Способ изготовления изделий из металлических порошков и установка для его осуществления

(51 ЭВ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТУ ПА ми иную:торэ 7 производят послойн ты Прн этом шихта подвергается вибрации Нагрев проводят до те 08 темпелзтуры плавления основн шихть; Подаваемый в емкость 4 н 1 й газ 8 пронизывает противоток навпиеаемый объем шихты. Выходя 4 восстановленный порошок в дап батыеают либо путем экструзии с и ры 11 и оправки 12, индукционного дукторе 13 Другой ва,1 иант обоэбо в форл 1 эобоазовании путем прокат мых и".экэх прокап ого стана. Обр матгивает таске охлаждение в во ипи инео ной атмосфере дпя получ ото кжсннсго металлического пор зпф-ч 1 и 3 ип ыи нагр упьтраз мперат ого ко, восстано ом весь щий из ьнейше о мощьюспекан тки закп ки в о абатка сста,юви ения соб ошкэ 2 ев ших вуково ьно с венно с и 7(Ъ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Забродский Лев Семенович(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ И УСТАНОВКАДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Сущность изобретения заключается в том чтоиэделия иэ металлических порошков получают сиспользованием в качестве исходного основногометалпсодержащего компонента горнорудногоконцентрата Горнорудный концентрат 22, порошкивосстановителя 23 и пегирующих добавок 24 измельчают в агрегате 1, дозируют в агрегат 2 исмешивают в агрегате 3. Полученную шихту 25устройством 5 постепенно подают в емкость 4 Спомощью воздействия на шихту и ферромагнитныйсердечник 19 высокочастотными магнитными поляуры 0,4 - чпонентавитепь- восстаемкости м обраф ильеия в иночается хлаждае- предус 2000884.1 зобегение относится к порошковой мет.;.ллургии, в частности к способам и устройствам для изго"овлени изделий из металлических порошков.Известен способ изготовления изделий из металлического порошкового материала, в частности. железных заготовок, который првдусм т ивает изготовление изделий непосре ИЬфВЬ горнорудных концентраттов.гвМстайбвление, уплотнение и последующую термическую обработку,Известна также установка для изготовления изделий иэ металлических порошков. включающая узел приготовление шихты. устройство для прессования, нагревательное устройство и пресс горячего прессования.Недостатком этих способов и устройств является их низкая производительность, большие затраты энергетических и людских ресурсов, высокая себестоимость получаемых металлических порошков и изделий из% них,Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей процесса изготовления иэделий из металлических порошков,Укаэанная цель достигается тем, что в шихту, содержащую гоонорудны; концентрат, вводят порошка,образный восстановитель и легирующие допбаьки, а восстановление проводят путем послоиного нагрева ".о всему сечен о загруз:шихты до температуры О,- 0,9 темпера 1 урь плавленин основного компонента г среде восстановительного газа. подаваемого противотоком к направлению п ремещения шихты, Кроме того. уплотнение шихгы осуществляют непосредственно после ее восстановления путем экс 1 рудирования и последующего спекания при температуре 0,7-0,95 температуры плавлени основного компонента, а термообработку проводят с охлаждением в восстановительной или инертной атмосфере, причем восстановление проводят в поле ультразвуковых колеба. ний,Температурные диапазоны нагрева для восстановления шихты 0,4-0.8 и для спекания изделий - 0,7-0 95 от температуры плавления основного компонента шихты выбраны исходя из условия н;иболее оптимальных режимов протекания згли реакций, так нижние пределы характеризуются началом процессов соответственно .осстановления шихты и ее спекания а верхние пределы - характеризуют начало преждевременного спекания шихты и ее расплавление,Установка (см,фиг.1, 2 и Э) для осуществления описанного выше способа яключдет 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 узел приготовления шихты 1, состоящий иа агрегатов изм,".льчения 1. дозирования 2 и смешивания 3 горнорудных концентратов, восстановителя и легирующих добавок, устройство восстановления шихты П, выполненное в виде индуктора 7 и емкости 4 с приспособлением 5 подачи шихты с системой 9 отвода продуктов ссорания и системами подачи восстановительного газа 8 и выдачи восстановленного порошка 6, причем, приспособление 5 для подачи шихты и система 9 отвода продуктов сгорания размещены в верхней части емкости 4. а индуктор 7 и системы подаи восстановительного газа 8 и выдачи воссзановленного порошка 6 размещены в нижней части емкости.Устройство для восстановления шихты , устройство для прессованияи нагревательное устройство М для термообработки объединены в один технологический комплекс и выполнены в различных вариантах, например;- по варианту Ф 1 (см,фиг.1) - в виде шнекового питателя 10, фильеры 11. оправки 12, индукционного нагревателя 13, магнитной системы 14, системы охлаждения 15 в восстановительной или инертной атмосфере:по варианту М 2 (см.фиг.2) - в виде ва ков 17 с магнитной системой 18 и системой охлаждения 16;- по варианту М 3 (см,фиг.3) - в виде дозатпра 28 выдачи восстановленного металлического порошка 27 из емкости 4 и системы его охлаждения 29,Для интенсификации процесса нагрева при восстановлении шихты в емкости 4, в зоне действия магнитных силовых полей индуктора 7 установлен ферромагнитный сердечник 19.Для утилизации тепла отходящих продуктов сгорания установлен холодильник 20, а для обеспылияания этих газов - циклон 21 На фиг,1 и 2 приведены схемы рабеты устройств по предложенному способу. Горнорудный концентрат 22, порошки восстановителя 23 и легирующих добавок 24 измельчают в агрегате 1, дозируют в агрегате 2 и смен.