Способ приготовления смеси порошков с комкующейся составляющей

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам приготовления смесей порошков, содержащих комкующую составляющую. Цель изобретения - повышение однородности. В смесь порошков с металлическими шарами дополнительно вводят цилиндрические спиральные пружины, внутренний диаметр которых в 2 - 3 раза больше диаметра шаров, а суммарная масса пружин составляет 0,9 - 1,1 от массы стальных шаров и 0,07 - 0,13 от массы порошков. Способ позволяет исключить комкование при наличии в смеси до 28 об.% комкующейся составляющей /сажа или аморфный бор/ при коэффициенте однородности смеси 2 - 3%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 22 Е 1/00 9/04 °

g(;"Г ;Ь 1 °, 1

".1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4478679/31-02 (22) 08.06.88 (46) 23.05.90. Бюл. Р 19 (71) Сибирский физико-технический. институт им. В.Л,Кузнецова при Томском г осударственном университете им, В,В.Куйбышева (72) В,А.Куликов, Л.С.Марцунова, А.Н.Табаченко и Т.В.Монасевич (53) 621.762.3(088.8) (56) Макаров 10.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. — М.: Naшиностроение, 1973, с. 102.

Либенсон Г,А., Панов В.С. Оборудование цехов порошковой металлур-гии. — М.: Металлургия, 1983, с. 98, (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ ПО РОШКОВ. С КОМКУЮЩЕЙСЯ СОСТАВЛЯОЩЕЙ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам приготовления смесей порошков, содержащих комкующуюся составляющую.

Целью изобретения является повышение однородности смеси.

Пример .1. В барабанный смеситель, имеющий рабочую емкость, равную .1200 см, загружают порошки титана, алюминия, карбида бора и аморфного бора в объемном соотношении

28:23:25:24 и суммарным весом 300 r.

Объем, занймаемый порОшками, составляет одну треть объема барабана. В с

1 порошковую смесь помещают стальные шары диаметром 5 мм и общим весом

30 г и спиральные стальные пружины общим весом 30 r с внутренним диаметром 15 мм, шагом навивки 2.мм и

„„Я0„„1565579 А1

2 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам приготовления смесей порошков, содержащих комкующуюся составляющую.

Цель изобретения — повьппение однородности, В смесь порошков с металлическими шарами дополнительно вводят цилиндрические спиральные пружины, внутренний диаметр которых в 2-3 раза больше диаметра шаров, а суммарная масса пружин составляет 0,9-1, 1 от массы стальных шаров и 0,07-0, 13 от массы порошков. Способ позволяет исключить комкование при наличии в смеси до 28 об,Х комкующейся составляющей (сажа или аморфный бор) при коэффициенте однородности смеси 2-37..

1 з.п. ф-лы, 4 табл. длиной 45 мм, изготовленные из рояльной проволоки. марки ст. 60 диаметром 0,5 мм. Барабан смесителя вращается вокруг собственной оси со скоростью 20 об/мин, После 5 ч смешивания производят анализ качества смеси. С этой целью отбирают 10 проб по 3 г и в каждой из них определяют содержание бора.

Коэффициент неоднородности смеси, выраженный в процентах, рассчитывают по формуле тр =, - (и- g (,1. 1)гу

)af где n — число Проб. заданная концентрация исследуемого компонента, О. — его концентрация в i-й пробе.

1565579

Пример ы 2-15, Технологические параметры способа аналогичны указанным в примере 1.

Пример 16, В барабанном смесителе, параметры которого приведены в примере 1, смешивают порошки титана, алюминия, карбида бора и аморфного бора в объемном соотношении

28:23:25:24 и с общим весом 300 г.

В порошковую смесь помещают стальные шары диаметром 15 мм, Режимы смешивания соответствуют известному способ-..

Полученные результаты и режимы смешивания по примерам 1-16 представлены в табл. 1.

Пример ы 17-20. Порошки Т1, С, Ni суммарным весом 300 r загружают в барабан смесителя. В барабан помещают стальные шары диаметром 5-7 мм с общим весом 30 r и спиральные стальные пружины диаметром 15 мм, длиной

45 мм и общим весом 30 г. После смешивания в течение 5, 10, 18 и 24 ч определяют коэффициент неоднородности смеси.

Пример ы 21 и 22. Параметры процесса аналогичны указанным в примере 20 с той разницей, что загружают пружины длиной 30 и 60 мм.

