Устройство для получения сферических порошков металлов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для производства порошков методом распыления расплавов, и может быть использовано для получения порошков различных металлов. Устройство для получения сферических порошков металлов содержит плавильную камеру, распылитель жидкого металла, камеру распыления и порошковый приемник. Плавильная камера выполнена в виде цилиндрического тигля с индукционным нагревателем. Распылитель жидкого металла выполнен в виде пневматической вихревой эжекционной форсунки, содержащей на выходе первичного аэрозоля подвижный отбойник. Камера распыления представляет собой цилиндрическую колонну, выполненную с возможностью изменения ее высоты. Вокруг колонны установлен индукционный нагреватель с возможностью перемещения относительно положения распылителя вдоль колонны. Порошковый приемник выполнен в виде импактора. Обеспечивается получение мелкодисперсных (0,5-100 мкм) сферических порошков металлов заданного гранулометрического состава. 1 ил.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для производства порошков методом распыления расплавов, и может быть использовано для получения порошков различных металлов.

Известно устройство для получения металлических порошков по патенту РФ № 2183534 (МПК B22F 9/08, 2000123252/02 от 07.09.2000), содержащее тигель, распылительную форсунку, камеру распыления, с каналами охлаждения, дополнительной форсункой, металлоприемник, трубопровод подвода расплава, разделительную колонну, сита, центрифуги для отделения порошка от жидкости и другие узлы.

Известна установка для распыления жидких металлов по патенту РФ № 133445 (МПК B22F 9/00, заявка 2013106303/02 от 13.02.2013), содержащая многовитковый индуктор, форсунку, снабженную двумя каналами подвода рабочего газа, бункер, рукавный фильтр, циркуляционный вентилятор, охладитель, канал подвода рабочего газа.

Недостатками известных конструкций являются невозможность получения порошков сферической формы и необходимость последующего сепарирования порошка.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения мелкодисперсных металлических порошков из сплавов на основе тугоплавких металлов по патенту РФ № 2680322 (МПК B22F 9/06, B22F 9/08, заявка 2018110150 от 22.03.2018), содержащий плавильную камеру с индуктором, камеру распыления с форсункой, бункеры для порошка и вентилятор. Согласно способу получение гранул мелкодисперсного металлического порошка сферической формы осуществляется путем нагрева заготовки в индукторе плавильной камеры, распыления расплавленного металла потоком инертного газа через форсунку в камере распыления и сбор в системе сбора порошка при заданных оптимальных параметрах.

Недостатками изобретения, взятого за ближайший аналог, являются наличие полученных опытным путем оптимальных параметров работы устройства, что не может обеспечить получение мелкодисперсных порошков сферической формы для металлов различной температуры плавления, отсутствие данных о степени дисперсности получаемых порошков и невозможность регулирования гранулометрического состава порошка.

Технической задачей настоящего изобретения является получение мелкодисперсных сферических порошков металлов заданного гранулометрического состава.

Поставленная задача решена тем, что устройство для получения сферических порошков металлов содержит плавильную камеру, распылитель жидкого металла, камеру распыления и порошковый приемник, причем плавильная камера выполнена в виде цилиндрического тигля с индукционным нагревателем, распылитель жидкого металла выполнен в виде пневматической вихревой эжекционной форсунки, содержащей на выходе первичного аэрозоля подвижный отбойник, а камера распыления представляет собой цилиндрическую колонну, выполненную с возможностью изменения ее высоты, при этом, вокруг колонны установлен индукционный нагреватель, выполненный с возможностью перемещения относительно положения распылителя вдоль колонны, а порошковый приемник выполнен в виде импактора.

Изобретение иллюстрируется рисунком

Фиг. 1 – схема установки для получения сферических порошков металлов.

Предлагаемая установка для получения сферических порошков металлов состоит из цилиндрического тигля 1 с индукционным нагревателем 2, распылителя 3 с подвижным отбойником 4, цилиндрическую колонну 5 с индукционным нагревателем 6 и порошковый приемник 7.

Плавильная камера, выполненная в виде цилиндрического тигля с индукционным нагревателем, позволяет осуществлять плавление и хранение расплавленного металла, при этом, за счет использования индукционного нагревателя, температура может изменяться для плавления различных материалов.

