Способ получения металлического порошка Советский патент 1991 года по МПК B22F9/10 

f

Изгэбретенне относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения металлических порошков.

Цель изобретения -- снижение энергоемкости и получение порошка с регулируемой формой частиц (от нитевидной до сАерической), стабилизация процесса распыления и упрощение используемого оборудования4

Предложенный способ предусматри-- вает тангенциальную подачу расплава перегретого не более чем на 1% от температуры кристаллизаци, в неподвижную цилиндрическую распылительную .хамер ;, где происходит бго распыление под действием центробежных сил, обусловленных вращением струи расплава в неподвижной камере. При этом подачу расплава из обогреваемой емкости в распылительную камеру осуществляют под давлением от 0,5 до 2,5 МПа, которое создают путём заполнения обогреваемой емкости сжатым газом или подачи в нее легкоиспаряющегося конденсированного вещества (например, воды),

Ограничение степени перегрева расплава является необходимым условием регулирования формы частиц по- рошка. Как показывает опыт, перегрев расплава более чем на J% теютературы его кристаллизации по абсолютной -шкале температур приводит, независимо от величины давления, к образо- ванию сферических частиц, тогда как изменение степени перегрева в пределах указанного диапазона при одновременном изменении давления позволяет изменять форму частиц от нитевидной до сферической.

Величину давления газа над расплавом в обогреваемой емкости устанавливают в пределах от 0,5 до 2,5 Ш1.а, с тем, чтобы обеспечить образование и поддержание полой йленки жидкого металла до момента ее распада на отдельные нити. Образующиеся распыленные частицы при условии малого их начального перегрева над точкой кристаллизации внутри указанного температурного интервала после затвер- дования сохраняют вытянутую форму. При давлении ниже 0,5 МПа полая пленка расплава оказывается нестабильной Под лейстпием поверхностного натяжения полая пленка сливается в сплошную струю, которая распадается на круп)гыо капли. Форма получаемых

464872

при этом гранул близка к сферической и практически не зависит от темпера- . туры расплава.

Увеличение давления свыше 2,5 МПа не изменяет характерной формы образующихся порошков, но усложняет требования к используемому оборудованию. Поэтому диапазон от 0,5 до 2,5 МЦа, позволяющий использовать для нагне- Q тания газа и регулирования его давления стандартную аппаратуру общетехнического назначения, является оптимальным. Увеличение давления в пределах зтого диапазона приводит к

- уменьшению среднего размера частиц приблизительно пропорционально Kopiw квадратному из величины давления, что позволяет получать относительно тонкие порогаки (например, со средjg ним размером частиц от О,08.до

0,3 мм) с регулируемой формой частиц.

Использование энергии сжатого газа для подачи расплава; в распылитель позволяет исключить применение 2J механических устройств (погружньж центробежных насосов и т.п.,тре- - бующих для своей работы дополнительных затрат энергии и подверженньрс быстрому износу вследствие контакта с жидким расплавом. Это приводит к снижению энергоемкости процесса и повышению его надежности, а также расширяет круг материалов, которые могут бить получены данньм способом.Снижение энергоемкости увязано, в част 5 ности, с тем, что газ перед его нагнетанием в обогреваемую емкость имеет комнатную температуру, в связи с чем достижение требуемого давления обеспечивается в значительной

степени за счет его термического расширения в процессе нагрева до температуры расплава (или за счет упругости пара конденсированного вещества) при его испарении. Это

позволяет также относительно легко регулировать давление в широких пределах, изменяя тем самым размер частиц порошка.

П р и м е р. В соответствии с пред50 лагаемым способом были получены алю миниевые, магниевые и бронзовые порошки (см.таблицу).Расплав подавали из футерованной емкости со сливным отверстием в днище, выполненной как

55 сосуд для работы под давлением. В вертикальном сливном отверстии устанавливалась сменная цилиндрическая камера (расш-шитель) с вкладышем

30

тангенциального ввода (завихрите- пем) расплава, оканчивающаяся коническим выходным соплом. Радиус камеры 2,5 мм. После загрузки емкость помещали внутри корпуса установки распыления (объем корпуса 0,2 высота 2м). Точная регулировка перегрева расплава в ходе его распыления осуществлялась корректированием мощности нагревателя. Газ в емкость подавали от независимого.источника через стандартный редуктор. Охлаждение -образующихся частиц и их сбор осуществлялись .в атмосфере аргона при нормальном давлении.,

Давление создавалось за счет испарения воды. По достижении давлеЗаказ 2563Тираж 504 Подписное

, ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

2464874

ния 2,4 МПа излигчек пара сбрасьтался через предохранительный клапан.

Условия распыления и характеристики полученных порощков представлены 5 в таблице. Приведенные данные свидетельствуют о возможности получения частиц нитевидной формы при распылении различтрс металлов в соответствии с предложенным способом.

.Таким образом, сйособ позволяет получать порощки различных металлов с регулируемым ра змером и формой, частиц от нитевидной до сферической , а также снизить энергоемкость процесса по сравнению с. существующими способами распыления.