Установка для гидродинамического распыления легкоплавких расплавов

Установка для гидродинамического распыления легкоплавких расплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к установкам для производства порошка путем распыления жидкого металла. Цель изобретения - повышение производительности установки и улучшение условий ее эксплуатации. После загрузки металла в плавильный агрегат 21 подают охлаждение в полость 26 и нагревают плавильный агрегат до температуры, превышающей температуру плавления на 5...10°К. Расплавленный металл, вытекая, заполняет муфту 24, затвердевает в ней и создает герметичную пробку. Для подачи расплава в камеру распыления включают нагреватель металлопровода 22 и закрывают подачу охлаждающей жидкости в полость 26. Металлическая пробка расплавляется, и расплав из плавильного агрегата 21 по металлопроводу перетекает в тигель 2 для распыления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц 4 В 22 F 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и ЩЩ Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ fXHT СССР (21) 4353167/31-02 (22) 31. 12.87 (46) 30. 07. 89, Бюл. Ф 28 (72) Ш.M.Шейхалиев, В.В,Кузьмин, Н.Г.Жмуровская, А.А.Хахалов и И.В.Васильев (53) 621.762.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- . 1302546, кл. В 22 F 9/08, 1985.

Авторское свидетельство СССР

В 1388183, кл, В 22 F 9/08, 1986, „„SU„„1496929 A1

2 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО

РАСПЫЛЕНИЯ ЛЕГКОПЛАВКИХ РАСПЛАВОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к установкам для производства порошка путем распыления жидкого металла. Цель изобретения — повышение производительности установки и улучшение условий ее зксплуатации. После, загрузки металла в плавильный агрегат 21. подают охлаждение в полость 26 и на3 1496929 гревают плавильный агрегат до температуры, превышающей температуру плавления на 5...10 К. Расплавленный металл, вытекая, заполняет муфту 24, затвердевает в ней и создает герметичную пробку. Для подачи расплава в камеру распыления включают нагреватель металлопровода 22 и закрывают подачу охлаждающей жидкости в полость 26, Металлическая пробка расплавляется, и расплав из плавильного агрегата 21 по металлопроводу перетекает в тигель 2 для распыпения.

1 з,п, ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к уста" новкам для производства порошков легt коплавких металлов распылением расп- 15 лава, Целью изобретения является повышение производительности установки и облегчение условий ее эксплуатации.

На фиг.1 изображена установка, 20 разрез; на фиг.2 — конструкция уплотнения металлопровода с корпусом тигля, Установка включает герметичный корпус I, в котором размещен тигель 25

2 для расплава 3, снабженный нагревателем 4. В донной. части тигля 2 установлены одна или несколько распыпительных форсунок 5, соединяющих полость тигля 2 с распылительной камерой 6. Корпус 1 сверху закрыт съемной крьппкой 7. Боковая стенка 8 корпуса t снабжена водоохлаждаемой рубашкой 9 и соединена через теплоизолирующую прокладку 10 с донной 35 частью 11, снабженной нагревателем

12. К полостям корпуса 1 и камеры 6 подключены автономные трубопроводы пневмовакуумной системы 13. В полость тигля 2 через герметичное уп- 40 лотнение 14 в крышке 7 введен с возможностью осевого перемещения вертикальный полый (трубчатый) стержень

15, В перегородке 16 выполнено центральное отверстие 17 в промежуточную 45 камеру 18, В него введен стержень 15, имеющий в зоне отверстия 17 коническую поверхность 19. В нижней части камеры 6 закреплен съемный сборник

20 для порошка. Установка снабжена плавильным агрегатом 21, соединенным с тиглем 2,установки, обогреваемым металлопроводом 22 с нагревателем 23 и встроенной обогреваемой тем же нагревателем муфтой 24 из теплопроводного металла, внутри которой выполнена прямоугольная резьбовая канавка 25, и снаружи охлаждаемая полостью 26, Обогреваемый металлопровод 22 соединен с водоохлаждаемой боковой стенкой 8 корпуса 1 посредством герметичного теплоизолирующего уплотнения 27. Оно состоит из двух уплотнительных колец 28 и 29 трапецеидального сечения с меньшими основаниями по внутреннему диаметру и трех однотипных кольцевых прокладок 30 — 32, изготовленных из теплоизоляционного огнеупорного пластичного материала и проложенных между боковой стенкой

