Способ получения порошка сплава на основе железа и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК B22F9/08 

кольцевой зазор и отверстие 15 в верхнем конце стояка 7. При этом образуется металлическая пена, поступающая в камеру распиливания 8, в которую также вдувается газ под давлением, обеспечивая распыление металлической

пены на металлические капли. Газ продувает металлические капли через суживающийся канал 9 в сборную емкость 10, образуя при этом мелкодисперсные затвердевшие металлические частицы. 2 с. и 5 з , п. cb-лы, 1 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлического порошка путем распыливания металлического расплава из стояка. Цель изобретения - снижение расхода энергии и получение тонкого металлического порошка. Плавильный тигель 3 наполняют металлическим расплавом и помещают внутрь индукционной катушки 6. Емкость 2 герметизируют и заполняют аргоном. Тигель с расплавом поднимают до такого уровня, при котором стояк 7 углубляется в металлический расплав своими нижним концом. Давление газа внутри емкости 2, действующее на свободную поверхность расплава, заставляет его подниматься вверх по стояку 7. В это время газ, например аргон, подводят в поднятый расплав по трубе 13, через кольцевой зазор и отверстие 15 в верхнем конце стояка 7. При этом образуется металлическая пена, поступающая в камеру распыливания 8, в которую также вдувается газ под давлением, обеспечивая распыление металической пены на металлические капли. Газ продувает металлические капли через суживающийся канал 9 в сборную емкость 10, образуя при этом мелкодисперсные затвердевшие металлические частицы. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлического порошка путем распиливания металлического расплава из стояка.

Цель изобретения - снижение расхода энергии и получение тонкого металлического порошка.

Расплавленный металл смешивают с газом, желательно инертным, при этом образуется металлическая пена, которая раздувается или делится на мелкие металлические капли, которые частично являются полыми, это происходит за счет давления инертного газа в камере распыливания. Давление инертного газа, преимущественно аргона, одновременно служит для выдавливания металлических капель из камеры распыливания через выпускной элемент, в котором канал суживается в направлении течения в замкнутую камеру расширения, а именно в сборную емкость. Таким образом, осуществляется так называемое вторичное разделе- ние или диспергирование металлических капель, что обеспечивает получение более мелких полностью затвердевших частиц. Б процессе вторичного разделения металлические капли, имеющие полости, лопаются. Кроме этого, металлические капли в суживающемся выходном элементе будут подвергаться большому ускорению. В расширительной камере или сборной емкости, в которой давление намного ниже давления в установленной выше по потоку камере рас пыливания, будет откладываться полностью затвердевший металлический порошок. Из этого металлического порошка можно изготавливать детали мак- симальной прочности.

В данном случае предполагается,

что не образуются металлические частицы, имеющие полости. Термин металл который используется, также подразумевает металлические сплавы, в част

0

5

0

5

0

5

0

5

ности нержавеющую сталь и высококачественные сплавы.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит опору 1, на которой установлена замкнутая емкость 2 с размещенными в ней плавильным тиглем 3 с подъемным устройством (средством) вертикального перемещения тигля с помощью гидравлики и пневматики и платформой 4, на которой крепится плавильный тигель. Емкость 2 установлена на опоре 5. Вокруг тигля 3 размещена индукционная катушка 6. В емкости 2 над тиглем установлен стояк 7, нижний конец которого закрыт крышкой, которая разрушается, когда стояк опускается в металлический расплав. Верхний конец стояка 7 выходит из емкости 2 и распылительную камеру 8, выполненную с суживающимся каналом 9, соединяющим распылительную камеру 8 со сборной емкостью 10.

В представленном варианте суживающийся канал 9 направлен наклонно вверх под углом приблизительно 45° по отношению к горизонтальному уровню. Продольная ось канала 9 совпадает с продольной осью камеры 8 распыления. Суживающийся канал 9 может быть сконструирован в виде расширяющегося выпускного элемента, В верхней части емкости 2 установлена труба 11 для подачи газа под давлением в емкость с открытым концом 12.

