СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛА ИЛИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ Российский патент 2016 года по МПК B22F9/10 B22F9/14 

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для производства ультрадисперсного металлического порошка плазмохимическим методом.

В настоящее время металлические ультрадисперсные порошки получают в основном двумя способами: химическим, включающим осаждение в водных растворах и восстановление порошка из оксидов и гидроксидов металлов, и физическим, включающим испарение металла или металлического сплава и последующую его конденсацию. Порошки отличаются фазовым составом, морфологией поверхности, микроструктурой частиц, физико-технологическими свойствами и конечной чистотой. Ультрадисперсные металлические порошки обладают более высокой каталитической активностью и способны катализировать различные процессы органического синтеза. От свойств порошков зависят эксплуатационные характеристики изделий.

Процесс диспергирования плазменной струей имеет ряд преимуществ: относительная простота применяемого оборудования, широкий диапазон регулирования параметров, возможность распыления тугоплавких материалов, активное управление процессом на стадии образования капель жидкого металла или металлического сплава и воздействие на каплю на стадии охлаждения, возможность влияния на формообразование и получение заданной структуры с требуемыми свойствами, получение порошков заданного размера.

Исследование возможности получения порошков металлов с использованием плазменных технологий показано в работе /Н. Струков, Ю.Д. Щицын. Исследование возможности получения порошков металлов с использованием плазменных технологий. Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа. Ульяновск, 2011 год/. Плазменным распылением пруткового материала получены металлические порошки.

Способ получения ультрадисперсных порошков из металлической проволоки описан в патенте /Патент США №4610718, 09.09.1986/. Отличительная особенность предлагаемого способа заключается в том, в качестве источника для испарения металла в плазменной дуге может быть не только один электрод (например катод), но и оба электрода в виде стержней из исходного металла. Производительность плазмотрона определяется, в частности, скоростью подачи металлически стержней в область высокотемпературной плазменной струи.

Известен способ получения ультрадисперсных порошков кремния /RU 2359906 С2, 27.06.2009/. Исходный кремний подают в поток плазмообразующего газа с постоянной скоростью. Процесс испарения кремния до образования атомного пара ведут при температуре плазмы СВЧ-разряда 4000-6000°C. Предложенное изобретение позволяет получать ультрадисперсный порошок кремния с выходом заданной фракции более 50%.

Способ получения мелкодисперсного очищенного порошка тугоплавких металлов описан в патенте /RU 2389584 С2, 20.05.2010/. Исходный материал подают в столб плазмы, нагревают до температуры плавления с получением очищенных частиц порошка. При необходимости полученный порошок разделяют на фракции и накапливают в приемной емкости.

Известен способ получения ультрадисперсных порошков металлов, их оксидов, карбидов, сплавов и т.д. /RU №2238174 С1, 20.10.2004/. В предложенном способе, включающем подачу и испарение потока порошкообразного материала в инертном газе при воздействии на него в поле центробежных сил электродуговым разрядом и плазмой, последующее отделение неиспарившейся части материала от парогазового потока, охлаждение, конденсацию и отделение ультрадисперсного порошка на фильтре, стабилизацию температуры внутри плазменной установки обеспечивают специальной системой водяного охлаждения всех узлов установки.

Использование индукционной плазменной горелки для получения металлических ультрадисперсных порошков описано в патенте /RU 2457925 С2, 10.08.2012/.

В способе получения первичного тугоплавкого металла /RU 2415957 С2, 10.04.2011/ авторы изобретения предлагают получать тугоплавкий металл из оксидов в плазме, образованной инертным газом и химически активным газом. В качестве первичного тугоплавкого металла получают тантал, ниобий, титан, цирконий, гафний и их комбинации. Химически активным газом является, как правило, водород.

Устройство для получения металлического циркония из тетрайодида в низкотемпературной плазме предложено в изобретении /SU 1802532 А1, 27.08.1996/. Авторы предлагают получать ультрадисперсный порошок металлического циркония из йодида циркония в низкотемпературной плазме.

В способе получения порошкового материала на основе меди, описанном в патенте /RU 2460816 С1, 10.09.2012/, порошок меди подвергают воздействию высокочастотной плазмой пониженного давления. Плазмообразующий газ состоит из аргона и воздуха. Расход меди составляет 0,08-0,1 г/сек.

Использование метода высокотемпературного испарения металлов и сплавов с последующей конденсацией в виде ультрадисперсного порошка описано в патенте /Патент США №6444009, 03.09.2002/. Авторы перечисляют множество возможных металлов и их сплавов, ультрадисперсные порошки которых предложено получать запатентованным способом. Отмечается, что оптимальной температурой испарения металлов является температура, в два раза превышающая температуру кипения соответствующего металла.

