СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА Российский патент 1998 года по МПК B22F9/14 

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлических порошков. Более конкретно предложенный способ относится к получению металлического порошка путем образования между частицами дуговых разрядов в диэлектрической жидкости.

Известен способ (патент США N 5133800, B 22 F 9/14, 1972) изготовления материалов для низкотемпературных холодильников эрозионно-искровым способом. Способ предусматривает размещение кусков эрбия и никеля в диэлектрической жидкости в искровой камере, встряхивание кусков эрбия для их разделения друг от друга, возбуждение искрового разряда через куски, что приводит к поверхностному расплавлению кусков и образованию быстротвердеющих частиц соединений эрбия с никелем сферической формы с диаметром от 150 до 400 мкм. Образовавшиеся частицы собираются на дне искровой камеры. После удаления частиц из искровой камеры они подвергаются сушке и сортировке.

Известный способ является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и принимается в качестве прототипа. К недостаткам способа-прототипа можно отнести:
- вибрационное воздействие на всю массу обрабатываемого материала, электродов, частей оборудования;
- выделение мелкой фракции осуществляется путем рассева, что может привести к закупорке ячеек сетки и их чистке с остановкой оборудования;
- максимальный размер зерен порошка определяется размером сетки и при переходе на другую характеристику порошка требуется смена сетки;
- в порошок может попадать материал сетки и за счет механического износа изменять качественный состав получаемого порошка.

Задача, решаемая изобретением. Предлагаемый способ позволяет исключить указанные выше недостатки, а именно упростить способ, устранить вибрацию и выделять необходимые фракции без рассева, предотвратить загрязнение порошка материалом сетки.

Это достигается тем, что, образование микродуг между частицами достигается путем перемещения твердого электрода из обрабатываемого материала, например, олова, или свинца, или оловянно-свинцового сплава, по неподвижному электроду из того же материала, образования путем истирания электродов слоя частиц на поверхности неподвижного электрода, в среде диэлектрической жидкости, подаваемой с контролируемой скоростью. Удаление частиц из зоны их образования осуществляется потоком этой диэлектрической жидкости, например, дистиллированной воды. Изменяя скорость подачи диэлектрической жидкости (объем в единицу времени), изменяют фракцию выделяемых частиц, ограниченную по максимальному размеру.

Отличительными от прототипа признаками предложенного способа являются следующие:
- оба электрода изготовлены из одного материала;
- один из электродов перемещается по поверхности другого, неподвижно закрепленного на дне рабочей камеры;
- удаление образовавшихся частиц порошка осуществляется потоком диэлектрической жидкости;
- выделение необходимой фракции порошка осуществляется путем измерения скорости подачи диэлектрической жидкости.

На чертеже схематически показана установка для получения металлического порошка.

Подвижные электроды 1 (один или несколько) выполнены из материала, подвергаемого измельчению, например, из олова. Они закреплены на консолях 2, присоединенных к валу 3, приводимого во вращение червячным редуктором 4 и электродвигателем 5 с тахогенератором 6 и электродвигателем 7. На валу 3 установлено устройство 8 для подвода напряжения от источника тока 9. Установленный в емкости 10, заполненной диэлектрической жидкостью (дистиллированной водой) плоский электрод 12 (выполнен из олова) также соединен с источником тока.

На плоский электрод 12 загружают гранулы измельчаемого материала (олова). При вращении вала 3 происходит дугообразование и взмучивание образующихся при дуговых разрядах частиц и вместе с жидкостью они поступают в отстойник 14 (один или несколько), где частицы металлического порошка оседают. Частично осветленная жидкость с помощью насоса 15, через регулирующее устройство 16, измерительное устройство 17 и теплообменник 18 возвращается в рабочую зону. Полученные в отстойнике 14 частицы порошка олова удаляют и сушат.

Пример 1. Получение порошка олова осуществляли на установке, изображенной на чертеже. К электродам 1 и 12, выполненным из олова, подводили ток силой 100 A, скорость вращения вала 3 с электродами составляла 20 об/мин, скорость подачи дистиллированной воды составляла 3 л/мин. Полученный порошок олова имел следующий гранулометрический состав: размер фракции, мм, +0,3; -0,3+0,1; -0,1+0,074; -0,074 и выход фракции, %, - ; 16,2; 42,6; 41,2 соответственно.

Пример 2. На установке, описанной в примере 1, к электродам 1 и 12, изготовленным из олова, подводили ток силой 100 A. Скорость вращения вала с электродами составляла 20 об/мин, скорость подачи воды составляла 12 л/мин. Полученный порошок олова имел следующий гранулометрический состав: размер фракции, мм, +0,3; -0,3+0,1; -0,1+0,074; -0,074 и выход фракции, %, 1,8; 28,4; 62,2; 7,6 соответственно.

Таким образом, увеличив скорость подачи дистиллированной воды, получили увеличение выхода более крупных фракций и уменьшение выхода мелких фракций оловянного порошка, что видно из примеров 1 и 2.

Предложенный способ позволяет получать также порошки свинца, свинцово-оловянных сплавов и другие, сходные по свойствам.

Способ предусматривает создание микродуг между подвижным и неподвижным электродами, выполненными из одного материала, например, олова или свинца или их сплава, помещенными в диэлектрическую жидкость. Образующийся при их трении порошок удаляют потоком диэлектрической жидкости. Изменяя скорость подачи жидкости, регулируют гранулометрический состав образующихся частиц, которые удаляют в отстойнике и затем обезвоживают. В качестве диэлектрической жидкости используют дистиллированную воду. Упрощение способа достигается за счет исключения вибрации и выделение необходимых фракций порошка без его рассева. 5 з. п. ф-лы. 1 ил.

1. Способ получения металлического порошка путем создания дуговых разрядов между частицами металла при их трении в диэлектрической жидкости, отличающийся тем, что дуговые разряды образуются при трении подвижного и неподвижного электродов, выполненных из одного материала, а удаление образующихся частиц порошка производят потоком диэлектрической жидкости. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение необходимой фракции образующихся частиц порошка осуществляют путем изменения скорости подачи диэлектрической жидкости. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют несколько подвижных электродов. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что подвижные электроды расположены вертикально и закреплены на вращающемся валу, а неподвижный электрод расположен на дне емкости. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что электроды выполнены, например, из олова, или свинца, или свинцово-оловянного сплава. 6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что в качестве диэлектрической жидкости используют дистиллированную воду.