем напряжением 1-500 В и электростатическим полем напряженностью 2 -20 кВ/см, а охлаждение капель ведут вжидкой защитной среде,52. Способ по п.1, о тл и ч а ю щи й с я тем, что в защитную среду дополнительно вводят восстановитель,3. Устройство для получения металлических порошков, содержащее металлоприем ник с нагоевателем, источник давления газа, камеру диспергирования и приемный бункер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества порошка, оно снабжено электромеханическим вибрато ром, расположенным вокруг выпускного канала металлоприемника, соединенным с ним истоником переменного напряжения, заряжающими и отклоняющими электродами, расположенными под выпускным каналом, блохом формирования электростатического заряда. соединенным с заряжающим электроде, источником постоянного напряжения, сое,иненным с отклоняющими электродами, истемами стабилизации давления температуры и уровня и фильтром очистки расплава, расположенным вблизи выходного торца выпускного канала,4, Устройство по п,Э, отл и чаю щеес я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет регламентации теплового 1 эжима, оно снабжено теплоизоляционэй прокладкой, отделяющей вибратор от металлоприемника. Образование капель произвольного размераПолидьсперсое распыление Поток полидисперсных капель, Уменьшение раэбНаблюдаетсл сортировкапо дисперсиости (размерам), Уеньшение разброса по размерам То же Пробои на электродах По п,4 Не обеспечивается однополюсньп, устойчивый эарлд капли. Сортировка полем невозможна По п,8,наблодается взаимное влияние капель Угол отклонения частиц недостаточен, мал. Сортировка затруднена1682039Составитель В,КостюковРедактор А.Шандор Техред М,Моргентал Корректор Т.Палийаз 3365 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Лий комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагаринаиэводственно-издат