Способ получения металлических порошков

Способ получения металлических порошков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к способам получения металлических порошков, преимущественноультрадисперсных Цель - повышение дисперсности полученных порошков и улучшение однородности их фракционного состава. Электрод-заготовку 1 с помощью механизма подачи размещают на расстоянии 10 - 30 мкм от вращающегося металлического дискового электрода 2 На электрод-заготовку 1 и электрод 2 подают напряжение 10 - 28 Б и поджигают короткую дугу. Одновременно с этим в межэлектродный зазор подают два встречных потока частиц диспергированной охлаждающей жидкости (подачу осуществляют с помощью форсунок) Под действием короткой дуги с поверхности электрода-заготовки 1 происходит непрерывное локальное взрывное испарение металла с одновременным перемешиванием компонентов , составляющих заготовку. Полученный порошок представляет собой фракцию 20- 100 А, вто время как при использовании известного способа образуется полидисперсный порошок Таким образом, применение данного способа позволяет повысить дисперсность и однородность фракционного состава полученных порошков 2 ил., 3 табл. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 22 F 9/02, 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((с Ы

1 О (СО

IW Ы (21) 4466186/02 (22) 27,07,88 (46) 07.04.91. Бюл. ¹ 13 (71) Институт металлофизики АН УССР (72) В.Г.Трубачев, К.В.Чуистов, В.Н,Горшков, А.Е.Перекос, В.С.Лукьянов и Л.П.Микердичан (53) 621.762.224 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 119781, кл. В 22 F 9/14, 1949, Олесов Ю.Г. и др. Производство и применение порошка титана. — Киев: Техника, 1971, с, 39, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к способам получения металлических порошков, преимущественно ультрадисперсных.

Цель — повышение дисперсности полученных порошков и улучшение однородности их фракционного состава. Электрод-заго Ы 1639892 А1 товку 1 с помощью механизма подачи размещают на расстоянии 10 — 30 мкм от вращающегося металлического дискового электрода 2. На электрод-заготовку 1 и электрод 2 подают напряжение 10 — 28 В и поджигают короткую дугу. Одновременно с этим в межэлектродный зазор подают два встречных потока частиц диспергированной охлаждающей жидкости (подачу осуществляют с помощью форсунок). Под действием короткой дуги с поверхности электрода-заготовки 1 происходит непрерывное локальное взрывное испарение металла с одновременным перемешиванием компонентов, составляющих заготовку. Полученный порошок представляет собой фракцию

20 — 100 А, в то время как при использовании известного способа образуется полидисперсный порошок. Таким образом, применение данного способа позволяет повысить дисперсность и однородность фракционного состава полученных порошков. 2 ил., 3 табл.

1639892

30 готовку 1..40

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения металлических порошков, преимущественно ультрадисперсных, Цель изобретения — повышение дисперсности полученных порошков и увеличение однородности их фракционного состава.

На фиг.1 представлена схема установки для осушествления способа; на фиг.2 — то же, вид сверху. . Установка содержит электрод-заготовку 1, вращающийся электрод 2, форсунку 3 для распыления охлаждающей жидкости и источник 4 питания.

Способ осуществляют следующим образом.

Электрод-заготовку 1, полученную, например, прессаванием механической смеси парашKoB меди и циркония с помощью механизма подачи (не показан) размещают на расстоянии 10 — 30 мкм от вращающегося металлического дискового электрода 2, На электроды 1 и 2 подают постоянное напряжение 10 — 28 В. В межэлектродном зазоре возбу>кдается короткая дуга. Постоянство межэлектродного проме>кутка обеспечивается синхронизацией скорости подачи электрода 1 при его плавлении короткой дугой.

Одновременно в межэлектродный зазор подают два встречных потока частиц дисперсной жидкости, получаемых с помощью авиационных топливных форсунок.

Под действием короткой дуги с поверхнасти комбинированного электрода-заготовки 1 происходит непрерывное локальное взрывное испарение металла с одновременным перемешиванием компонентов, образующих комбинированный электрод-заПолучают порошки различных металлов и сплавов: никеля (табл.1.1), сплава медь— цирконий (табл.1.2), сплава никель — цирконий (табл,1,3).

Для каждого металла и/или сплава изменяют состав жидкости, подаваемой в дисперсном виде в зону горения короткой дуги; это вода (опыты 1 — 13), полиметилсилоксановая жидкость(опыты 14 — 18), этанол (опыты 12 — 23), Опыты проводили при различных режимах: изменяли межэлектродный зазор (опыты 2, 6 и 9), напряжение между электродами (опыты 1 — 5), дисперсность частиц жидкости подаваемого потока (опыты 2, f0 — 13), а также состав жидкости, диспергированные частицы которой подавались в межэлектродный зазор, Размеры частиц определяли по уширению рентгеновских линий на дифрактограммах (дифрактометр ДРОН-2), а также на электронном микроскопе ЭВМ 100 АК.

Полученные данные приведены в табл,1,1 — 1.3. На их основании можно сделать следующие выводы.

Пределы изменения ме>кэлектродного зазора 10 — 30 мкм (опыты 2, 6 и 7) являются оптимальными для получения порошка необходимой дисперсности, При уменьшении межэлектродного зазора (опыт 8) процесс переходит в режим короткого замыкания, идет прерывисто, выбрасываются частицы металла, образующие порошки с неоднородным фракционным составом от 20 до 10 й, а оборудование быс+7 Ф тро выходит из cTpoR.