Распылитель жидкого металла, выполненный в виде пневматической вихревой эжекционной форсунки, позволяет одновременно распылять и эжектировать жидкий металл из плавильной камеры за счет разряжения, создаваемого при течении пневматического закрученного потока.

Установленный на выходе первичного аэрозоля из распылителя отбойник необходим для увеличения степени дробления жидкого металла за счет ударно-динамического воздействия распыленных частиц жидкого металла с преградой, причем, для регулирования степени дробления, отбойник выполнен подвижным и путем регулирования расстояния от выхода первичного аэрозоля до отбойника обеспечивается получение частиц в диапазоне 0,5...100 мкм.

Цилиндрическая колонна, выполненная с возможностью изменения ее высоты, необходима для обеспечения регулирования гранулометрического состава получаемых порошков за счет гравитационного отсева частиц.

Индукционный нагреватель, расположенный вокруг камеры распыления, выполненный с возможностью перемещения относительно положения распылителя вдоль колонны, обеспечивает получение металлического порошка сферической формы путем поддержания температуры распыленных частиц жидкого металла после окончательного диспергирования с учетом времени, необходимого для сферизации жидкого металла за счет собственного поверхностного натяжения.

Порошковый приемник, выполненный в виде импактора, позволяет отдельно получать металлические порошки с различным гранулометрическим составом без дальнейшего просеивания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В цилиндрический тигель 1 плавильной камеры загружается металл в твердом виде, за счет нагрева металла индукционным нагревателем 2 происходит его плавление. После набора заданной температуры, жидкий металл поступает в распылитель 3 за счет его эжектирования при подаче в распылитель 3 сжатого газа и распыляется в виде газового аэрозоля с частицами жидкого металла, а затем поток полученного аэрозоля направляется в отбойник 4, где за счет ударно-динамического действия происходит дополнительное дробление частиц жидкого металла в составе аэрозоля, при этом получаемая дисперсность будет зависеть от расстояния до отбойника. Полученный аэрозоль, двигаясь в направлении выхода газа вверх цилиндрической колонны 5 с установленной высотой, соответствующей требуемым параметрам максимальной дисперсности получаемого металлического порошка, попадает в зону нагрева индукционным нагревателем 6, при этом частицы жидкого металла приобретают сферическую форму за счет собственного поверхностного натяжения. После прохождения зоны нагрева индукционным нагревателем 6 в цилиндрической колонне 5 частицы металла кристаллизуются, часть полученных частиц за счет гравитации возвращаются в плавильную камеру, а остальные направляются вместе с потоком газа в порошковый приемник 7, где происходит отсеивание различного по гранулометрическому составу порошка металла за счет использования импактора, когда более мелкие частицы проходят большие расстояния с потоком газа.

Изобретение в совокупности признаков позволяет получать мелкодисперсные (0,5-100 мкм) сферические порошки металлов заданного гранулометрического состава.

Устройство для получения сферических порошков металлов, содержащее плавильную камеру, распылитель жидкого металла, камеру распыления и порошковый приемник, отличающееся тем, что плавильная камера выполнена в виде цилиндрического тигля с индукционным нагревателем, распылитель жидкого металла выполнен в виде пневматической вихревой эжекционной форсунки, содержащей на выходе первичного аэрозоля подвижный отбойник, а камера распыления представляет собой цилиндрическую колонну, выполненную с возможностью изменения ее высоты, при этом вокруг колонны установлен индукционный нагреватель с возможностью перемещения относительно положения распылителя вдоль колонны, а порошковый приемник выполнен в виде импактора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения металлопорошковых композиций из металлов и сплавов с температурой плавления до 2000°С. Устройство содержит камеру загрузки заготовки, камеру плавления, колонну распыления, соединенную в нижней части с бункером для приема порошка, индуктор для нагрева заготовки, распыляющую форсунку, циклон для отделения мелкой фракции порошка, высокочастотный отсасывающий вентилятор для отсоса отработанного газа, систему подачи газа, систему охлаждения всех частей устройства и систему вакуумирования, соединенную с камерой загрузки, камерой плавления и колонной распыления.

