УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА Российский патент 1995 года по МПК B22F9/10 

Изобретение относится к технике получения порошков из жидкого металла.

Известна конструкция устройства получения металлического порошка с помощью газоструйной установки, в которой струя жидкого металла под действием двух вращающихся вихревых газовых потоков распыляется в виде порошка [1]
Недостатком известного устройства является сложность технологии получения порошка, при которой требуются большие расходы вихреобразующего газа, а также сложная система фильтрации этого газа при рециркуляции. Вместе с тем существенным недостатком является большая разнородность гранул порошка по фракциям.

В качестве прототипа выбрана конструкция устройства получения металлического порошка, содержащая электромоторы, ведущие валы и расплавляемую заготовку металла, причем порошок получается путем центробежного распыления быстровращающейся заготовки, один из торцов которой оплавляется плазмотроном [2]
Недостатками прототипа являются сложная кинематика механической "многоточечной" фиксации быстро вращающейся заготовки в горизонтальной плоскости при осевой подаче, а также большие ударные нагрузки, возникающие в заготовке при вращении. Эти два фактора резко снижают срок надежной работы устройства и ограничивают скорость вращения заготовки, что ухудшает однородность гранул порошка по фракциям.

Целью изобретения является повышение срока надежности устройства и увеличение доли мелкой фракции порошка путем осуществления новой кинематической схемы вращения расплавляемой заготовки и введения дополнительной электромагнитной силы, действующей на расплав.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит расплавляемую цилиндрическую заготовку стержневого типа, электропривод с вертикальной осью вращения, к валу которого заготовка крепится одним торцом через шарнирную подвеску, а другим торцом устанавливается на свободной посадке в радиально-упорном подшипнике. Устройство содержит также спиральный плоский электромагнитный индуктор, спираль которого имеет геометрию спирали Архимеда, причем индуктор расположен под вторым торцом заготовки.

Устройство отличается от прототипа выполнением системы вращения заготовки и системы плавки свободного торца заготовки. Система вращения заготовки имеет вер- тикальное исполнение, т.е. цилиндрическая заготовка одним торцом по оси симметрии свободно подвешена к валу электропривода. Нижний же торец заготовки установлен со свободной посадкой в радиально упорном подшипнике.

Система плавки свободного торца заготовки выполнена на основе электромагнитного индуктора, который имеет плоскую геометрию в форме спирали Архимеда. Причем внешний диаметр спирали индуктора превышает радиус заготовки и ось симметрии индикатора смещена относительно оси заготовки на величину δ которая зависит от скорости вращения заготовки и амплитуды тока в индукторе.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из электропривода 1, к которому на шарнирном подвесе 2 прикреплена одним торцом заготовка 3, а другим торцом заготовка установлена со скользящей посадкой в радиально-упорном подшипнике 5. Под заготовкой размещен электромагнитный индуктор 4.

Устройство работает следующим образом.

Электропривод 1 через шарнирный подвес 2 вращает заготовку 3, при этом индуктор 4 нагревает и плавит торец заготовки 3. Порошок образуется за счет центробежного распыления расплавляемого торца заготовки 3. Индуктор 4, кроме функции плавки, выполняет и вторую роль своим электромагнитным полем поджимает расплавленную массу к торцу заготовки 3, препятствуя ее свободному стеканию на поверхность индуктора 4. Это фактически предопределяет качественно новую возможность создания установки, а именно с вертикальной кинематикой вращения заготовки. В свою очередь вертикально-осевое вращение цилиндрической заготовки гироскопически является более устойчивым к боковым возмущающим биениям, чем горизонтальная схема вращения [2] По этой причине вертикальная схема процесса получения порошка технически реализуется проще и является более надежной в эксплуатации, чем горизонтальная. Устройство имеет большую скорость вращения заготовки и, следовательно, позволяет получать более мелкий и однородный по фракциям порошок.

Величина эксцентриситета δ подбирается экспериментально.

Для проверки работоспособности устройства подготовлена лабораторная модель, имеющая электропривод вертикального вращения, шарнирный подвес, спиральный индуктор и генератор, питающий индуктор.

Устройство для получения металлического порошка лишено сложной кинематики горизонтального быстрого вращения инерционных элементов, которая приводит к ударным биениям и не содержит сложного плазмотронного узла плавки, т.е. данное устройство является более надежным в работе и порошок получается более мелким и однородным по фракциям.

Использование: при получении металлического порошка из расплавленного металла с использованием физических процессов. Сущность изобретения: устройство содержит расплавляемую заготовку, электропривод с вертикальной осью вращения, к валу которого заготовка крепится одним торцом через шарнирную подвеску, а другой торец устанавливается на свободной посадке в радиально-упругом подшипнике, при этом устройство снабжено спиральным плоским электромагнитным индуктором, спираль которого имеет геометрию спирали Архимеда, причем индуктор расположен под заготовкой. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, содержащее металлическую заготовку, систему вращения заготовки и источник для плавки заготовки, отличающееся тем, что система вращения заготовки выполнена в виде электропривода с вертикальным валом вращения, размещенной на валу шарнирной подвеской для закрепления одного конца заготовки и радиально-упорном подшипнике для установки в нем другого конца заготовки на свободной посадке, при этом источник для плавки расположен под заготовкой и выполнен в виде плоского электроиндуктора со спиралью, причем заготовка и индуктор расположены на одной оси симметрии.