ияают в агрегате 3. Полученную шихту 25 приспособлением 5 постепенно подают в емкость 4, С помощью воздействия на шихту 25 и ферромагнитный сердечник 19 высокочастотными магнитными полями индуктора 7 производят послойный нагрев шихты. При этом каждая частичка магнитного (Ферромагнитного) материала шихты подяергаегся вибрации ультразвуковой частоты, что приводит к разрушению на ее поверхности офисных плянпх а значит и2000884 интенсивному химическому воздействию с нэгретым восстановителем. Скорость процесса восстановления порошка горнорудного концентрата резко возрастает.Кроме того, подаваемый в емкости 4 восстановительный газ 8 пронизывает противотоком весь восстанавливаемый объем шихты, унося продукты сгорания 9, После обеспыливания в циклоне 21 с помощью дымососа 26 поток отходящих газов дпя утилизации тепла пропускают через холодильник 20. а затем частично смешивают с новой порцией восстановительного газа 8. направляемого в емкость 4. Избыток продуктов сгорания направляют на дальнейшую химическую обработку, 1 апример, дпя изготовления спиртов, пластмасс и т,д.Выходящий из емкости 4 оосстановленный порошок в дальнейшем направляют по одному из следующих вариантов:- либо путем дозированного формообразования (экструдирования) с помощью фильеры 11 и оправки 12 (см.фиг.1), интенсивного спекания в зоне электромагнитных колебаний индуктора 13 и охлаждения 15 в среде восстановительной или инертной атмосферы, Таким образом можно получать непрерывные металлические иэдлия любого профиля;- либо путем доэирсванного формообразования с одноименным охлаждением между охлаждае 1 лыми валками 17, например. листопрокатного стана (см.фиг,2);- либо просто охлаждают в восстановительной или инертной ат 1 лосфере для получения собственно отожженного формула изобретения СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ К 1 ЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРО 111 КОВ И УСТЛ 110 ВКА ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТБЛЕНИЯ1. Способ-изготовления иэделий из металлических порошков, включающий приготовление шихты с использованием в качестве основного металлсодержащего компонента горнорудного концентрата, восстановление, уплотнение и термообработку, отличающийся тем, что в шихту вводят порошкообразный восстановитель и легирующие добавки, а восстановление проводят путем послойного нагрева по всему сечению загрузки шихты до температуры 0,4-0,8 температуры плавления основного компонента в среде восстановительного газа, подаваемого противотоком к направлению перемещения шихты.2. Способ по п,1 отличающийся тем, что уплотнение осуществляет непосредстметлдллческого порошка 27 (см.фиг.3), исподьзуемого на дальнейц 1 их известных ста.дилл порошковой металлургии.Если в зонах охлаждения спеченного5 материала создать постоянное магнитноеподе с помощью магнитных систем 14(см.фиг,1) и 18 (см.фиг.2), то изготовленныеизделия будут иметь свойства постоянныхмагнитов. Если скорость охлаждения обес 10 печить в пределах 10 - 10 С/с, то произ 10 оводимые изделия будут обладать аморфнойструктурой, характеризующейся высокимипоказателями прочности, твердости, пластичности, химической инертности и т.д,15 Исход 1 из вышесказанного, проиэводство иэделий непосредственно из горнорудн 1:х ко:нтратов по предложенномуспособу является высокорентабельным, мапоэнер пемким, экологически чистым, т.к.20 не тре 1.1.т сложных металлургических переДЕДОВ,Кроме того, компактность и универсальность праддоженнсй установки для осуществления этого способа позволяет на25 небоп ших производственных площадяхвысоспроиэводительно получать готовыеиэделия различной формы, обладающие задан н 1 лми свой 1 стлами: Высокой прочностью,твоодсстье, пластичностью, химической30 1 л 1 ертностью, млгн 11 тными, фрикционными,опт;.фрнкционными и т.д.(56) "-торское свидетельство СССР М. 831793, кл. С 21 В 13/14 1981,35 Авторское свидетельство ГССР М 6159, кл, В 30 6 11/02, 197; Бенно после восстановления путем экстру 40 эии и последующего спекания притемпературе 0.7 - 0,95 температуры основного компонента, а термообработку проводят с охлаждением в восстановительнойипи инертной атмосфере,45 3 Способ по п,1, отличающийся тем,что восстановление проводят в поле упьтраэвуковь 1 х колебаний.4. Установка дпя изготовления изделий иэ 1 легаллических порошков, включающая узел приготовления шихты,устройство дпя прессования и нагрева.тельное устройство дпя термообработки,отличающаяся тем, что она снабжена уст 55 роиством для восстановления шихты, аузел приготовления шихты выполнен в виде э регатов измельчения. дозирования исмешивания горнорудных концентратов,воссгановителя и легирующих добавок5, Установка по п.4, отличаецаво;тем, что устройство для восстановления шихты выполнено в виде индуктора и емкости с приспособлением для подачи шихты с системой отвода продуктов сгорания и системами подачи восстановительного газа и выдачи восстановленного порошка, размещенными в нижней части емкости,б, Установка по п.4, отличающаяся тем, что устройство для восстановления шихты, устройство ля прессования и нагревательное устройство для термообработки объединены в один технологический комплекс. Ф7, Установка по п.5, отличающаясятем, что система выдачи порошка иэ устройства для восстановления шихты выполнена в виде шнекового питателя с приспособлениями для экструдирования.спекания и термообработки.8. Установка по п,5, отличающаясятем, что система выдачи порошка выполнена в виде охлаждаемых валков.10 9, Установка по п.4, отличающаясятем, что она снабжена источником наведения постоянного магнитного поля, размещенного в зоне охлаждения системы выдачи порошка,2000884 Составитель Л.ЗабродскийТехред М.Моргентал Корректор С, Шекмар Редактор Н.Семенова Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина. 101