Устройство для дегазации порошковых материалов

Устройство для дегазации порошковых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

iii> 92555I (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.09.80 (21) 2986154/22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.82 (51) Ч К z,з В 22 F 1/00

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.762.3 (088.8) 1

:e:. т

-Ф

3 «т (72) Авторы изобретения

Ю. А. Рывкин, А. Н. Осадчий, А. С. Коваленко, А. Г. Ципунов и И. Я. Кондратов

Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов,7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕГАЗЛЦИИ ПОРОШКОВЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для дегазации порошковых материалов.

Известно устройство для дегазации порошков суперсплавов, включающее капсулу, соединенную через трубопровод с вакуумной системой и источником инертного газа, и печь для нагрева капсулы с порошком (1). Однако это устройство не позволяет проводить эффективное удаление адсорбированных на поверхности частиц порошка газовых примесей, что сопровождается снижением качества изделий, получаемых из дегазированного порошка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для дегазации порошкового материала, загрязненного газом, содержащее контейнеры для исходного и обработанного порошков, стеклянную вакуумируемую рабочую камеру, две пары электродов и источники высокого напряжения. Дегазация порошковых материалов происходит при просыпании порошка через зону действия двух тлеющих разрядов— на переменном и постоянном токе (2).

Газовыделение из порошка носит случайных характер, что обусловлено разной загрязненностью фракций порошка и флуктуациями его подачи и сопряжено с колебаниями давления в рабочем объеме устройства. Увеличение давления вызывает увеличение разрядного тока, перегрев

5 электродов и порошка; уменьшение давления виже оптимальной величины. вызывает погасание тлеющего разряда и попадание исходного порошка в контейнер для дега",èð0âàíí0ã0. Это приводит к образованию

10 в компактном материале газовых пор и неметаллпческих включений, которые являются концентраторами напряжений и понижают пластичность, длительную прочность и усталостные характеристики мате-. риала.

Целью изобретения является повышение качества дегазации порошка и стабильности работы устройства.

Чля этого устройство для дегазации порошковых материалов, содержащее вакуумную камеру. электроды тлеюгцего разряда, источник высокого напряжения, контейнеры для исходного и дегазированного порошка, снабжено регулируемым газовым натекателем, стабилизатором рабо его вакуума и блоком поджига.

Предложенное устройство схематически показано на чертеже.

Устройство содержит стеклянную рабочую камеру 1. к которой вакуумплотно

925551

55 бО б5 присоединены контейнер 2 для исходного и контейнер 3 для дегазированного порошков. Отрицательный полюс источника высокого напряжения подключе| к электроду 4, представляющему собой нержавеющую трубку со скошенными торцами. По:.îæèòåëüíûé электрод 5 выполнен в виде короткого отрезка трубы. Стабилизатор рабочего вакуума состоит из бустерного насоса 6 марки БН-З, откачивающего рабочую камеру 1 через электромагнитный клапан 7, термопарной лампы 8 типа ЦМТ-2, вакуумметра 9 и электронного автоматического потенциометра 10. Высокочистый аргон марки А подают в камеру 1 из баллона 11 через регулируемый игольчатый натекатель 12. Блок поджига 13 вырабатывает поджигающий импульс, который подают на молибденовый электрод поджига

l 4, расположенный в непосредственной близости от электрода 4.

Устройство работает следующим образом.

После подачи электропитания откачивают рабочую камеру 1 до давления (3 — 5) . 10 — 4 тор. Затем натекателем 12 в камеру подают аргон до установления динамического вакуума (1,3 — 1,5) . 10 — тор, после чего включают блок поджига 13.

Блок поджига вырабатывает поджигающ ий импульс, подающийся на поджигающий электрод 14, что приводит к зажиганию тлеющего разряда между электродами 4 и 5. После этого из контейнера 2 подают исходный порошок на электрод 4.

Просыпаясь через зону действия тлеющего разряда и бомбардируясь ионами аргона, порошковые частицы освобождаются от адсорбированных атомов, которые удаляются бустерным насосом 6. Дегазированный порошок попадает в контейнер 3.

Оптимальным рабочим напряжением, горения тлеющего разряда является 10 кВ.

Если это напряжение будет меньше, то замедляется процесс десорбции газовых примесей с порошковых частиц из-за уменьшения энергии бомбардирующих ионов; если же указанное напряжение превысит 10 кВ, то в рабочей камере будут происходить разряды по стенкам. При этом давление в камере должно быть в пределах (1,3 — 1,5) 10 тор для выполнения соотношения р . d= 130 †1 тор вольт.

Если давление будет меньше 1,3 . 10-- тор, -:о тлеющий разряд потухнет и необработанный порошок попадает в очищенный, если же оно превысит 1,5 . 10 тор, то следствием будет перегрев порошка, электродов в камере и ухудшение качества дегазации.

Наличие в предложенном устройстве регулируемого натекателя 12 высокочистого аргона вызвано следующим.

Если при работе устройства в камеру 1

íе подавать высокочистый аргон, то тлеющий разряд будет гореть в кислородсодержащей среде остаточного вакуума, а обработка порошка ионами кислорода не только не приведет к его очистке, но и вызовет дальнейшее окисление порошковых частиц.

Стабилизатор давления работает следующим образом.

Если вследствие пониженного газовыделения из порошка давление в камере опустится ниже 1,3 10 — тор, что соответствует показанию вакуумметра 9 7,1 мВ, то потенциометр 10, связанный с вакууметром, закроет электромагнитный клапан 7 и бустерный насос 6 перестанет откачивать рабочую камеру 1. Давление в ней начнет повышаться и как только достигнет

1,5 10 — тор, что соответствует показанию вакуумметра 6,6 мВ, потеициометр 10 откроет электромагнитный клапан 7, и откачка возобновится. Таким образом, удержание рабочего давления в указанных пределах способствует повышению стабильности работы устройства.

Если же в результате флуктуации тлеющий разряд в камере потухнет, это вызовет изменение тока в цепи питания источника высокого (10 кВ) напряжения, которое через трансформатор тока передается в блок поджига 13, вырабатывающий поджигающий импульс с амплитудой 8 кВ и длительностью 1 мкс. Этот импульс поступает на поджигающий электрод 14 и вызывает пробой промежутка между ним и электродом 4, что приводит к немедленному зажиганию тлеющего разряда между электродами 4 и 5. При этом пауза между потуханием и зажиганием тлеющего разряда составляет величину не более 3 мкс, т. е. порошок дегазируется практически непрерывно.

Предложенное устройство обеспечивает надежную, бесперебойную работу устройства и исключает попадание необработанного порошка в контейнер с дегазированным. Следствием является устранение газовых пор и неметаллических включений в компактном материале, изготовленном из этого порошка, что приводит к улучшению механических свойств материала, особенно высокотемпературных.

Формула изобретения

Устройство для дегазации порошковых материалов, содержащее вакуумную камеру, электроды тлеющего разряда, источник высокого напряжения, контейнеры для исходного и дегазированного порошка, о тл и ч а ю щееся тем, что, с целью повышения качества дегазации и повышения стабильности работы устройства, оно снабжено регулируемым газовым натекателем, 925551

Составитель Д. Попов

Редактор О. Юркова Техред А. Камышникова Корректор И. Осиновская

Заказ 448/415 Изд № 143 Тираж 853 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. Фил. пред. «Патент> стабилизатором рабочего вакуума и блоком поджига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Кв 3671230, кл. 75-213, 1972.

2. Патент США Ха 4056368, кл. 55-2, 5 1977,