Газ, в частности, инертный, а именно аргон, можно вводить в емкость по трубе 11 подачи сжатого газа, создавая давление внутри емкости, благодаря которому расплавленный металл выдавливается в стояк 7, когда последний погружен в расплавленный металл. Давление газа внутри емкости 2 действует на свободную поверхность расплавленного металла. Труба 13 для подачи сжатого газа входит в кольцевую полость, образованную гильзой 14 и стояком 7. Инертный газ, преимущественно аргон, можно подмешивать в расплавленный металл, который поднимается по стояку при соответствующем высоком давлении газа внутри емкости 2, в кольцевой полости, откуда он попадает через отверстие 15 в стояк 7. Поэтому расплавленный металл покидает стояк в виде металлической пены. Кольцевая полость выполняет функцию газового ресивера. Вокруг распылительной камеры 8 расположена кольцевая полость 16, герметизированная от окружающего пространства аналогично верхней части стояка 7. В кольцевую полость 16 входит труба 17 для подачи газа под давлением, причем полость 16 выполняет функцию ресивера. Инертный газ, а именно аргон, можно вдувать под высоким давлением в распылительную камеру через отверстие 18. Емкость 2 снабжена клапаном 19 безопасности, препятствующим чрезмерному росту давления внутри емкости 2.

Трубы 11, 13 и 17 для подачи газа под давлением содержат клапаны 20 для регулирования давления газа, проходящего по этим трубам, причем это регулирование можно осуществлять независимо. Подача под давлением нереагирующего или инертного газа в распылительную камеру 8 обеспечивает распиливание или отделение частиц металлической пены с получением металлических капель все еще относительно большого объема, а иногда имеющих в небольшом количестве полости. Газ, подаваемый под давлением в камеру 6 распиливания, одновременно предназначен для продувания металлических капель через суживающийся канал 9 в камеру расширения, т.е. в пространство с низким давлением, а именно в герметичную сборную емкость 10. Одновременно образуется мелкодисперсный полностью отвердевший металлический порошок. За счет суживающейся формы канала происходит ускорение потока, состоящего из газа и металлических капель и истекающего из камеры 8 распиливания в сборную емкость 10. Такое ускорение может быть обеспечено за счет наружного кольцевого потока.

Большие ускоряющие усилия, вызванные ускорением в канале 9 и действующие на металлические капли, способствуют их разделению, тем самым полу10

15

20

25

635846

чается очень мелкий металлический порошок.

Кольцевые зазоры изолированы от внутренней части емкости 2 и окружающего пространства кольцевыми уплотнениями 21 и 22.

Для получения металлического порошка с помощью предлагаемого устройства сначала наполняют плавильный тигель 3 металлическим расплавом и помещают его на подъемную платформу 4 внутрь индукционной катушки 6, которая обеспечивает нахождение металла в плавильном тигле 3 в расплавленном состоянии. Затем емкость 2 герметизируют до наполнения аргоном через газоподающую трубу 11 и отверстие 12. Затем включают подъемное устройство для подъема платформы 4, при этом плавильный тигель 3, содержащий расплав, доходит до такого уровня, при котором стояк 7 углубляется в металлический расплав нижним концом. Это вызывает разрушение крышки. Давление газа внутри емкости 2, действующее на свободную поверхность расплава, заставляет его подниматься по стояку 7. В это время нереагиру30 ющий газ, например аргон, подводят в поднятый расплав по трубе 13 подвода газа, кольцевой зазор и отверстие 15 в верхнем конце стояка 7. При этом образуется металлическая пена.

Металлическая пена поступает в камеру 8 распиливания, в которую также вдувается газ под давлением через отверстие 18, обеспечивая распыление или разделение металлической пены на металлические капли. Газ, который вдувается в камеру 8 распиливания, также продувает металлические капли через суживающийся канал 9 в сборную емкость 10, образуя при этом мелкодс дисперсные окончательно затвердевшие металлические частицы. Все металлические капли, имеющие полости, кото- . рые могут образовываться в камере 8 распиливания, лопаются в канале 9

5о и превращаются в мелкораздробленные металлические частицы под действием перепада давления на поверхности металлической капли и внутри ее полости. Сборная емкость 10 является герметичной относительно окружающего пространства.

Изобретение обеспечивает при дав-| лении вводимого аргона 4-7 бар и его расход 150-200 нмэ /ч выход порошка

35

40

55

80 кг/мин с размером частиц 60- 80 мкм.

Формула изобретения

с целью снижения расхода энергии и получения тонкого металлического по- рошка, расплав в стояке смешивают с инертным газом до образования металлической пены, а после распыления металлической пены на капли сжатым инертным газом, осуществляют повтор- ное распыление капель расплава при Продувании их через суживающийся ка- Чал в камеру расширения.

7.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что емкость имеет кран для сброса давления.