Способ получения металлических гранул

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 22 F 9/08 гОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

//

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3704671/22-02 (22) 27.02.84 (46) 07.04.86. Бюл. Р 13 (71). Московский авиационный технологический институт им. К.Э. Циолковского и Иртышский химико-металлургический завод им. 40-летия Казахской ССР (72) А.И. Колпашников, М.Б. Силин, С.С. Родченков, И.И. Иванов, Ю.Н. Солонин, В.Г. Щербаков, А.М. Ларюшин, В.Ф. Чаус, А.М. Мысик. и В.В. Еремеев (53) 621.762.224(088.8) (56) Ефремов А.В. Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. — М., 1969/ Московский авиационный технологический ин-т им. К.Э. Циолковского/.

Авторское свидетельство СССР

Ф 522901, кл. В 22 F 9/08, 1975.

„„SU„„12224 7 A (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ, включающий пропускание расплавленного металла через отверстия при перепаде давлений и последующее охлаждение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода годного и сокращения длительности технологического цикла, расплав.ленный металл пропускают через отверстия диаметром 1-8 мм, а перепад давлений создают инертным газом под расплавом на 0,01-1 атм выше атмосферного.

1222417

Таблица 1

Сплав Диаметр ячеек, Гранулообразование при перепаде давления, атм

0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 1 1

3 3 3

3 3 3

3 3 3

1 1 1 2

3. 3 3 2

0,005

1 1

3 3

3 3

3 3

РЗМ

0,01

3 3 3 2

0,05

0,1

3 3 3 2

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения металлических гранул из расплава.

Цель изобретения — повышение выхода годного и сокращение длительности технологического цикла.

Способ заключается в пропускании расплавленного металла через ряд отверстий диаметром 1-8 мм и последующем охлаждении образовавшихся гранул в жидкости. При этом в камере под расплавом создается избыточное давление 0,01-1 атм.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Рабочую камеру 1 через штуцер 2 заполняют инертным газом, например аргоном, до давления на 0,01-1 атм выше атмосферного. После этого в тигель 3 заливают расплавленный металл (уровень в тигле поддерживают неизменным в течение всего процесса). Металл под действием собственного веса вытекает в камеру через отверстия 4 в донной части тигля, диаметр которых составляет 1-8 мм.

Под действием сил поверхностного натяжения струи металла самопроизвольно распадаются на отдельные капли, которые попадают в емкость 5 с охлаж«,.дающей жидкостью 6, где затвердевают образуя гранулы. Гранулы накапливаются в сборнике 7.

Размеры гранул регулируют, изменяя диаметр отверстий, давление газа под расплавом, температуру металла и высоту его столба в тигле. При этом формирование гранул происходит только при указанных значениях давления и диаметре отверстий. При перепаде давления выше 1 атм и диаметре отверстий менее 1 мм металл из тигля не вытекает, тогда как при перепаде давления ниже 0,01 атм и диаметре отверстий более 8 мм происходит струйное истечение без образования гранул.

Пример 1. Получают гранулы из сплава редкоземельных элементов на основе церия (содержание железа

10 !7Z, магния 1,57). Температура расплава 960+10 С, à его высота в рабочем тигле для Р3М 16-18 см, что соответствует давлению столба расплава

0,096-0,108 атм (плотность Р3М на ос15 нове церня 6,0 г/см ). Условия опытов и результаты приведены в табл. 1 и 2.

Пример 2. Получают гранулы сплавов В96ц и АД1 на основе алюми20 ния. Температура расплава 900+10 С, а его высота в рабочем тигле для сплавов В96ц и АД1 18-20 см, что соответствует следующему давлению столба расплава, атм: для сплава В96ц (плотность 3 г/см ) 0,054-0,060; для сплава АД1 (плотность 2,7 г/см )

0,048-0,054.

Данные влияния перепада давления

30 и диаметра отверстий на гранулообразование приведены в табл, 1.

Данные влияния избыточного давления на выход годного и длительность технологического цикла приведены в табл. 2, причем среднее значение выхода годного приведено для ячеек решетки в интервале 1-8 мм.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход годного

40 и сократить время технологического цикла при получении гранул из металлов и сплавов. с

1222417!

Продолжение табл.

Сплав

Гранулообразование при перепаде давления, атм

Диаметр ячеек, 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9.ММ

3 3 3 3 3

3 3 3 3 3

3 3 3 3 3

0,3

3 3 Э 2

3 3 3 2

0,8

3 3 3 2

1,0 1

1,05 1 ,В96ц О, 005 !

Э 3 3 3 3 2 2.. 2 2

1 1 1 1 1 1

1 2

3 3 3 2

3 3 Э 2

3 . 3 3 2

0,01

3 3 3

1 1

1 1

1 1

0 05

3 3 3

3 3 3.. 3

О,!

3 2

3 3! 3 3 3 3

0,3

3 3 2

0,8

1,0

1,05

0,005

0,01

0,05

3 2

3 3

0,1

3 3 3 2

3 3 3 2

3 3 Э 2

3 3 3

0,3

3 3 3 3

3 3 3 3

0,8

1,0

2 2

3 2

1 1 3 3 3 3

1,05

П р и м е ч а н и е: 1 — нет истечения.

2 — наблюдается струйное истечение.

3 — происходит процесс гранулообразования.

3 3 3 3

3 3 3 3

3 3 3 3

1 t 1 1

3 3 3 3

3 3 3 3

Э 3 Э 3

3 3 .3 2

2 2 2 2

1 1 1 2

3 3 3 2

3 3 3 2

1222417.Таблица 2

Продолжение табл. 2

3 4

Время технолоСплав Среднее зна чение выход годного, Ж

Гическо0,3

0,7

0,8

0,65

1,0

0,65 металла, ч

0,6

1,05

Извест55

2,2

15 ное

РЗМ 0,005 Гранулы не образуются

АД1 0 005 Гранулы не образуются

Процесс не 2,0 стабилен

0,01

0,01 Процесс стабилен

3,0

0,05

1,0

0,05

0,1

0,9

0,1

0,8

0,3

0,3

0,8

0,4

0,65

0,8

0 35

1,0

75

0,64

1,0

0,34

1,05

0,6

1,05

Извест2,0

50* ное

ИзвестВ96ц 0,005 Гранулы не образуются

2,2

55 ное

Процесс не стабилен

40

2,5

0,01 Сильное газонасьпцение, брак, и кроме того, в случае сильного газонасьпцения гранулы из РЗМ полностью распадаются на окислы в течение 50 сут.

0 05

0,9

0,1

Составитель В. Казанский

Редактор И. Дербак Техред М.Моргентал . Корректор . Г. Решетник

Заказ 1646/11 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Избыточ ное дав ление в рабочей камере, атм

ro цикла при получении

100 кг

0,88

0,72