8,корпуса 1 и уплотнительными кольцами 28 и 29 и кольцевым выступом 33 металлопровода трапецеидального сечения с меньшим основанием по большему диаметру. Угол трапецеидального сечения при большем основании кольца 28, уплотняющего прокладку о

30, равен 90, а угол равнобедренной трапеции при большем основании в сечении уплотнительного кольца 31 больше того же угла трапеции выступа 33 металлопровода 22. Скрепление уплотнения между стенкой 8 корпуса 1 и фланцем 34 осуществляется шпильками

35 с теплоизолирующими прокладка-: ми 36, Установка работает следующим образом, Производят загрузку металла в плавильный агрегат 21, подают охлаждение в полость 26 и нагревают его до температуры, превьппающей температуру плавления металла на 5...10 К, Расплавленный металл, вытекая из печи, заполняет муфту 24, затвердевает в ней и создает герметичную пробку.

Затем при опущенном до упорастержне 15 производят вакуумирование внутренних объемов установки, подачу ! охлаждающей жидкости в стенку 8 корпуса 1 и нагрев нагревателей 4 и 12 тигля 2 и донной части 11 до рабочей температуры процесса распыления.

Далее включают нагреватель 23 металлопровода 22 и закрывают подачу охлаждающей жидкости в полость 26, Металлическая пробка расплавляется

5 14 и расплав из плавильного агрегата 21 по металлопроводу под гидростатичес,ким давлением перетекает в тигель 2, После заполнения тигля 2 расплавом включают подачу охлаждающей жидкости в полость 26, замораживают металл в муфте 24, и расход жидкого металла из плавильного агрегата 21 в тигель

2 прекращается. Камера распыления 6 заполняется инертным газом до давления, равного атмосферному, а полость корпуса 1 — до рабочего давления распыления, Затем приподнимают стержень 15 и открывают отверстие 17, Расплав 3 под напором поступает в форсунку 5, распыляется на капли, которые застывают в порошок и собираются в сборнике 20, После разливки всей порции расплава из тигля 2 и промежуточной камеры выпускают газ из кислорода .1 в буферную емкость (не показана) и после снижения давления до атмосферного выключают подачу охлаждающей жидкости в полость 26. Пробка металла в муфте 24 расплавляется, и поступает новая порция жидкого металла из плавильного агрегата 1 в тигель 2 установки, Далее весь цикл работы установки повторяется.

Пример. Установка для гидродинамического распыления олова выполнена с тиглем 2 полезной емкостью 6л, а внутренний объем корпуса 1 при этом составляет 24 л. Тигель 2, форсунка

5 и стержень 15 выполнены из коррозионностойкой стали Х18Н9Т. Стержень

15 изготовлен из трубки диаметроМ

12х2 мм, Один из концов трубки развальцован до конической формы с максимальным диаметром больше диаметра отверстия 17 в перегородке 16. Вокруг тигля 2 на тепло- и электроизолирующих бусинках установлен нагреватель 4 из нихромовой проволоки диаметром 2 мм. Обогреваемая донная часть 11 изготовлена из жаропрочной стали и снабжена нихромовьцк нагревателем 12 с диаметром проволоки

1,4 мм. Соединение донной части 11 с боковой водоохлаждаемой частью 8 осуществляется через прокладку 10 из асбеста, пропитанного тальком.

Плавильный агрегат 21 емкостью

160 кг по олову соединена с тиглем 2 металлопроводом 22, изготовленным из трубы нержавеющей стали диаметром

12х2. В среднюю часть металлопровода

96929 6

22 посредством резьбового соединения встроена муфта 24 из нержавеющей стали, Внутри муфты длиной 30 и диаметром 16 мм сделана резьбовая канавка прямоугольного сечения с шагом 5 мм и диаметром 8 мм, К корпусу муфты 24 плотно прикреплена пластинка из меди толщиной 10 мм и длиной 100 мм, внутри которой выполнена цилиндрическая полость 26 диаметром 6 мм для подачи охлаждающей воды. Металлопровод 22 скреплен с корпусом 1 герметичным уплотнением 27, в котором кольца,изготовлены из нержавеющей стали с трапецеидальным сечением с углом при большем основании 90 у кольца 28 и 60 у кольца 29.