При увеличении межэлектродного зазора (опыт 9) короткая дуга становится прерывистой, процесс переходит в неустойчивую фазу, содержание ультрадисперсной фракции в составе распыляемого порошка резко уменьшается. Снижается и производительность способа.

Необходимым условием получения порошков а народного фракционного состава

20 — 100 А является создание короткой дуги с напряжением 10 — 28 В (опыты 1 — 3). При напряжении ниже 10 В процесс становится неустойчивым, дуга исчезает, распыление электрода заготовки прекращается.

При напряжении выше 28 В короткая дуга превращается в сварочную дугу, начинается процесс плавления электрода без об-. разования порошков необходимой фракции, так как образуются частицы, размер которых превышает 1 мм. Фракционный состав образовавшихся порошков очень неоднородный.

Экспериментально установлено, что от дисперсности частиц жидкости, подаваемых потоком в межэлектродный зазор, зависит фракция образующихся порошков и однородность их фракционного состава.

Чем выше дисперность подаваемых частиц жидкости, тем более развита их поверхность и, следовательно, происходит увеличение центров конденсации. Конденсация металлических паров на периферийных участках дуги приводит к ее стабилизации, в результате чего обеспечивается непрерывное получение порошков необходимой фракции, Верхний предел (0,5 мкм) дисперсности частиц жидкости ограничен появлением возможности непосредственного контакта распыленных металлических частиц, что приводит к увеличению их размера, При дисперсности частиц жидкости менее нижнего предела (опыт 12) количество центров конденсации снижается, дуга ста1639892

Табл и ца1.1

Межэлектродн зазор,мкм

Напряжение, подаваемое на электо ы,В

Дисперсность частиц жидкости, мкм

Дисперсность полученных порошков, A

Производительность, кг/ч

Результаты

Содержание фракции

20 — 40 А, о

Опыт истилли ованная во а

17

28

40 ... 100

40 ... 100

40 ... 100

43

10 ... 10"

20

7

17

17

40 ... 100

40 „. 100

83

83

4,5

8,5

Переходит в режим

КЗ

11

12

17

17

17

17

1

0,5

0,3

82

69

0,1

7

40 ... 100

40 ... 100

40 „, 1000

40 ... 5000

Полим етилсилокс ановая жи кость

40 .„100

40 ... 100

40 ... 100

40 ... 1000.

40 ... 3000 f7

17

17

17

2

0,5

0,3

72

61

14

16

17

18 новится. неустойчивой. растет размер nog лучаемых частиц, увеличивается их разброс по размеру.

Наилучшие экспериментальные результаты получены при использовании таких диспергированных жидкостей, как вода, этанол, полиметилсилоксановая жидкость.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет увеличить дисперсность полученного порошка и повысить однородность его фракционного состава.

Формула изобретения

Способ получения металлических порошков, преимущественно ультрадисперсных, включающий плавление электрода-заготовки электрической дугой и центробежное распыление расплава в нейтральной среде, 0 T ë и ч а ю шийся тем, что, с целью

5 повышения дисперсности полученных порошков и увеличения однородности их фракционного состава, плавление электрода-заготовки осуществляют короткой дугой с напряжением 10 — 28 В при межэлектрод10 ном зазоре 10 — 30 мкм, а в межэлектродный зазор подают распыленный поток охлаждающей жидкости, при этом дисперсность распыленного потока охлаждающей жидкости составляет 0,5 — 2,0 мкм.

Процесс неустойчивый, диспергирование прекращается

Начинается плавление с выбросом больших масс

1639892

Производительность, кг/ч

ДисперсноСть Аолученных порошков, А

Содержание фракции

20-40 А, о

Дисперснооть частиц жидкости, мкм

Межэлектродный зазоp,ìêì

Напряже

HN8 по" даваемое на электоды, 8

Результаты энная вода

40 ... 100

40 .„100

40 ... 100

10 „.10

ЗО

40... 100

40 ... 100

40... 10

3.

ЗО

Переходит в режим

КЗ

40... 100

40 ... 100

40 ... 1000

40 ... 5000

0,1

8

82

9.10

12

1

0,5

0,3

17

17

17

17

Полим кость етилсилокс ановая жи

40 ... 100

40 ... 100

40 ... 100

40 ... 1000

40 ... 3000

7

7

1

0,5

0,3

3,0

20 20

17

17

17

17

14

16

17

18 истилли ов

Продолжение табл. 1.1

Табл и ца1.2

Процесс неустойчивый, образование порошков прекращается

Начинается плавление и выброс больших масс

1639892

Межэлектродный зазор,мкм

Содержание фракции

20 — 40 А, Результаты

Дисперсность частиц жидкости, мкм

Дисперсность полученных порошков, А

Производительность, кгlч

Напряжение, подаваемое на электо ы,В

Опыт истилли ованная во а

2

17

28

20, 20.

40 „, 100

40 ... 100

40... 10

42

91

1.

1

1 10 .„10

20

Режим КЗ

0,2

7

Полиметилсилоксановая жи кость

1

0,5

0,3

40 ... 100

40 ... 100

40 ... 100

40 ... 1000

40 ... 3000

68

82

63

14

16

17

17

17

17

17

6

8

11

12

17

17

17

17

17

17

17

1

1

2

0,5

03

340 ... 100

40 ... 100

40 ... 100

40 ... 1000

40 „. 1000

40 ... 5000

78

78

74

71

Продолжение табл, 1.2

Таблица1.3

Процесс неустойчивый, образование порошков прекращается

Начинается плавление и выброс больших масс

1639892

Продолжение табл. 1.3

Составитель-И,Киянский

Техред M. Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор Е.Папп

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

Заказ 984 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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