Пример ы 23 и 24. Параметры процесса аналогичны указанным в примере 20, кроме веса стальных пружин.

В примере 23 вес пружин составляет

21 г, в примере 24-39 r, Пример ы 25-27, Параметры процесса аналогичны указанным в примере 20, кроме длин пружин. В примере 25 длина пружин составляет 10 мм, в примере 26 15 мм, в примере 27

90 мм, Пример ы 28 и 29. Параметры процесса аналогичны указанным в примере 20, с той разницей* что в при 45 мере 28 общий вес пружин составляет

12 г, а в примере 29 78 г.

Пример 30. Параметры процесса аналогичны указанным в примере 24.

Отличие заключается в общем весе стальных пружин, который составляет

36 r, Пример 31. Смешивание порошков титана, углерода и никеля проводят в соответствии с известным спо55 собом.

Результаты испытаний и режимы смешивания по примерам 17-31 представлены в табл. 2.

Пример ы 32 и 33. Смешивают порошки титана, бора, карбида бора и алюминия в объемном соотношении

28. 24:25:23 соответственно.

Режимы смешивания и полученные результаты представлены в табл. 3.

Пример ы 34 и 35. Смешивают порошки титана, сажи и никеля в объемном соотношении 57:28:15 соответственно.

Полученные результаты и режимы смешивания представлены в табл. 4.

Из представленных результатов видно, что смешивание в течение 5 ч по предлагаемому способу обеспечивает получение смеси с коэффициентом неоднородности 6-7Х (табл. 1, пример I и табл. 2, пример 17). Через 10 ч коэффициент неоднородности уменьшается до 41 (табл. 1, пример 2 и табл . 2, пример 18), через 18 ч

2-З (табл ° 1, пример 3 и табл. 2, пример 19). Смешивание в течение 24 ч приводит к получению смеси с коэффициентом неоднородности 27. (табл. 1, пример 4 и табл. 2, пример 20).

Уменьшение длины пружин до 30 мм (табл. 1, пример 5 и табл. 2, пример 21) и увеличение до 60 мм (табл.1, пример 6 и табл. 2, пример 22) слабо влияют на качество смешивания. При общем весе пружин 21 г (77 от веса порошков) коэффициент неоднородности смеси составляет 37. (табл. 1, пример 7 и табл. 2, пример 23). Такой же коэффициент неоднородности смеси, ЗЖ получается при общем весе пружин

39 г (131 от веса порошков) (табл. 1, пример 8 и табл. 2, пример 24) .

Если длина пружин меньше их диаметра (табл. 1, пример 9 и табл. 2, пример 25) или равна диаметру (табл. 1, пример 10 и табл. 2, пример 26), то однородность смеси уменьшается.

Однородность смеси еще более уменьшается если общий вес пружин,мал (47 от веса порошков) (табл. 1, пример 11 и табл. 2, пример 28) или велик (табл . 1, пример 12 и табл. 2, пример 29). Кроме того, в этих случаях начинается комкование бора, Не удается предотвратить комкование и в том случае, если в порошковую смесь по- местить только спиральные стальные .пружины без шаров (табл. 1, пример 13) .

Результаты, предстагленные в табл. 3 и,4, свидетельствуют о том, 7 c) 10

20

35

Таблица1

При" Способ мер смешивания

Общий вес поОбщий вес шаров диаметром

5-7 мм, г

Спиральные сталь- Время ные пружины 15 мм смешиОсобенКоэффициент неоднородности смеси, % ности по лученной смеси порошков, г вания, ч

Длина Общий пружин, вес, г мм рошков

45

Предла- 300

r аемый

300

5 6

2

4

6

10 4

18 3

24 2

24 2,5

24 2

24 3.

28

33

5

15655 что однородная порошковая смесь обра1 зуется при использовании пружин, внутренний диаметр которых в 2-3 раза больше диаметра используемых шаров.