Изобретение относится к металлургии, к области производства сферических порошков из металлов и сплавов, предназначенных для дальнейшей переработки методами аддитивных технологий или горячего изостатического прессования в готовые изделия. Центробежный струйно-плазменный способ получения порошков металлов и сплавов включает плавление вращающейся цилиндрической заготовки плазменным потоком от плазмотрона, причем плазменный поток в виде радиальных струй, сформированных за счет приближения плазмотрона к заготовке, разгоняют до скорости, при которой сила их динамического давления, действующая на расплав по периметру торца заготовки, становится соизмеримой с центробежной силой, а формирование частиц требуемого размера обеспечивают варьированием соотношения этих сил за счет изменения частоты вращения заготовки и геометрии кольцевого сопла соответственно.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу и технологии получения заготовок и деталей из сплавов на основе алюминия, в том числе с использованием технологий селективного лазерного сплавления. Способ получения порошка из сплава на основе алюминия включает получение расплава сплава на основе алюминия и его распыление.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению мелкодисперсных металлических порошков. Способ включает подачу стального расплава в вакуумную камеру в режиме кавитации с образованием пенной структуры, при этом обеспечивают охлаждение дна вакуумной камеры, подачу стального расплава осуществляют через входное отверстие диаметром Dвх.=(4-10) мм, высоту вакуумной камеры выбирают из условия обеспечения высоты падения стального расплава внутри вакуумной камеры, составляющей не менее 150хDвх., степень раскисленности стального расплава составляет не более 100 г алюминия на тонну стального расплава.

Изобретение относится к устройствам для получения структурно-градиентных порошковых материалов методом испарения - конденсации материала в высокочастотной индукционной плазме. Изготовление структурно-градиентных порошковых материалов выполняют с использованием устройства, включающего высокочастотный индукционный плазматрон, выход которого соединен с реакционной камерой, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в плазмотроне зондом с устройством подачи для ввода в начальную часть плазменного факела присадочного материала в виде порошка металла микронного или субмикронного размера, аэрозоля раствора солей металла или присадочного материала в газообразном состоянии, а подача порошка металла для формирования ядра структурно-градиентного материала осуществляется либо через зонд подачи присадочного материала, либо с помощью не менее двух сопел с изменяемым углом ориентации относительно оси реакционной камеры для направленной подачи порошка в конечную по ходу течения плазмы часть плазменного факела.

Изобретение относится к получению содержащих карбид титана титановых микросфер. Проводят обработку поверхности титановой заготовки лазерным излучением.

Изобретение относится к керамической технологии и порошковой металлургии и предназначено для получения высокодисперсных гетерофазных порошковых композиций, которые могут быть использованы для производства керамических бронеэлементов, материалов, работающих в условиях абразивного износа, изделий, применяемых в машиностроении, в энергетических и химических технологиях, в аэрокосмической технике.

Изобретение относится к получению мелкодисперсных металлических порошков из сплавов на основе тугоплавких металлов. Заготовку в виде стержня, состоящего из конусной и цилиндрической частей, устанавливают в камеру загрузки.
Изобретение может быть использовано в химической, металлургической и инструментальной отраслях промышленности при изготовлении износостойких сплавов, катализаторов. Порошок карбида получают в изотермических условиях в атмосфере инертного газа в ионном расплаве на основе галогенидов щелочных металлов, в который вводят соединение карбидообразующего элемента - его соль или комплексную соль, и порошок углерода.

Изобретение относится к технологии получения молибдата свинца (PbMoO4) в ионных расплавах, который может быть использован при изготовлении сцинтилляционных элементов, в лазерной технике, акустооптических модуляторах, дефлекторах, что обусловлено его высокими физическими и оптическими свойствами. В соответствии с уравнением реакции исходные компоненты, взятые в эквивалентных количествах, смешивают и тщательно перетирают в ступке, загружают в платиновый тигель и опускают в шахтную печь, температуру в которой поднимают постепенно до 550-600°C и выдерживают 1 час.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению электрода для производства порошковых материалов из титановых сплавов, которые могут использоваться для аддитивных и гранульных технологий. Для изготовления электрода используют отходы литейного производства титановых сплавов, предварительно отсортированные по требуемому химическому составу, которые очищают от литой корки в дробеструйной камере и обрабатывают в галтовочном аппарате в течение 30 мин для очистки от окисных загрязнений. Затем осуществляют выплавку в вакуумной гарнисажной печи и разливку в изложницы с формированием электрода. Обеспечивается получение порошков сферической формы с размером частиц, соответствующим требованиям аддитивных и гранульных технологий, и низким содержанием кислорода, водорода и азота, экологическая чистота производства и высокая производительность.
Наркология
Наверх