Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов

Авторы патента:

B23H9/00 - Обработка специальных металлических объектов или для получения специального эффекта или результата на металлических объектах (термообработка тлеющим разрядом C21D 1/38)

B22F9/14 - с применением электрического заряда

Владельцы патента RU 2614860:

Открытое акционерное общество "Научно-инженерный центр плазмохимических технологий" (RU)

Изобретение относится к области порошковой металлургии и катализаторной промышленности и может быть использовано для получения мелкодисперсных порошков электропроводных металлов методом электроэрозионного диспергирования. Устройство содержит сосуд из диэлектрического материала с крышкой и отверстием в нижней части для подвода рабочей жидкости с размещенным внутри сосуда дополнительным сетчатым днищем, а также электроды цилиндрической формы, которые подведены внутрь сосуда, подключены к генератору электрических импульсов и выполнены с возможностью совершать вращательно-поступательное движение в направлении внутреннего объема сосуда. Сетчатое днище выполнено c цилиндрической поверхностью и размещено вблизи электродов, не препятствуя их перемещению. Технический результат – повышение надежности работы устройства. 2 ил.

Мелкодисперсные порошки металлов представляют собой новый класс перспективных материалов, находящих применение в различных областях промышленности, в связи с чем требования к дисперсности получаемых порошков очень высоки, а для удовлетворения потребностей в этих материалах установки для их получения должны обладать высокой производительностью. Метод электроэрозионного диспергирования способен обеспечить получение конечного продукта высокого качества.

Известно «Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов» в соответствии с авторским свидетельством №1217581 (опубл. 15.03.1986 г., МПК⁴ B22F 9/14). Устройство содержит сосуд с патрубками для загрузки исходного материала и выгрузки полученного продукта, а также патрубком для подачи рабочей жидкости снизу, в нижней части сосуда горизонтально размещены перфорированные электроды, внутри сосуда между сопрягающимися поверхностями электродов вертикально размещена диэлектрическая перегородка. Образующийся уплотненный слой гранул защищает электроды от износа, но при этом способствует увеличению электрического сопротивления слоя, что приводит к потерям электроэнергии и снижает КПД процесса в целом. Кроме того, наличие уплотненного слоя затрудняет вывод продуктов эрозии потоком рабочей жидкости, что приводит к остановке процесса и последующей разборке установки.

Известно устройство для электроэрозионного диспергирования металлов в соответствии с патентом РФ №2255837 (опубл. 10.07.2005 г., МПК⁴ B22F 9/14). Устройство содержит диэлектрический сосуд с отверстием в нижней части для подачи в него рабочей жидкости, дополнительное днище из диэлектрического материала с отверстиями, пластинчатые электроды параллельно подключенных к генератору электрических импульсов. Электроды снабжены подвижными диэлектрическими шторками, закрывающими электроды. Данное устройство не позволяет производить замену электродов без остановки процесса, что значительно снижает его производительность. Данное устройство принято в качестве ближайшего аналога.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение производительности, а также надежности работы устройства.

Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве для электроэрозионного диспергирования металлов, содержащем сосуд из диэлектрического материала с крышкой и отверстием в нижней части для подвода рабочей жидкости, размещенное внутри сосуда дополнительное сетчатое днище, электроды, подведенные внутрь сосуда и подключенные к генератору электрических импульсов, электроды имеют цилиндрическую форму и выполнены с возможностью вращательно-поступательного движения в направлении внутреннего объема сосуда, сетчатое днище выполнено в виде части цилиндрической поверхности и размещено вблизи поверхности электродов.

Периодическое вращение электродов разрушает образующиеся короткозамкнутые цепочки гранул, что обеспечивает непрерывную работу устройства, а также равномерное вырабатывание электродов по высоте сосуда. При этом замена электродов осуществляется простой стыковкой новых электродов в торец старых без остановки процесса или с кратковременной остановкой без нарушения герметизации сосуда. Выполнение сетчатого днища в виде части цилиндрической поверхности позволило ликвидировать застойные зоны в углах реактора, где периодически происходило «сваривание» гранул, приводящее к короткому замыканию. Размещение сетчатого днища вблизи поверхности электродов обеспечивает равномерное поступление рабочей жидкости к гранулам, не препятствуя при этом свободному вращательно-поступательному перемещению электродов.

На чертежах схематически показаны следующие виды устройства:

Фиг. 1 - фронтальный разрез;

Фиг. 2 - боковой вид с разрезом.

