Способ получения металлических порошков

ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСЕСПУБЛИК 1639892 22 Р 9/02, 9/ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О К АВТО ССР .Н,ГоршЛ.П.Ми ик уистов укьяно тво СС. 1949,оизводс- Кие тво и при в: Техника МЕТАЛЛ ИЧ Ек области постности, к споких порошков, радисперсных. ности полученоднородности Электрод-загоО Оо 140 ОСУДДРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ%119781, кл. В 22 Р 9/1Олесов Ю.Г. и др. Прменение порошка титана1971, с, 39,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СКИХ ПОРОШКОВ(57) Изобретение относится рошковой металлургии, в ча собам получения металличес преимущественно ульт Цель - повышение дисперс ных порошков и улучшение их фракционного состава,товку 1 с помощью механизма подачи размещают на расстоянии 10 - 30 мкм от вращающегося металлического дискового электрода 2. На электрод-заготовку 1 и электрод 2 подают напряжение 10 - 28 В и поджигают короткую дугу. Одновременно с этим в межэлектродный зазор подают два встречных потока частиц диспергированной охлаждающей жидкости (подачу осуществляют с помощью форсунок), Под действием короткой дуги с поверхности электрода-заготовки 1 происходит непрерывное локальное взрывное испарение металла с одновременным перемешиванием компонентов, составляющих заготовку. Полученный порошок представляет собой фракцию 20 - 100 А, в то время как при использовании известного способа образуется полидисперсный порошок, Таким образом, применение данного способа позволяет повысить дисперсность и однородность фракционного состава полученных порошков. 2 ил., 3 табл.,40 55 Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения металлических порошков, преимущественно ультрадисперсных,Цель изобретения - повышение дисперсности полученных порошков и увеличение однородности их фракционного состава.На фиг.1 представлена схема установки для осушествления способа; на фиг.2 - то же, вид сверху,. Установка содержит электрод-заготовку 1, вращающийся электрод 2, форсунку 3 для распыления охлаждающей жидкости и источник 4 питания.Способ осуществляют следующим образом,Электрод-заготовку 1, полученную, например, прессаванием механической смеси порошков меди и циркония с помощью механизма подачи (не показан) размещают на расстоянии 10 - 30 мкм от вращающегося металлического дискового электрода 2,На электроды 1 и 2 подают постоянное напряжение 10 - 28 В. В межэлектродном зазоре возбукдается короткая дуга. Постоянство межэлектродного промежутка обеспечивается синхронизацией скорости подачи электрода 1 при его плавлении короткой дугой.Одновременно в межэлектродный зазор подают два встречных потока частиц дисперсной жидкости, получаемых с помощью авиационных топливных форсунок. Под действием короткой дуги с поверхнасти комбинированного электрода-заготовки 1 происходит непрерывное локальное взрывное испарение металла с одновременным перемешиванием компонентов, образующих комбинированный электрод-заПолучают порошки различных металлов и сплавов: никеля (табл.1.1), сплава медь - цирконий (табл.1,2), сплава никель - цирконий (табл,1,3).Для каждого металла и/или сплава изменяют состав жидкости, подаваемой в дисперсном виде в зону горения короткой дуги; это вода (опыты 1 - 13, полиметилсилоксановая жидкость (оп ыты 14 - 18), эта нол (оп ыты 12 - 23),Опыты проводили при различных режимах; изменяли межэлектродный зазор(опыты 2, 6 и 9), напряжение между электродами(опыты 1 - 5), дисперсность частиц жидкости подаваемого потока (опыты 2, 10 - 13), а также состав жидкости, диспергированные частицы которой подавались в межэлектродный зазор,Размеры частиц определяли по уширению рентгеновских линий на дифрактограммах (дифрактометр ДРОН), а также.на электронном микроскопе ЭВМ 100 АК,Полученные данные приведены в табл,1,1 - 1.3, На их основании можно сделать следующие выводы.Пределы изменения мекэлектродного зазора 10 - 30 мкм (опыты 2, 6 и 7) являются оптимальными для получения порошка необходимой дисперсности,При уменьшении межэлектродного зазора (опыт 8) процесс переходит в режим короткого замыкания, идет прерывисто, выбрасываются частицы металла, образующие порошки с неоднородным фракционным составом от 20 до 10 й, а оборудование быс+7 Фтро выходит из строя,При увеличении межэлектродного зазора (опыт 9) короткая дуга становится прерывистой, процесс переходит в неустойчивую фазу, содержание ультрадисперсной фракции в составе распыляемого порошка резко уменьшается. Снижается и производительность способа,Необходимым условием получения порошков анародного фракционного состава 20 - 100 А является создание короткой дуги с напряжением 10 - 28 В (опыты 1 - 3). При напряжении ниже 10 В процесс становится неустойчивым, дуга исчезает, распыление электрода заготовки прекращается.