Устройство для получения металлических порошков Советский патент 1983 года по МПК B22F9/10 

(Л

1C

00 О) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков центробежным распылением расплава. Известно устройство для получения металлических порошков, включаюшее герметичную камеру, стакан-распылитель, снабженный приводом, и заливочную воронку с внутренним нагревателем 1. К недостаткам данного устройства относится значительный расход охлаждающего инертного газа, а также высокая металлоемкость конструкции, обусловленная значительными габаритами камеры. Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является устройство для получения металлических порошков, включаюш,ее герметичный корпус, камеру распыления, выполненную в виде совмеш,енных основаниями усеченных конусов, стаканраспылитель, расположенный по оси камеры и снабженный приводом вращения, приемные бункеры для сбора порошка и трубчатый холодильник, причем верхний и нижний конусы камеры распыления выполнены водоохлаждаемыми и снабжены спирально-ленточным транспортером 2. дентичным грансниичеиим iz.i . . К недостаткам известного устройства относится низкое качество полученных порошков, обусловленное попаданием продуктов взаимодействия транспортеров и поверхности нижнего конуса в полученный порошок, а также низкий ресурс работы, обусловленный абразивным износом нижнего конуса. Цель изобретения - повышение качества полученных порошков и увеличение ресурса работы устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для получения металлических порошков, включаюшем герметичный корпус, камеру распыления, выполненную в виде совмещенных основаниями усеченных конусов, стакан-распылитель, расположенный по оси камеры и снабженный приводом вращения, приемные бункеры для сбора порошка и трубчатый холодильник, камера распыления снабжена вибраГ жГиГГнуТГм рьГвГоГнппх,и.„«Ри„и,л, „ Ряа.яы г «„бпятппями я пружиненным и связан с вибраторами, а угол наклона его образующей к основанию составляет. 15-30°. На чертеже показана схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из герметичного корпуса 1, внутри которого размещена камера 2 распыления. Корпус 1 снабжен крышкой 3, на которой смонтирована зЬливочная воронка 4, оканчивающаяся металлопроводом 5. Герметичность корпуса до заливки жидкого металла обеспечивается проплавляемой прокладкой 6, установленной на нижнем срезе металлопровода 5. 10 6 Внутри камеры 2 распыления соосно с заливочной воронкой 4 и металлопроводом 5 установлен стакан-распылитель 7 с приводом от подвесного электродвигателя (не показан). Камера 2 выполнена в виде двух водоохла ждаемых усеченных конусов: верхнего 8 и нижнего 9, совмеш.енных основаниями по большему диаметру. Верхний конус 8 смонтирован на крышке 3, а нижний конус 9 соединен с вибраторами 10, опирается на пружины 11 и имеет возможность вибрирования в вертикальной плоскости, Пружины И и вибраторы 10 с приводами (не показаны) смонтированы на корпусе 1. В нижней части корпуса 1 предусмотрены люки 12 для подачи частиц порошка гранул в приемные бункеры 13. Бункеры 13 снабжены вакуумными затворами 14, что позволяет вести процесс распыления непрерывно. Инертный газ для охлаждения порошков и гранул в процессе кристаллизации напускают в камеру 2 из баллона 15. Для охлаждения газа внутри камеры распыления под крышкой 3 смонтирован трубчатый холодильник 16. Для предотврашения повышения давления газа внутри ка, Р Распыления из-за увеличения его при нагреве) на крышке 3 смонтирован предохранительный клапан 17, обеспечивающий сброс излишнего количества газа в атмосферу. На крышке 3 камеры распыления смонтировано смотровое окно 18 для наблюдения за процессо.м распыления. Устройство работает следующим образом. В камере 2 с по.мощью вакуумной сис создают разрежение порядка Ш - Ю мм рт.ст., затем из баллона 15 напускают охлаждаюший газ до достижения в камере 2 давления, равного 1 атм. В качестве охлаждающего газа используют любой инертный или нейтральный газ (аргон, гелий, азот). Металлический расплав в разливочном показан) подают к устройству, д приводят во вращение стакан-рас ь:литель% и вибратор. 10. Расплав заливают В предварительно разогретую воронку 4. Струя расплава, пройдя через металлопровод 5, проплавляет герметизирующую прокладку 6, поступает во вращающийся стакан-распылитель 7 и разбрызгивается из него в результате центробежной силы в виде жидких гранул. Размер частиц получаемого порошка регулируется скоростью вращения стакана-распылителя. За время полета до столкновения с верхним конусом 8 частицы полностью или частично кристаллизуются. После соударения с верхним конусом частицы порошка (гранулы) рекошируют на водоохлаждаемую поверхность нижнего конуса 9. Перемещение гранул по нижнему конусу 9, люкам 12 и далее в приемные бункеры 13 происходит благодаря вибрации нижнего конуса. За время перемещения по водоохлаждаемой поверхности нижнего конуса 9 гранулы перемешиваются и остывают до температуры, при которой уже не происходит их спекание в приемных бункерах. Время, пребывания гранул на поверхности нижнего. конуса 9 определяется углом наклона его образующей к основанию, частотой и амплитудой колебаний конуса. Экспериментальным путем установлено, лто угол наклона образующей конуса к основанию должен составлять 15-30°.

Если угол наклона образующей нижнего конуса 9 к его основанию превышает 30°, то гранулы скатываются в приемные бункеры 13 через люки 12 без вибрации нижнего конуса, т.е. процесс перемещения гранул по поверхности .конуса становится неуправляемым. В этом случае время пребывания гранул на водоохлаждаемой поверхности конуса 9 мало, поэтому температура гранул, поступающих в приемные бункеры 13 достаточно высока, что может привести к их спеканию в бункерах.

При углах наклона образующей конуса 9 к его основанию, меньших 15°, перемещение гранул по поверхности конуса замедляется, что приводит к недопустимому наслоению гранул друг на друга, резкому снижению теплоотдачи от верхних слоев грйнул и их спеканию на поверхности конуса.

При распылении различных по температуре плавления материалов и при постоянном угле наклона образующей нижнего конуса к его основанию (в пределах 15-30°) время пребывания гранул на поверхности конуса 9 регулируется изменением параметров его вибрации (частоты и амплитуды колебаний).

Таким образом, применение изобретения позволяет повысить качество полученных металлических порошков и увеличить ресурс работы устройства в результате снижения абразивного износа поверхности нижнего конуса.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ, включающее герметичный корпус, камеру распыления, выполненную в виде совмещенных основаниями усеченных конусов, стакан-распылитель, расположенный по оси камеры и снабженный приводом вращения, приемные бункеры для сбора порощка и трубчатый холодильник, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества получет1ых порощков и увеличения ресурса работы устройства, камера распыления снабжена вибраторами, установленными на корпусе, причем нижний конус камеры выполнен подпружиненным и связан с вибраторами, а угол наклона его образующей к основанию составляет 15-30°.