Устройство для получения порошков из расплавов

(19) (11) 2 Г 90 51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 1341859, кл, В 22 Р 9/08, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1365503, кл. В 22 Р 9/08, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ РАСПЛАВОВ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению металлических порошков путем ультразвуковогр распыления расплава, Целью изобретения является получение порошков заданного состава и увеличение срока службы волноводараспылителя. При работе предложенного устройства расплав подается в емкость 5, на краю которой установлен волновод-распылитель 3 так, что 0,1 - 0,25 площади поверхности свободного торца волновода-распылителя 3 находится внутри емкости 5, 1 ил 1 табл.Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению металлических порошков путем распыления расплава ультразвуком,Целью изобретения является получение порошков заданного состава и увеличение срока службы волновода-распылителя,Ха чертеже представлено устройство, общий вид,Устройство содержит источник ультразвуковых колебаний (преобразователь) 1, жестко и последовательно соединенные с ним концентратор 2 и резонансный волновод-распылитель 3 с изолированной от ультразвуковой колебательной системы трубкой 4 для подачи охладителя в волновод-расп ылител ь, ес кость 5 с двой н ы ми стенками и штуцерами 6 (а, б) для подачи и отвода охладителя, оправляемую расходуемую заготовку 7, источник теплового излучения 8. слой закристаллизовавшегося металла 9, слой расплава 10, теплопроводный экран 11; газовые коллекторы 12, приемный бункер 13, продукты распыления 14 и средства для регулирования рабочего давления в камере 15,Устройство работает следующим образом.В камере распыления создается вакуум с остаточным давлением не более 0,101 Па. При поступлении на обмотку возбуждения переменного напряжения резонансной частоты, излучающие торцы преобразователя 1 начинают совершать колебания с ультразвуковой частотой, например 19,8 кГц, Колебания рабочего торца преобразователя усиливаются концентратором 2 ультразвуковых колебаний и передаются волноводураспылителю 3, установленному в емкости 5 с двойными стенками так, что 0,1 - 0,25 площади поверхности свободного торца волновода-распылителя 3 находится внутри емкости 5.Одновременно с возбуждением ультразвуковых колебаний в преобразователе 1 включается подача охладителя в волноводраспылитель 3 по трубке 4, отвод которого производится по промежутку между стенками внутреннего канала волновода-распылителя 3 и трубки 4 и далее через отверстие, выполненное в ультразвуковой колебательной системе и находящейся вне камеры (не показано). Подача охладителя в емкость 5 с двойными стенками осуществляется через штуцер б, а отвод охладителя через штуцер бб. После подачи охладителя в волноводраспылитель и емкость с двойными стенками включается источник 8 теплового излучения, сфокусированный внутрь емкости с двойными стенками и торец волново 10 да-распылителя. Одновременно с включением источника теплового излучения с помощью специального механизма (приводкоторого на чертеже условно не показан) осуществляется подача оплавляемой расходуемой заготовки 7 в зону нагрева, свободный конец которой располагают над емкостью 5.В зоне нагрева свободный конец заготовки расплавляется и капли расплава падают в емкость с двойными стенками и заполняют ее так, что 0,1 - 0,25 площади торца волновода-распылителя погружается в расплав. При этом в нижней части емкости образуется слой 9 закристаллизовавшегося металла, а сверху слой 10 расплава, которыйпостоянно подогревается источником 8 теплового излучения и находится в перегретомсостоянии (на 50 - 100 С выше температуры20 плавления), Потом производится выбор скорости подачи заготовки в зону нагрева так,чтобы емкость не переполнялась,Поток распыленных частиц 14 направ ляется к теплопроводному экрану 11, а с25 экрана поступает в приемный бункер 13 илинепосредственно в приемный бункер в случае, если экран не используется.При работе в регулируемой газовой среде одновременно с включением подачи за 30 готовки 7 в зону нагрева включаетсягазовый поддув 12, например гелием, который охлаждает и направляет поток распыленных частиц 14 на теплопроводный экран10 (привод его не показан). Распыленные35 частицы 14 с экрана 10 поступают в приемный бункер 13, После того, как расходуемаязаготовка полностью израсходована, выключают источник ультразвуковых колебаний, газовый поддув, привод подачи40 заготовки и теплопроводного экрана, выключают источник теплового излучения,подачу охладителя в волновод-распылительи емкость с двойными стенками, производятзамену заготовки и процесс повторяют сно 45 ва,При распылении сплава УСРсрокслужбы волновода-распылителя увеличилсяв пять раз, а содержание примесей в полученном порошке уменьшилось в четыре ра 50 за,В камере распыления создавался вакуум с остаточным давлением не более 0,101Па, Колебательная система возбуждаласьна частоте 20,5 кГц от ультразвукового гене 55 ратора типа УЗГ-22. Одновременно свозбуждением ультразвуковых колебанийвключалась подача охладителя в волноводраспылитель и емкость с двойными стенками, Потом включались газовый поддув иэлектронно-плазменный нагреватель (плазновод вод канала волн.- распылителя (длина волны )т прототип,15 16 матрон) с горячим полым плазменным катодом, выполненным из вольфрама, в которомв качестве плазмообразующего газа использовался аргон. Затем в зону разряда подавалась расходуемая заготовка из сплава 5УСР, которая оплавлялась, а капли расплава падали и заполняли емкость с двой-,ными стенками.При проведении экспериментов варьировалась площадь погружения торца волновода-распылителя в расплав от 0,01 до 0,3 иглубина внутреннего канала волновода-распылителя от 20/21 да 14/15 длины волны вматериале волновода-распылителя,Результаты экспериментов по получению порошков из расплавов с применениемультразвука, проведенных на сплаве УСР при изменении площади погружения торцаволновода-распылителя в расплава и глубины внутреннего канала волновода-распылителя представлены в таблице,Как видно из приведенных в таблицеданных, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом при погружении 0,10,25 площади торцовой поверхности 25волновода-распылителя в расплав и глубине внутреннего канала волновода-распылителя 19/20-15/16 позволяет увеличить срок службы волновода-распылителя в 5-7 раз и повысить качество получаемого порошка на 80 - 90%.Фоомула изобретения Устройство для получения порошков из расплавов, содержащее герметичную вакуумную камеру и/или с регулируемой атмосферой камеру и размещенные в ней резонансный волновод-распылитель продольных ультразвуковых колебаний с внутренним каналом с входным отверстием, источник ультразвуковых колебаний, теплопроводный экран, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения порошков заданного состава и увеличения срока службы волновода-распылителя, оно снабжено емкостью с двойными стенками, размещенной перед торцом волновода-распылителя, при этом торцовая поверхность волновода-распылителя расположена заподлицо с внутренней стенкой емкости, а волнавод выполнен полым с глухим торцом на свободном конце и с трубкой для подачи охладителя в полость волновода.1715502 Продолжение таблицы Со е жание и имесей, ф Стойкость волново а, ч Глубимедный волново.40 0,15 10 15 20 25 30 Редактор Н.Горват Заказ 563 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Я Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Площадь погруж, торца волн.- распылителя в рас- плав канала волн. распылителя (длина волны )т Составитель А,ЕфремовТехред М,Моргентал Корректор М.Пожо