При напряжении выше 28 В короткая дуга превращается в сварочную дугу, начинается процесс плавления электрода без об-. разования порошков необходимой фракции, так как образуются частицы, размер которых превышает 1 мм. Фракционный состав образовавшихся порошков очень неоднородный.Экспериментально установлено, что от дисперсности частиц жидкости, подаваемых потоком в межэлектродный зазор, зависит фракция образующихся порошков и однородность их фракционного состава.Чем выше дисперность подаваемых частиц жидкости, тем более развита их поверхность и, следовательно, происходит увеличение центров конденсации. Конденсация металлических паров на периферийных участках дуги приводит к ее стабилизации, в результате чего обеспечивается непрерывное получение порошков необходимой фракции,Верхний предел (0,5 мкм) дисперсности частиц жидкости ограничен появлением возможности непосредственного контакта распыленных металлических частиц, что приводит к увеличению их размера,При дисперсности частиц жидкости менее нижнего предела (опыт 12) количество центров конденсации снижается, дуга ста1639892 Табл и ц а 1.1 Межэлектродныйзазор,мкм Напряжение, подаваемое на электо ы,В Дисперсность частиц жидкости, мкм Дисперсность полученных порошков,Произво- дительность,кг/ч РезультатыСодержание фракции 20 - 40 А,о Опыт истилли ованная во а 20 20 20 20 1017285 40100 40 100 40100 43 90 43 105 10" 30 20 6 7 8 17 17 17 10 30 5 4010040 , 10010 83 83 3 4,5 8,5 Переходит в режим КЗ 9 10 11 12 13 17 17 17 17 17 35 20 20 20 20 120,50,33 15 75 82 69 58 0,1 7 8 7 7 40100 40100 40 , 1000 405000 Полим етилсилокс ановая жи кость 40 .100 40100 40100 401000.40 3,000 17 17 17 17 17 20 20 20 20 20 210,50,33 65 80 72 61 50 14 15 16 17 18 новится. неустойчивой. растет размер по-лучаемых частиц, увеличивается их разброс по размеру.Наилучшие экспериментальные результаты получены при использовании таких диспергированных жидкостей, как вода, этанол, полиметилсилоксановая жидкость,Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет увеличить дисперсность полученного порошка и повысить однородность его фракционного состава.Формула изобретенияСпособ получения металлических порошков, преимущественно ультрадисперсных, включающий плавление электрода-заготовки электрической дугой и центробежное распыление расплава в нейтральной среде,отлича ющи йся тем,что, с целью 5 повышения дисперсности полученных порошков и увеличения однородности их фракционного состава, плавление электрода-заготовки осуществляют короткой дугой с напряжением 10 - 28 В при межэлектрод ном зазоре 10 - 30 мкм, а в межэлектродныйзазор подают распыленный поток охлаждающей жидкости, при этом дисперсность распыленного потока охлаждающей жидкости составляет 0,5 - 2,0 мкм. Процесс неустойчивый, диспергирование прекращается Начинается плавление с выбросом больших массэнная вода 40100 40 .100 40100 40 90 40 20 20 20 20 20 ЗО 40100401004010 80803.10 ЗО 5 Переходитв режимКЗ 40100 40 . 100 401000 405000 0,1 7 8 7 7 15 75 82 70 60 35 20 20 20 20 9 10 11 12 13 120,50,33 17 17 17 17 17 Полим кость етилсилокс ановая жи 40100 40100 40100 401000 403000 65 80 70 60 50 7 8 7 7 2 1 0,5 0,3 3,0 20 20 2020 20 17 17 17 17 17 14 15 16 17 18 истилли ов Продолжение табл. 1,1 Табл и ца 1.2 Процесснеустойчивый,образование порошковпрекращаетсяНачинается плавление и выброс больших массДисперсность частиц жидкости, мкм Дисперсность полученных порошков,А Произво- дительность,кг ч Напряжение, подаваемое на электоы,В Опыт истилли ованная во а 1 2 3 4 10 17 28 5 202020,20. 40 , 100 40100 40 10 42 91 39 1.111 30 20 Режим КЗ 0,2 7 8 7 7 Полиметилсилоксановая жи кость 210,50,33 40100 40 , 100 40100 401000 403000 68 82 75 63 52 14 15 16 17 18 17 17 17 17 17 20 20 20 20 20 6 7 8 9 10 11 12 13 17 17 17 17 17 17 17 17 10 30 5 35 20 20 20 20 1 1 1 1 2 0,5 03 3. 1 10 .10 4010040100104010040100040 . 1000405000 78 78 3 15 74 80 71 63 Продолжение табл, 1.2 Таблица 1.3 Процесснеустойчивый,образование порошковпрекращаетсяНачинается плавление и выброс больших масс.Пап а Заказ 984 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж,. Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул Гагарина 1