Предлагаемый способ позволяет получать однородную смесь порошков даже в том случае, когда комкующаяся составляющая сажа или порошок аморфного бора занимает злее четверти объема смеси. При дл не спиральных с стальных пружин менее двух диаметров однородность смеси ухудшается, если отношение длины пружин к их диаметру значительно больше четырех, то возможно сцепление пружин в один клуб .и применение пружин становится неэффективным. При использовании шаров с диаметром, превьппающим диаметр пружин, комочки смеси могут задерживаться внутри пружин, что приводит к снижению однородности получаемой смеси, а применение очень мелких шаров увеличивает стоимость смешивания, не повышая однородности смеси. В случае, когда общий вес шаров много меньше общего веса пружин, шары не обеспечивают эффективного встряхивания пружин и выталкивания из пружин комочков смеси, образующихся внутри пружин, а если много больше, то шары сами способствуют комкованию одной из составляющей смеси.

Если общий вес пружин составляет менее 0,07 от веса порошков, то их недостаточно для воздействия на весь объем порошковой смеси и смесь оста. ется неоднородной, а если он много больше 0,13 от веса порошков, то шарь» вызывают комкование.

Таким образом, благодаря эзаи; îдействии пружин и шаров появляется новьп» эффект, которьп» невозможно свести к сумме воздействий этих составляющих на порошок, так как при наличии в смеси комкующейся составляющей шары (без пружин) только усиливают ксмкование, а применение пру/ пп»н 1беэ шарон) не позволяет полностью исключить комкование. Предлагаемый способ позволяет получать качественную смесь порошков с коэффициентом неоднородности 2-3% да>.:,е в тех случаях, когда порошк" содержат до

24-28 об % комкующейся составляющей (например, сажи или аморфного бора).

Известный способ, применен»»ьп» для таких же порпшков, дает смеси с коэффициентом неоднородности, 18-20% и не может предотвратить комкование сажи или аморфного бога.

Ф о р м у и а и з о б р е т e H H ÿ

1; Ся,-рсоб приготовления смеси порошков с комкующейся составляющей, включающий смешивание порошков в присутствии размольных тел в виде стальны. шаров, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения однородности, в смесь вводят дополнительные размольные тела в виде цилиндрических спиральных пружин с внутренним диаметром, B 2-3 раза превышающим диаметр шаров.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю" шийся тем, что смешивание проводят при суммарном весе пружин 0,91,1 от веса стальных шаров и 0,07О, 13 от веса порошков, 1565579

Продолжение табл.1

Спиральные стальные пружины 15 мм

Способ смешивания

Коэффициент неоднородности смеси, Ж

ОсобенОбщий вес порошков, r

Время смешиности полученной смеси пования, ч

Длина Общий пружин, вес, г мм рошков

45 39.

10 30

15 30 .- 45 12

45 78

45 60

45 27

45 18

24 3

24 4

24 35

24 8

24 10

24 7

24 2,4

24 2,9

24 20

Комкование бора

Сильное комкование бора

Шары 5-7 мм с общим весом, r

Пример

Спиральные стальные пружины 15 мм

Вр емя Ко эффисмеши- циент вания, неодног родности смеси, %

Особенности полученной смеДлина Общий пружин, вес, г мм си порошков

i7 Предла- 300

rаемый l8 300

19 300

20 300

21 300

22 300

23 300 .24 300

25 300

26 300

27 300

30

Комкование

Комкова45 12

45 78

45 36

40 (15 мм)

300

24

24

24

24 комкование

9

11

12

13

14

f5

Иэвест- 300 ный

Способ Общий смеши- вес пования рошков, г

300

300

300

Иэвест- 300

Общий вес шаров диаметром

5-7 мм, r

300

-f 5

28

33

21

39

18

24

24

24

24

24

24

24

Таблица2

2

3

3.

4

12 ние сажи

18 Сильное

1565579

Таблица3

Общий вес поПример

Время смешиСпиральные стальные пружины вания, ч рошков, r

45/10

45/20

24

2

Таблица4

Время смешиОбщий вес по

Спиральные стальные пружины

Пример вания, ч рошков г

45/10

45/20

Составитель Д.Попов

Техред Л.Олийнык

Корректор В. Кабаций

Редактор И. Горная

Тираж 637

Подписное

Заказ 1183

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Способ смешивания

32 Предлагаемый 300

33 300

Способ смешивания

34 Предла- 300 гаемый

35 300

Шары 5-7:.,и с обп им в=-.сом, r

Шары 5-7 мм с общим весом, г

Длина пру- Общий жин/диаметр, вес, r мм/мм

Длина пру- Общий жин/диаметр, вес, мм/мм

30 24

30 24

Коэффициент неоднорсдности смеси, 7

Коэффициент неоднородности смеси, /