Способ получения металлических порошков и установка для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Соцмалистичвсккх Республик(51)И. Кл. В 22 Г 9/08 В 05 В 7/16 Государственный комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности, к способамполучения металлических порошковцентробежным распылением расплавленного металла и установкам для осуществления центробежного распыления.Известен способ получения металлических порошков, включающий плавление металла электронным лучом и центробежное распыление расплава путемвращения расплавляемого металла.Известна также установка для реализации данного способа, включающаявакуумную камеру, электронную пушку,устройство для закрепления распыляемого металла и привод его вращения 11,Однако данные способ и установкадля получения металлических порошковне позволяют получать частицы заданного размера, в связи с чем их практическая применимость является ограниченной.Наиболее близкими к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту являются способ полученияметаллических порошков и установкадля осуществления этого способа.Известный способ включает электроннолучевое плавление исходного 30 стержневого металла в вакууме, подачу расплава на поверхность вращающегося диска и центробежное распыление расплава, а установка для осуществления способа - вакуумную камеру, устройство для закрепления исходного стержневого металла, электроннолучевые пушки, диск для центробежного распыления расплава и емкость для сбора порошка, при этом диск установлен в центре вакуумной камеры и выполнен в виде конического стакана,а камера снабжена вакуумными затворами.Недостатки известного техническо" го решения - отсутствие возможности получения сферических частиц заданного размера в связи с высокой вязкостью расплава, находящегося на поверхности диска, и ограниченности радиального размера цилиндрической вакуумной камеры.Цель изобретения - изготовление сФерических частиц заданного размера.Для достижения поставленной цели расплавленный металл на поверхности диска дополнительно нагревают сканирующим электронным лучом, диаметр которого меньше диаметра диска, при этом сканирование луча осуществляютв радиальном направлении по отношнию к оси диска.Кроме того, в установке для осуществления спс "оба вакуумная камеравыполнена расширяюгцеися в направлении перпендикулярном оси диска иснабжена насадкой, в которой установлено устройство для закрепления исходного металла, одна из электроннолучевых пушек снабжена устройствомдля сканирования луча, диск установлен эксцентрично оси камеры и выполнен с центральной выемкой,На фиг. 1 показана установка дляполучения металлических порошков,продольный разрез; на фиг, 2 - тс же,поперечный разрез; на фиг. 3 - дискдля центробежного распыления, продольный разрез, на фиг. 4 - то же,видсверху.Установка состоит из вакуумнойкамеры 1, выполненнои расширяющейсяв горизонтальном направлении, устройства 2, выполненного в виде электродной штанги с патрубком 3 и снабженного приводом 4, насадки 5,. Установгенной над камерой и снабженной вакуумным затвором 6, диска 7, состоящегоиз сменной верхней части 8, выполненной из материала, аналогичного распыляемому, и нижней части - столазакрепленного на валу 10, связанномс приводом 11 и снабженном вакуумнымуплотнением 12, подшипником 13 и соединительной головкой 14 для подачиохлаждающей воды,Внутри камеры 1 установлены электроннолучевые пушки 15 и 16, одна изкоторых (15) предназначена для плавления металла, а другая (16) снабженаустройством 17 для сканирования лучаи предназначена для дополнительногонагрева расплавленного металла на поверхности диска 7. При этом сканирование луча происходит вдоль радиусадиска от центра диска вниз - вплоскости фиг.2). Пушки 15 и 16 связаны с источником 18 высокого напряжения. Камера 1 соединена с вакуумным насосом 19, Траектории 20 расходятся по мере удаления от диска снебольшим углом раскрытия, Углу раскрытия потока частиц соответствуетформа поперечного сечения внутреннейполости вакуумной камеры. Нижняячасть камеры 1 выполнена в виде конической или пирамидальной вставки 21,стенки которой являются направляющими для металлического порошка 22,Вставка 21 заканчивается вакуумнымзатвором 23, к которому ггодсоединенаемкость 24 для сбора порошка.Верхняя часть 8 диска соединена со столом 9 при помощи соединения 25 типа ласточкин хвост, Стол выполнен с каналом 26 для хладагента (в частности воды), соединенным с валом 10 и снабженным концентрической трубой 27. На верхней части диска выполнена центральная полусферическая выемка 28, к окружной кромке 29 которой подходит переходная зона 30, выполненная в виде расходягцегося усеченного конуса и заканчивающаяся фаской 31 по окружности диска 7. При этом радиус кривизны выемки составляет 0,6- 1,0 диаметра основания конуса (соответственно, Р, и 0 на фиг. 3).Кроме того, на фиг. 4 обозначены амплитуда 32 сканирования з,цектрон - ного луча и траектория 33 перемещения отдельных частиц по поверхности диска,Осуществление предлагаемого способа в процессе работы установки происходит следующим образом.Образующиеся при плавлении переднего торца металла капли расплава поступают на вращающийся диск 7, по поверхности которого в радиальном направлении сканирует электронный луч. ри этом происходит дополнительный нагрев расплавленного металла и его центробежное распыление, скорость вращения диска составляет 3600- 1500 об/мин, скорость вращения исходнои заготовки от 5 до 20 об/мин,частота сканирования электронного луча составляет 30-100 Гц, диаметр электронного луча выл -."т в пределах между 0,1 и 0,01 диаметра диска.По одному из вариантов предлагаемое устройство может быть выполнено с нагреваемой электронным лучом промекуточной емкостью, снабженной сливным желобом. При этом емкость установлена непосредственно под расплавляемым торцом стержневого металла, а сливной желоб - над диском. Такой вариант выполнения устройства позволяет удлинить время пребывания металла в расплавленном состоянии и повысить степень его очистки от примесей.Использование предла.гаемых способа и устройства,цля его осуществления позволяет повысить качество металлических порошков за счет повышения их чистоты и однороцности фракционного состава.Формула изобретения1. Способ получения металлических порошков, включающий электроннолучевое плавление металлическои заготовки в вакууме, подачу расплава на поверхность вращающегося диска и центробежное распыление расплава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью изготовления сферических частиц заданного размера, расплавленный металл на поверхности диска дополнительно нагревают сканирующим электронным лучом, диаметр которого менг,ше диаметра диска, при этом ска.гиронание луча осуществляют в радиальном ;аправлении по отношению к оси дгг;.ка.2. Установка для осуществления способа по и. 1, включающая вакуумную камеру, устройство для закрепления стержневой металлической заготовки, электроннолучевые пушки, диск для центробежного распыления расплава и емкость для сбора порошка, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что вакуумная камера выполнена расширяющейся в направлении перпендикулярном оси диска и снабжена насадкой, в которой установлено устройство для закрепленияметаллической заготовки, одна из,электроннолучевых пушек снабжена устройством для сканирования луча, адиск для центробежного распыленияустановлен эксцентрично оси камерыи выполнен с центральной выемкой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 1783089,1 Окл. 31 Ь 23/08, 1971,860 б 83 уг Составитель И,КиянскиРедактор И, Ковальчук Техред Ж.Кастелевич ренц ектор ПП "Патент", г. Ужгород ул, Проектная,4 лиа 7590/32 ВНИИПИ по д 11303Государс лам изоб Москва,ж 869 Подписноеенного комитета СССРтений и открытий