Устройство состоит из сосуда 1, выполненного из диэлектрического материала (например, текстолит или органическое стекло), сетчатого днища 2, выполненного из того же материала, что и сосуд, патрубка 4 для подачи рабочей жидкости, крышки 7 сосуда с патрубками 5 вывода продуктов эрозии в виде суспензии и патрубка 6 для загрузки гранул. Два электрода 10, выполненные в виде круглых стержней, вводятся в сосуд с двух противоположных сторон через уплотнительные узлы 8. Подача импульсов производится через скользящие токоподводы 9. Тип привода для вращения и подачи электродов выбирается изготовителем. Торцы электродов 10 желательно оборудовать посадочным местом для стыковки с приводом и для точной подстыковки новых электродов.

Устройство работает следующим образом. Исходные гранулы металла через патрубок 6 попадают в межэлектродное пространство 3. От генератора импульсного напряжения (не показан) импульсы напряжения подаются на электроды 10. Через патрубок 4 подается рабочая жидкость. В процессе электроэрозионного диспергирования происходит образование суспензии за счет разрушения гранул и электродов (на долю электродов приходится от 6% до 10% вклада в получаемый продукт). Электроды 10 могут быть изготовлены из того же материала, что и гранулы, в случае, если материалы разные, то полученный продукт будет иметь примесь материала электродов. По мере срабатывания электродов проводится поворачивание их вокруг своей оси с некоторым поступательным продвижением. При этом выдерживается примерно одинаковое межэлектродное расстояние за все время работы, что положительно сказывается на стабильности процесса, а следовательно, на производительности, нет образования короткозамкнутых цепочек, также снижающих производительность и КПД процесса в целом. Наличие скругленного днища позволило ликвидировать застойные зоны в углах реактора, где периодически происходило «сваривание» гранул, приводящее к короткому замыканию и, соответственно, к остановке работы устройства.

Заявленное устройство обладает высокой производительностью и надежностью, при этом обеспечивая получение порошков высокого качества.

Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов, содержащее сосуд из диэлектрического материала с крышкой и отверстием в нижней части для подвода рабочей жидкости, размещенное внутри сосуда дополнительное сетчатое днище, электроды, подведенные внутрь сосуда и подключенные к генератору электрических импульсов, отличающееся тем, что электроды имеют цилиндрическую форму и выполнены с возможностью вращательно-поступательного движения в направлении внутреннего объема сосуда, а сетчатое днище выполнено с цилиндрической поверхностью и размещено вблизи электродов, не препятствуя их перемещению.

Изобретение может быть использовано для упрочнения рабочих поверхностей почвообрабатывающих орудий сельскохозяйственных машин, эксплуатирующихся в условиях абразивного изнашивания.

Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы // 2602590

Изобретение относится к электроабразивному шлифованию внутренних поверхностей отверстия сложной формы в детали. В способе электроабразивное шлифование осуществляют в три этапа.

Способ получения микропористого слоя на поверхности изделий из титана или его сплава // 2600294

Изобретение относится к получению пористых структур на поверхности изделий из титана или его сплава и может быть использовано при изготовлении эндопротезов и зубных имплантатов на титановой основе, для подготовки поверхности титановых имплантатов под нанесение биосовместимых покрытий, а также для получения носителей катализаторов и композитных материалов.

Система и способ резания металлов // 2599589

Изобретение относится к области электрохимической обработки и может быть использовано в электролитических режущих инструментах. Устройство содержит источник питания, первый катод, расположенный с возможностью образования первого зазора между ним и первой стороной заготовки для протекания электролита, второй катод, расположенный с возможностью образования второго зазора между ним и второй стороной заготовки для протекания электролита.

Способ нанесения износостойкого композиционного покрытия на изнашиваемые поверхности стальных изделий // 2598738

Изобретение относится к обработке изнашиваемых поверхностей стальных изделий. В способе изнашиваемую поверхность изделия покрывают слоем индия методом электроэрозионного легирования при энергии импульса Wp=0,01-0,03 Дж, после чего на покрытую индием поверхность методом электроэрозионного легирования наносят износостойкий композитный материал при энергии импульса Wp=0,35-0,42 Дж, при этом используют электрод, предварительно изготовленный из износостойкого композитного материала следующего состава: >10-30 вес.

Способ обработки вкладышей подшипников скольжения // 2598737

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию вкладышей подшипников скольжения.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2586936

Изобретение относится к области машиностроения. В способе вначале при электроэрозионной обработке заготовки формируют требуемый профиль зубчатого колеса, а после путем его электрохимической обработки обеспечивают требуемые параметры поверхности.

Электродный блок для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки // 2586365

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин.

Установка для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки // 2578895

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин.

