Способ получения сферических алюминиево-магниевых порошков

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, конкретно к области производства порошков алюминиево-магниевых сплавов методом распыления расплавов сжатым газом, практически не взаимодействующим с расплавленным алюминием. В предложенном способе сферические алюминиево-магниевые порошки получают распылением расплава сжатым газом, содержащим азот и кислород, в газовую азотно-кислородную среду, с последующим охлаждением, рассевом и смешиванием порошков в азотно-кислородной среде. Содержание кислорода в распыливающем газе и газовой среде в аппаратах для осаждения порошков, их рассева и смешивания поддерживается в пределах 0,4-1,5%, при этом во всех аппаратах поддерживают избыточное давление газа не менее 100 Па при температуре в пылеосадительных аппаратах не выше 140^oС, распыление ведут сжатым газом под давлением 1 - 3 МПа при расходе газа на форсунку в пределах 1-3 кг и на охлаждение факела в пределах 0,1-0,5 кг на 1 кг распыляемого металла, температуру расплава при распылении поддерживают в пределах 550-650^oС. Способ обеспечивает безопасность технологии и защиту порошков от возгорания. 2 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение относится к области порошковой металлургии, конкретно к области производства порошков алюминиево-магниевых сплавов методом распыления расплавов сжатым газом, практически не взаимодействующим с расплавленным алюминием.

Известен способ получения порошков алюминия и его сплавов распылением расплава сжатыми газами - воздухом (в основном, чистого алюминия) или азотом, содержащим до 11% кислорода (1). Этот способ в его чистом виде не может быть использован для получения Al-Mg порошков из-за опасности возгорания и взрыва порошкообразного сплава.

Известен также способ получения порошков магния и его сплавов распылением расплавов сжатыми газами, например, аргоном или гелием (2). Распыление Al-Mg расплавов аргоном или гелием является дорогостоящим процессом из-за высокой дефицитности и стоимости инертных газов.

Технической задачей изобретения является обеспечение безопасности диспергирования Al-Mg расплава и защита порошков от возгорания.

Решение технической задачи достигается тем, что определен комплекс строгих режимных параметров технологии, конкретно: в способе получения сферических алюминиево-магниевых порошков, включающем распыление алюминиево-магниевого расплава в газовую азотно-кислородную среду в пылеосадительную камеру через форсунку сжатым газом, содержащим азот и кислород, охлаждение и последующий рассев порошка в газовой азотно-кислородной среде, при этом в газовой азотно-кислородной среде на всех операциях поддерживают избыточное давление не менее 100 Па и содержание кислорода от 0,4 до 1,5%, а температуру в пылеосадительной камере поддерживают не выше 140^oС. Давление сжатого газа поддерживают в пределах от 1 до 3 МПа, расход газа на форсунку поддерживают в пределах 1-3 кг, а расход газа на охлаждение - в пределах от 0,1 до 0,5 кг на 1 кг распыляемого расплава.

Температуру алюминиево-магниевого расплава при распылении поддерживают в пределах 550-650^oС.

Распыление Al-Mg расплава азотом, содержащим кислород в пределах 0,4-1,5%, обеспечивает безопасность этого процесса (верхний предел содержания кислорода) и устраняет пожароопасность получаемого порошка при разгрузке (обеспечивает нижний предел содержания кислорода 0,4%) вследствие образования на частицах порошков защитных оксидных покрытий.

Поддержание в осадительных рассеивающих, классифицирующих и смесительных аппаратов более высокого нижнего предела содержания кислорода 1,0% еще более повышает защиту порошков от возгорания.

Регламентируемый температурный режим для расплава (600±50^oС) повышает безопасность его диспергирования и снижает опасность возгорания частиц. Аналогичную роль выполняет ограничение температуры в пылеосадителе - не более 140^oС.

Повышенный расход газа на охлаждение факела обеспечивает повышенную скорость охлаждения распыленного порошка.

Поддержание положительного давления во всей системе является обязательным условием безопасной работы всей системы в целом.

Проведенные промышленные испытания с получением более 20 т товарного сферического алюминиево-магниевого порошка крупностью менее 50 мкм подтвердили эффективность заявляемого способа производства сферического алюминиево-магниевого порошка.

Использованные источники 1. Производство и применение алюминиевых порошков и пудр. М.: Металлургия, 1980, 60 с.

2. Патенты США 3293333, 3293334, 1962, Рейнольдс металз Компани; Источник: Ярмолович А.К. и др. Получение и применение магниевых порошков и гранул. Серия: Производство легких металлов в электронной продукции. Выпуск 2. Обзорная информация. ЦНИИ экон. и инфор. М., 1980, с. 11-12.

Формула изобретения

1. Способ получения сферических алюминиево-магниевых порошков, включающий распыление алюминиево-магниевого расплава в газовую азотно-кислородную среду в пылеосадительную камеру через форсунку сжатым газом, содержащим азот и кислород, охлаждение и последующий рассев порошка в газовой азотно-кислородной среде, отличающийся тем, что после рассева осуществляют смешение порошка в газовой азотно-кислородной среде, при этом в газовой азотно-кислородной среде на всех операциях поддерживают избыточное давление не менее 100 Па и содержание кислорода 0,4-1,5%, а температуру в пылеосадительной камере поддерживают не выше 140^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление сжатого газа поддерживают в пределах 1-3 МПа, расход газа на форсунку поддерживают в пределах 1-3 кг, а расход газа на охлаждение - в пределах 0,1-0,5 кг на 1 кг распыляемого расплава.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что температуру алюминиево-магниевого расплава при распылении поддерживают в пределах 550-650^oС.