Описан способ синтеза сверхтвердого материала на основе титана /RU 2325466 С2, 27.05 2008/. Для получения сверхтвердых соединений титана используют плазмотрон с коаксиально расположенными электродами. В плазменную струю, образованную смесью газов азота и пропан-бутана, вводят титановую проволоку диаметром 2 мм. Температуру плазмы выдерживают в пределах 6000-8000°C. Таким образом получают ультрадисперсный порошок карбида титана и нитрида титана.

Получению ультрадисперсных порошков сплавов и интерметаллидов посвящена работа /А.П. Ильин, О.Б. Назаренко, Д.В. Тихонов, Г.В. Яблуновский. Получение и свойства электровзрывных нанопорошков сплавов и интерметаллов. Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. №4/, в которой авторы получали нанопорошки с помощью совместного электрического взрыва проводников из разнородных металлов (медь и алюминий, железо и алюминий) и из сплава медь-никель с различным содержанием никеля. Установлено, что повышение выхода интерметаллидов Cu₉Al₄, CuAl₂, FeAl, Fe₂Al₅, FeAl₃, Cu_3,8Ni наблюдается при максимальном перемешивании компонентов, что достигается тесным контактом взрываемых проводников или использованием проводников в виде сплава.

Известен способ получения композиционного ультрадисперсного порошка /RU 2493938 С2, 27.09.2013/. Авторы данного патента плазмохимическим методом получают композиционные ультрадисперсные порошки, состоящие из ядра, состоящего из слоев карбонитрида титана и нитрида титана, и оболочки, состоящей из слоя никеля. Способ включает подачу прекурсора, содержащего никелид титана и карбид титана, в камеру испарителя-реактора, обработку в потоке азотной плазмы при скорости потока 60-100 м/сек и скорости подачи прекурсора 100-140 г/час, последующее охлаждение в потоке азота и улавливание продукта испарения. Получается ультрадисперсный композиционный порошок, обеспечивающий получение твердых сплавов более высокой твердости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам (прототип) может быть патент, в котором предлагается установка, позволяющая получать металлические порошки различной крупности однородного фракционного состава за счет расширения диапазона частоты вращения заготовки вплоть до очень высоких значений, порядка 20000-22000 мин^-1 /RU 2356696 C1, B22F 9/10, 27.05.2009/. Суть способа в том, что плазмотрон перемещают к торцу вращающейся заготовки на расстояние, необходимое для начала процесса плавления и диспергации заготовки. Изменяя скорость подачи заготовки и скорость ее вращения, а также корректируя мощность плазмотрона, можно получать металлические порошки различной крупности.

Недостатком прототипа, как и перечисленных выше известных способов, является отсутствие простоты и эффективности регулирования размерами частиц металлических порошков с получением максимального содержания заданной фракции.

Основной технической задачей изобретения является получение ультрадисперсного металлического порошка с максимальным выходом заданной фракции.

Решение основной технической задачи достигается тем, что в заявленном способе получения ультрадисперсного металлического порошка с размерами частиц 10-2000 мкм, включающем в себя подачу металлического стержня в камеру электродугового плазматрона постоянного тока с плазмообразующим газом аргоном, обработку его в потоке плазмы с последующим охлаждением и конденсацией порошка в приемном бункере, размеры частиц получаемого порошка металла регулируют путем изменения силы постоянного тока плазмотрона в диапазоне 100-500 А и расстояния между концом стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона в диапазоне 30-120 мм.

Для плазмохимических процессов применимы следующие способы закалки: при взаимодействии продуктов реакции с поверхностью твердой фазы, при взаимодействии продуктов реакции с поверхностью жидкой фазы, при взаимодействии продуктов реакции с газовой фазой, газодинамическая закалка. При газодинамической закалке происходит превращение потенциальной энергии движущегося газового потока в кинетическую. В газовом потоке происходит преобразование тепловой энергии в кинетическую энергию в результате адиабатического и изоэнтропического расширения при прохождении газового потока через сопло в осевом направлении. Охлаждающая камера отходит от сопла и служит для удержания конечного продукта в вытекающем газовом потоке. Сопло и охлаждающая камера предназначены для сведения к минимуму обратных реакций.

В соответствии с уравнением сохранения энергии (уравнением Бернулли) при адиабатическом течении процесса сумма полной энтальпии и кинетической энергии газа в любом сечении канала остается постоянной. Следовательно, при адиабатическом расширении тепловая энергия газа будет переходить в кинетическую, и газ будет охлаждаться. Чтобы обеспечить темп охлаждения 10⁶-10⁸ К/с, газовый поток необходимо разогнать до сверхзвуковых скоростей. Для достижения максимальной линейной скорости газа в плазменной горелке и максимального расширения объема выходящего из горелки газа используют конфузорно-диффузионные сопла. Как правило, в самом узком сечении сопла скорость потока превышает сверхзвуковую.