Прокладки 30 — 32 изготовлены из

5 l0

2р листового асбеста толщиной 2 мм и пропитаны тальком, замешанным на жидком стекле, Кольцевое ребро 33 имеет трапецеидальное сечение с углом трао пеции при большем основании 45 и закреплено на металлопроводе 22 сварным соединением, Уплотнение 27 стягивается между стенками корпуса 1 и кольцевым выступом шестью шпильками диаметром 8 мм с усилием 60 Н на 1 см поверхности прокладки, Вокруг металлопровода и муфты на теплои электроизолирующих бусинках закреплен нагреватель, изготовленный из нихромовой проволоки диаметром 0,8 мм.

Вокруг нагревателя проложен листо35 вой асбест толщиной 1 мм в 2 слоя для теплоизоляции нагревателя, 1

При распылении олова и его сплавов исходный металл в слитках в количе40 стве 160 кг загружали в плавильный агрегат 21, герметизировали корпус 1 и камеру 6 установки, Подавали водяное охлаждение в полость. 28, расплавляли металл в печи и нагревали его

45 до 515 К. Затем проводили вакуумирование внутренних объемов установки до давления 1,33 Па. После этого нагревали до рабочей температуры нагреватели тигля 2, донной части 11

gp и металлопровода 22 и отключали охлаждение муфты 24. Пробка металла в муфте расплавлялась за 8...10 с, расплав перетекал нз печи 21 в тигель 2 и заполнял его, При заполнении тигля 2, что фиксировали уровнем металла в плавильном агрегате, включали охлаждение в полость 26, и жидкий металл застывал в муфте 24 sa

5...6 с. Затем подавали сжатый инерт1496929 ный газ в камеру распыления до давления 1013 10 Па, а в корпус 1 — до давления 0,8 MIla. Приподнимая стержень 15, открывали отверстие 19 и, подавая расплав 3 под напором к распылительным форсункам 5, распыляли его на капли. Капли, падая в камере распыления 6, застывали в порошок, который собирался в сборнике

20, После опорожнения тигля 2 снижали давление газа в корпусе 1 до

1013 ° 10 Па выпуском его в буферную емкость, выключали подачу водного охлаждения в полость муфты, расправляли пробку металла в муфте и заполняли тигель 2 новой порцией расплава.

Далее цикл распыления установки повторяется. Плавильный агрегат 21 пополняется металлом постоянно по мере необходимости, независимо от работы распылительной части.

На данной установке были получены порошки олова сплава ПОСУ-30/2 и

ПОСК-61, по качеству не уступающие порошкам, приготовленным на установке прототипа. Вместе с тем, предлагаемая установка имеет производительность почти в 3 раза выше, чем известная (260 и 810 кг). Облегчились условия эксплуатации предлагаемой установки, так как число трудоемких операций уменьшилось в сиену с 6 до

2. Кроме того, снизились затраты энергетических ресурсов при эксплуатации установки и появилась возможность осуществления управления установкой с помощью АСУТП.

Опыты подтвердили высокую надежность работы предложенной установки: за время испытаний не было отказов.

Формула изобретения

1. Установка для гидродинамического распыления легкоплавких расплавов, содержащая плавильный агрегат, металлоприемник, герметичный корпус, пневмовакуумную систему, распылительные форсунки, камеру распыления, л и ч а ю щ а .я с я тем, что, с целью повышения производительности установки и облегчения условий ее эксплуатации, плавильный агрегат соединен с металлоприемником посредством металлопровода с размещенной на нем запорной муфтой с нагревателем, при этом муфта выполнена с прямоугольной винтовой канавкой внутри и

25 охлаждающей полостью снаружи, и ввод металлопровода в корпус металлоприемника выполнен с теплоизоляционным уплотнением.

2, Установка по п.1, о т л и—

30 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения герметичности стенки корпуса с металлопроводом, герметичное теплоизолирующее уплотнение выполнено из металлических уплотнительных колец трапецеидального сечения, рас35;положенных между боковой стенкой кор-. пуса и кольцевым буртом металлопровода.

1496929

Составитель А.Ефремов

Редактор М.1(иткина Техред M.Õîäàíè÷ Корректор А.Обручар

Заказ 4372/15 Тираж 711 Подписное

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