Установка для электрохимической обработки отверстий в крупногабаритных деталях // 2574161

Изобретение относится к электрохимической обработке отверстий. Установка содержит камеру, внутри которой установлена стойка с держателем для крепления электрода в зажимном устройстве с возможностью линейного перемещения электрода по горизонтальной оси, корпус, стол для закрепления детали и источник питания.

Способ получения заготовок вольфрамо-титанового твердого сплава // 2613240

Изобретение относится к получению заготовок вольфрамо-титанового твердого сплава. Способ включает горячее прессование порошка в вакууме с пропусканием высокоамперного тока через пресс-форму и прессуемый порошок при температуре 1320°С в течение 3 минут.

Способ получения алюминиевого нанопорошка // 2612117

Изобретение относится к получению алюминиевого нанопорошка из отходов электротехнической алюминиевой проволоки, содержащих не менее 99,5 % алюминия. Ведут электроэрозионное диспергирование отходов в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 95 - 105 Гц, напряжении на электродах 90 - 10 В и емкости конденсаторов 65 мкФ с последующим центрифугированием раствора для отделения крупноразмерных частиц от нанопорошка.

Способ получения порошка квазикристаллического сплава al-cu-fe // 2611253

Изобретение относится к получению порошка квазикристаллического сплава Al-Cu-Fe. Порошки металлов шихтуют в соотношении, соответствующем области существования квазикристаллической фазы сплава системы Al-Cu-Fe.

Низковольтный импульсный электродуговой способ получения металлического нанопорошка в жидкой среде // 2604283

Изобретение относится низковольтному импульсному электродугововому получению металлического нанопорошка в жидкой среде. Способ включает установку двух электродов в емкости с жидкой средой, подачу на электроды импульсного напряжения с образованием плазмы в жидкой среде и формированием наночастиц из материала электродов, выпадение наночастиц порошка в осадок.

Способ получения медного порошка из отходов // 2599476

Изобретение относится к получению медного порошка из отходов электротехнической медной проволоки. Отходы, содержащие не менее 99,5% меди, подвергают электроэрозионному диспергированию в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 28-100 Гц, напряжении на электродах 150-220 В и емкости разрядных конденсаторов 25,5-55,5 мкФ.

Способ получения нанопорошка меди из отходов // 2597445

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения нанопорошка меди из отходов электротехнической медной проволоки, содержащих не менее 99,5% меди, включает их электроэрозионное диспергирование в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 100-120 Гц, напряжении на электродах 200-220 В и емкости разрядных конденсаторов 25,5-35,5 мкФ, с последующим центрифугированием раствора для отделения наноразмерных частиц от крупноразмерных.

Способ получения стальных порошков электроэррозионным диспергированием отходов шарикоподшипниковой стали в воде // 2597443

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения стального порошка из отходов шарикоподшипниковой стали включает их электроэрозионное диспергирование в дистиллированной воде при напряжении на 90-110 В, емкости разрядных конденсаторов 60-75 мкФ и частоте следования импульсов 95-105 Гц.

Способ синтеза порошка суперпарамагнитных наночастиц fe2o3 // 2597093

Изобретение может быть использовано при получении контрастирующих веществ в магниторезонансной диагностике, суспензий для магнитной сепарации белков и фрагментов молекул ДНК и РНК, для адресной доставки лекарственных средств.

Способ диспергирования материалов сложного состава // 2591469

Изобретение относится к области измельчения различных материалов сложного состава, в частности диспергирования сложных неорганических соединений. Материал размалывают в атмосфере заданного состава.

Способ получения металлического нанопорошка из отходов быстрорежущей стали в керосине // 2590045

Изобретение относится к получению порошков. Отходы быстрорежущей вольфрамсодержащей стали Р6М5 подвергают электроэрозионному диспергированию в реакторе в среде диэлектрической жидкости посредством искровых разрядов между указанными отходами и электродами, состоящими из того же материала.

Способ получения карбидов элементов и композиций элемент-углерод // 2616058

Изобретение относится к порошковой металлургии. Описан способ получения нанопорошков систем металл-углерод, состоящих из карбидов металлов и композиций металл-углерод, из хлоридных и оксидных соединений металлов и углеводородов в термической плазме электрических разрядов, в котором процесс проводится в плазме смеси насыщенных углеводородов с кислородом при атомном соотношении элементов в смеси - углерода (С плазм) и кислорода (О плазм), отвечающем условию С плазм / О плазм = 1. Технический результат: разработан способ формирования нанопорошков систем металл-углерод, позволяющий снизить затраты энергии на генерацию потока термической плазмы. 2 табл., 4 пр.