Основными факторами, влияющими на дисперсность получаемых продуктов, являются: скорость химической реакции, температура и скорость ее изменения, наличие в системе центров зародышеобразования, химическая порода кристаллизующегося вещества.

Распределение частиц по размерам в получаемом ультрадисперсном порошке зависит от концентрации испарившихся металла или металлического сплава, образовавшихся в плазменном факеле, температура которого значительно превышает температуру кипения металла или сплава. Концентрация испарившихся металла или металлического сплава будет увеличиваться при увеличении температуры плазмы, т.е. увеличении силы постоянного тока, генерирующего плазменную дугу. Кроме того, концентрация испарившихся металла или металлического сплава зависит от длины плазменной струи. Чем больше длина дуги, тем больше время испарения и, соответственно, выше концентрация испарившихся металла или металлического сплава. Длину плазменной дуги можно регулировать, изменяя расстояние между концом металлического стержня и выходным отверстием сопла плазмотрона. Таким образом, изменением силы постоянного тока, генерирующего плазменную дугу, и расстояния между концом металлического стержня и выходным отверстием сопла плазмотрона можно изменять фракционный состав образующегося ультрадисперсного порошка металла или металлического сплава.

Характерная продолжительность плазмохимических реакций составляет 0,02-0,05 с, поэтому необходимая скорость охлаждения (закалки) должна быть очень высокой (10⁵-10⁸ °C/с). По закону Аррениуса с уменьшением температуры скорость химических реакций экспоненциально уменьшается. Поэтому скорость закалки должна быть максимальной в начале процесса, но может быть очень низкой в конце. Быстрая закалка (охлаждение) газовой смеси позволяет подавить обратные процессы рекомбинации и получить ультрадисперсный порошок металла или металлического сплава.

Предлагаемый способ осуществлен следующим образом. Исходный металлический стержень подавали в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока мощностью 100 кВт. Плазмообразующим газом служил аргон (ГОСТ 10157-79), расход которого составлял 2,0-15,0 л/мин. Скорость подачи металлического стержня, диаметр которого 1,0-3,0 мм, составляла 3,0-10,0 м/мин. Расстояние между концом металлического стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона изменяли в диапазоне 30-120 мм. Температура термической плазмы составляла 6000-8000°C. Силу постоянного тока, генерирующего плазменную дугу, изменяли в диапазоне 100-500 А. Охлаждающий инертный газ подавали двумя форсунками, симметрично смонтированными в камере плазмотрона таким образом, что угол между их осями и осью плазмообразующей форсунки составлял 30°, а пересечение осей находилось в последней трети факела плазмотрона. В качестве охлаждающего инертного газа использовали аргон (ГОСТ 10157-79). Расход охлаждающего инертного газа (на каждой форсунке) - 5-7 нм³/ч. Сконденсированные в водоохлаждаемом бункере частицы ультрадисперсного металлического порошка имели размер 10-2000 мкм.

Ультрадисперсные порошки таких металлов, как титан, кремний, молибден, медь, обладая уникальным комплексом физико-химических свойств, применяются в различных отраслях промышленности: медицине, авиации, ракетостроении, оборонной промышленности, приборостроении и электронике. Изделия из ультрадисперсного металлического порошка отличаются высокой прочностью, термостойкостью, пластичностью и другими высокими потребительскими характеристиками.

Значительный интерес представляют собой интерметаллические соединения - стехиометрические соединения между металлами. Благодаря особенностям строения кристаллической структуры интерметаллические соединения обладают полупроводниковыми и сверхпроводящими, особыми магнитными и каталитическими свойствами, высокой твердостью и высокой химической стойкостью. Проблема синтеза интерметаллидов в ультрадисперсном состоянии является актуальной в связи с расширением областей их применения.

Титановый сплав Ti6Al4V отличается исключительными сверхпластичными свойствами, и одним из его применений является изготовление медицинских имплантатов. Ультрадисперсные порошки никелевого сплава Ni - 28,5-29,5 и кобальтового сплава Co212 наиболее успешно применяются для изготовления лопаток турбореактивных двигателей. Высокой твердостью и износостойкостью отличаются изделия из ультрадисперсного порошка инструментального сплава А6.

