СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ДРОБИ Российский патент 1996 года по МПК B22F9/06 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к получению металлической дроби.

Известен способ получения дроби, включающий получение капли жидкого металла, пропускание его через нейтральный газ и охлаждающую среду, закалку в жидкой среде, причем в качестве охлаждающей среды используют пену мыльной эмульсии (см. а.с. СССР N 338298, кл. В 22 Д 23/08, 1972 г.).

Однако при этом способе наблюдается отклонение формы дроби от идеальной шаровой поверхности.

Известен способ получения металлической дроби, включающий распыление жидкого металла газом и ввод порошкообразных добавок солей, например хлоридов, нитридов щелочных и щелочноземельных металлов, температура разложения которых ниже температуры плавления гранулируемого металла и при разложении которых выделяются инертные по отношению к распыливаемому металлу газообразные вещества (см. а.с. СССР N 514661, кл. В 22 Д 23/08, 1974 г).

Недостатком этого способа являются низкие аэродинамические характеристики снижающие степень сферодизации дробинок.

Известен способ получения свинцовых гранул, включающий разделение расплава на капли с помощью фильеры с калиброванными отверстиями, охлаждение капель расплава осуществляется в потоке водяной аэрозоли ( см.а.с. СССР N 1492581, кл. В 22 Р 9/08, 1987 г. прототип).

Недостатком такого способа также является отклонение формы дроби от идеальной шаровой поверхности. Происходит это потому, что в трубе наблюдается турбулентность воздушно-капельного потока, которая вызывает деформацию капель жидкого металла, кроме того, капли, находящиеся в непосредственной близости от фильеры, подхватываются восходящими струями воздушно-капельного потока и деформируются о фильеру.

Настоящим изобретением решается задача уменьшения отклонения формы дроби от идеальной шаровой поверхности.

Заявляемый способ отличается тем, что в качестве охлаждающей среды используют канифоле-масляную эмульсию, что соответствует критерию изобретения "новизна".

Известно, что воздействием на поверхностное натяжение металла различными технологическими методами сферодизируют форму получаемых дробинок, например за счет распыления расплава металла газами, инертными по отношению к нему, однако это приводит к появлению окисной пленки и требует дополнительного восстановления. Введение же металлических порошков требует большого перегрева струи распыливаемого металла и может привести к замораживанию ее, причем металлический порошок вносит дополнительно неметаллические включения в дробинки.

Использование в качестве охлаждающей среды коллоидного раствора жидкого стекла повышает коэффициент трения, что приводит к слипанию дробинок.

Однако в предлагаемом способе при соприкосновении расплавленного металла с несмачиваемой поверхностью канифоле-масляной эмульсии, используемой в качестве охлаждающей среды, и за счет упорядочения сил поверхностного натяжения капли расплава приобретают строго округлую форму, при этом поверхность образующихся дробинок покрывается полимерной пленкой, предохраняющей их от окисления, а использование масла подсолнечника, относящегося к разряду полувысыхающих, в сочетании с канифолью гарантирует стабильность технологического процесса. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "изобретательский уровень".

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа.

Устройство состоит из гранулятора 1, который выполнен в виде вертикального цилиндра. В верхней части гранулятор 1 имеет переливную емкость 2, связанную посредством шланга 3 с отстойником 4. Над гранулятором 1 соосно с ним расположена фильера 5, соединенная посредством металлопровода 6 с плавильным тигелем 7. Тигель 7 снабжен термопарой 8, электрически связанной с датчиком температуры 9. На металлопроводе 6 установлен кран 10. Над фильерой 5 соосно с ней размещена газовая форсунка 11. Вторая газовая форсунка 12 расположена под тигелем 7. Регулирование подачи газа к форсункам 11, 12 осуществляется вентилями 13,14. Подача воздуха к форсунке 12 осуществляется посредством патрубка 15. Гранулятор 1 имеет в нижней части крышку 16 и сливной кран 17.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходное сырье свинец и бабит загружают в плавильный тигель 7 и с помощью форсунки 12 нагревают до получения расплава. В гранулятор 1 заливают канифоле-масляную эмульсию, разогретую до температуры 120-130^oС. Излишки эмульсии отводят в отстойник 4 посредством переливной емкости 2 и шланга 3. Фильеру 5 прогревают с помощью форсунки 11. Открывают кран 10 и расплав металла подают на фильеру 5. После прохождения фильеры 5 расплав разделяется на отдельные капли. Капли под действием сил тяжести приобретают поступательное движение, попадают в среду канифоле-масляной эмульсии и в виде дроби оседают в нижней части гранулятора 1.

После полного опорожнения плавильного тигеля 7 открывают сливной кран 17 и спускают канифоле-масляную эмульсию в сборник (на чертеже условно не показан). Затем открывают крышку 16 и собирают дробь в сборник дроби (на чертеже условно не показан).

Пример. В гранулятор 1, имеющий габариты, соответственно, высота 1000 мм, ширина 100 мм, заливали канифоле-масляную эмульсию, приготовленную на основе растительного масла, например масла подсолнечника, имеющую температуру 120 130^oС, так, чтобы зазор между мениском был равен 10-12 мм, что отрегулировали с помощью переливной емкости 2. В плавильный тигель 7 загрузили исходное сырье в виде свинца бабита в объемном соотношении 10:2 и разогрели до температуры 350-375 С. Температура поддерживалась во время работы на заданном уровне. Полученный расплав металла с помощью крана 10 подавали на фильеру 5 так, чтобы высота расплава составляла 25-30 мм. Проходя сквозь отверстия фильеры 5, расплав металла разделялся на капли, которые, попадая в гранулятор 1, в канифоле-масляную эмульсию, приобретали округлую форму и оседали на дне гранулятора 1 в виде дроби.

При контроле результатов эксперимента выявлено, что максимальное отношение большого и малого диаметров сферических гранул составило 0.85 1.0. Процент выхода годной дроби составил 99% это значит, что выход годных дробинок увеличивается в среднем на 40%

Использование: изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к получению металлической дроби. Настоящим изобретением решается задача уменьшения отклонения формы дроби от идеальной шаровой поверхности. Сущность изобретения: способ включает разделение расплава на капли с помощью фильеры с калиброванными отверстиями, охлаждение капель расплава и сбор гранул. Новым является то, что в качестве охлаждающей среды используют канифоле-масляную эмульсию при температуре 100-200^oС. 1 с.п.ф., 1 ил.

Способ получения металлической дроби, включающий разделение расплава на капли с помощью фильеры с калиброванными отверстиями, охлаждение капель расплава и сбор гранул, отличающийся тем, что охлаждение капель расплава осуществляют в канифоле-масляной эмульсии при 100 200^oС.