В предлагаемом способе получения ультрадисперсного металлического порошка в качестве металлического стержня применяли стержни из титана (ТУ 1715-455-05785388-99); кремния (ГОСТ 2169-69); молибдена (ТУ 48-19-69-80); меди (ГОСТ 1535-91); титанового сплава Ti6Al4V (ГОСТ 19807-91), никелевого сплава Fe29Ni17Co, содержащего (масс. %): Fe - основа; С - 0,02; Cr - 0,2; Ni - 28,5-29,5; Со - 16,5-17,5; Si - 0,2; Mn - 0,5; Al - 0,01; кобальтового сплава Co212, содержащего (масс. %): Co - основа; Fe - 0,75; С - 0,02; Cr - 28,5; Ni ≤ 1,0; Мо - 6,0; Si - ≤1,0; Mn - ≤1,0; инструментального сплава А6 (Т30106), содержащего (масс. %): Fe - основа; С - 0,65-0,75; Cr - 0,9-1,2; Ni - 0,3; Мо - 0,9-1,4; Si - 0,5; Mn - 1,8-2,5.

Ниже приведены примеры технического решения данного изобретения, которыми оно иллюстрируется, но не исчерпывается.

Пример 1. В способе получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава в качестве исходного материала служил стержень из титана с диаметром 2,0 мм, который подавали со скоростью 5,0 м/мин в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока. Расход плазмообразующего газа аргона составлял 5,0 л/мин. Сила постоянного тока, генерирующего плазменную дугу, составляла 100 А. Расстояние между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляло 120 мм. Дисперсный состав ультрадисперсного порошка титана, полученного при соотношении силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки, равном 100 А : 120 мм, анализировали с помощью лазерного анализатора частиц Микросайзер 201 (во всех примерах).

Фракционный состав ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, полученных во всех примерах, приведен в таблице.

Пример 2. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 3. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 4. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 5. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 200 А : 60 мм.

Пример 6. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 400 А : 100 мм.

Пример 7. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 350 А : 80 мм.

Пример 8. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из кремния.

Пример 9. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 250 А : 70 мм.

Пример 10. Способ получения ультрадисперсных порошков металла, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 11. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 12. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 13. Способ получения ультрадисперсных порошков металла, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из молибдена.

Пример 14. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.

Пример 15. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 16. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 17. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 18. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 400 А : 110 мм.

Пример 19. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из меди.

Пример 20. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.

Пример 21. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 22. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 23. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 24. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.

Пример 25. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6).

Пример 26. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.

Пример 27. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 28. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 29. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 30. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.

Пример 31. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из никелевого сплава Fe29Ni17Co.

Пример 32. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.

Пример 33. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 34. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 35. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 36. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.

Пример 37. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из кобальтового сплава Со212.

Пример 38. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.

Пример 39. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 40. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 41. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 42. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.

Пример 43. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из инструментального сплава А6 (Т30106).

Пример 44. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.

Пример 45. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.

Пример 46. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.

Пример 47. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.

Пример 48. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.

Полученные результаты изменения фракционного состава ультрадисперсных порошков металлов показывают, что при изменении соотношения силы постоянного тока и расстояния между концом металлического стержня и выходным отверстием сопла плазменной грелки можно получать металлический порошок с максимальным содержанием требуемой фракции.

Предложенный способ получения ультрадисперсных порошков металла отличается высокой эффективностью промышленного производства металлических порошков с заданным гранулометрическим составом.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения ультрадисперсного металлического порошка с размерами частиц 10-2000 мкм включает подачу металлического стержня в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока с плазмообразующим газом аргоном, обработку его в потоке плазмы с последующим охлаждением и конденсацией порошка в приемном бункере. Размеры частиц получаемого порошка регулируют путем изменения силы постоянного тока плазмотрона в диапазоне 100-500 А и расстояния между концом стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона в диапазоне 30-120 мм. Металлический стержень может быть выполнен из титана, кремния, молибдена, меди, титанового сплава, никелевого сплава, кобальтового сплава или инструментального сплава А6. Обеспечивается получение порошка с максимальным выходом заданной фракции. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 48 пр.

1. Способ получения ультрадисперсного металлического порошка с размерами частиц 10-2000 мкм, включающий подачу металлического стержня в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока с плазмообразующим газом аргоном, обработку его в потоке плазмы с последующим охлаждением и конденсацией порошка в приемном бункере, отличающийся тем, что размеры частиц получаемого порошка регулируют путем изменения силы постоянного тока плазмотрона в диапазоне 100-500 А и расстояния между концом стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона в диапазоне 30-120 мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический стержень выполнен из титана, или кремния, или молибдена, или меди.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический стержень выполнен из титанового сплава Ti6Al4V, или никелевого сплава Fe29Ni17Co, или кобальтового сплава Со212, или инструментального сплава А6.