Пневматическое устройство для получения порошков распылением расплавов

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков методом газового распыления расплавов . Цель изобретения - повышение выхода товарных фракций порошкоб с улучшенными физико-механическими характеристиками частиц. При работе устройства газ подается во входную камеру 6 пневматического устройства, проходит через сопла 12 и резонатор 13 стержневых свистков 10, где формируется пульсирующее со звуковой частотой течение газа. Струя расплава дробится на капли не только за счет центробежных сил и поступательного движения закрученного газового потока, но и за счет дополнительного воздействия интенсивных акустических колебаний, которые интенсифицируют процесс дробления жидкого расплава и процессы измельчения микроструктурных составляющих в процессе кристаллизации частиц. 3 ил. с (Л cpu&.f оо 4 00 о О5 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1348063

А1 (51)4 В 22 F 9/08

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ-, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4102973/22 — 02 (22) 28,04.86 (46) 30.10.87. Бюл. Ф 40 (72) Ю.Ф.Солуянов, Ю.Я.Борисов, С.Л.Подольский, Л,И.Корнеев, Ю.С.Спеваков, В.В.Родионов, В ° В.Лукин, В.К.Шаров и О.И.Попова (53) 621.762.2 (088.8) (56) Патент США Р 2997245, кл. 241-1, опублик, 1961.

Авторское свидетельство СССР

Ф 977115, кл. В 22 F 9/08, 1981. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ РАСПЬ1ЛЕНИЕМ РАСПЛАВОВ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков методом газового распыления расплавов. Цель изобретения — повышение выхода товарных фракций порошков с улучшенными физико-механическими характеристиками частиц. При работе устройства газ подается во входную камеру 6 пневматического устройства, проходит через сопла 12 и резонатор

13 стержневых свистков 10, где фор-. мируется пульсирующее со звуковой частотой течение газа. Струя расплава дробится на капли не только за счет центробежных сил и поступательного движения закрученного газового потока, но и за счет дополнительного воздействия интенсивных акустических колебаний, которые интенсифицируют процесс дробления жидкого расплава и процессы измельчения микроструктурных составляющих в процессе кристаллизации частиц. 3 ил.

1 13480

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков методом газового распыления расплавов.

Цепь изобретения — повышение выхода товарных фракций порошков с улучшенными физико-механическими характеристиками частиц, На фиг. 1 представлено устройство, ð продольный разрез, на фиг. 2 — углы наклона каналов подачи газа в центральное кольцевое сопло, на фиг.3 каналы подачи газа, вид сверху.

Пневматическое устройство содержит заливную воронку 1, керамический сливной стакан 2, корпус 3, штуцер 4 подачи гаsa, кольцевую перегородку

5, входную полость 6, коническое днище 7, стенки 8, каналы 9, газоструйные свистки 10, сопловые вставки 11, кольцевые щели 12, проточки-резонаторы 13, выходную полость 14, верхний фланец 15, кольцевую верхнюю вставку

16, кольцевую нижнюю вставку 17, ка- 25 налы 18, распыливающее сопло 19,сопло 20, внутреннюю вставку 21, корпус акустического сопла 22, резонаторы 23, проходные резонаторы 24, центральное отверстие 25, сопловые вставки 26, Зо поверхность 27, фланец 28, прокладку 29, полость 30 активного распыления 30.

Пневматическое устройство работает следующим образом.

Из печи жидкий расплав выливается в заливную воронку 1, из которой он сливается в камеру распыления через отверстие сливного стакана 2. Одновременно в корпус 3 устройства подается газ под давлением 2-8 МПа через штуцер 4. Газ заполняет входную кольцевую полость 6, образованную разделительной перегородкой 5. Далее газ поступает через каналы 9 от45 верстия, расположенные в перегородке

5, во внугренние клапаны корпусов газоструйных стержневых свистков 10, проходит через сопловые кольцевые щели 12, образованные отверстиями сопловых вставок 11 и центральными

50 стержнями корпусов — свистков, и вдоль центральных стержней корпусов свистков 10 исгекает в противолежащие кольцевые полости-резонаторы 13 свистков 10.

За счет выбора определенных соотношений между шириной щели 12, расстояния сопло — резонатор, ширины и

63 2 глубины резонатора 13 в газовом кольцевом потоке, истекающем из щели 12, между соплом и резонатором 13..стержневых свистков 10 формируется пульсирующее со звуковой частотой течение газа, Частота генерируемых колебаний лежит в диапазоне 6-60 кГц, в зависимости от давления и рода газа.

Истекающий иэ стержневых газоструйных свистков 10 пульсирующий газ заполняет выходную полость 14 под некоторым давлением так, чтобы обеспечить оптимальный перепад давления на выходной ступени устройства, т.е. центральном кольцевом распыливающем сопле 19 и дискретных акустических соплах 20.

Пульсирующий газ из выходной полости 14 коллектора корпуса поступает с одной стороны в наклонные каналы 18, выполненные в верхней кольцевой центральной вставке 16,закручивается и,проходя через кольцевое распыливающее сопло 19,распыливает жидкую металлическую струю, вытекающую за счет разряжения за срезом стакана 2.

Высокоамплитудные пульсации акустической частоты в завихренном газовом потоке сопла 19 образуются и за счет подачи на вход каналов пульсирующего потока i аза, и эа счет подбора геометрии наклонных каналов.

Жидкая пелена расплава дробится на капли не только за счет центробежных сил и поступательного движения закрученного газового потока, но и за счет дополнительного воздействия интенсивных акустических колебаний, которые интенсифицируют процессы дробления жидкого расплава и процессы измельчения микроструктурных составляющих при кристаллизации капель.

Часть пульсирующего газового потока из выходной полости 14 поступает в сопловые щели дискретных излучателей акустических сопл 22, тормозимая в противолежащих кольцевых резонаторах 23 и истекает в виде усилившегося по амплитуде колебаний пульсирующего кольцевого потока в проходную резонирующую камеру 24. Далее через центральное отверстие 25 сверхзвукового сопла пульсирующими сверхзвуковыми струями газ истекает в полость

30 устройства.

Струи сходятся под оптимальными углами к оси устройства так, что они пронизывают и обжимают вращающийся

30 з 134806 расходящийся гаэокапельный поток, дополнительно распыляют крупные каплИ, генерируемые ими акустические колебания накладываются на имеющееся акустическое поле, усиливая акусти5 ческое воздействие, способствующее измельчению струкгуры кристаллизирующихся капель.

Устройство позволяет получить товарную фракцию размером до 100 мкм в количестве 59Х кроме того, дает возможность изменить среднюю величину размера микрокристаллических составляющих структуры частиц в диапазоне размеров 40-100 мкм. Уменьшение размеров микрокристаллов составляет 10-277.

Кроме измельчения размеров микроструктура частиц перестраивается иэ дендритной в ячеистую вплоть до субдендритной. Такой вид микроструктуры позволяет повысить технологическую пластичность частиц и их спекаемость.

Устройство позволяет повысить равномерность распределения по сечению частиц тугоплавких включений и интерметаллидов .и снизить пористость частиц. з

4 формула изобретения

Пневматическое устройство для получения пОрошков распылением расплавов> содержащее корпус с кольцевой перегородкой, разделяющей его на входную и выходную полости, акустические излучатели, верхнюю и нижнюю центральные вставки, каналы подачи газа, центральное кольцевое распыляющее сопло, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода фракций порошков с улучшенными физико-механическими характеристиками частиц,акустические излучатели в каналах разделительной кольцевой перегородки выполнены в виде съемных гаэоструйных стержневых свистков с соплами, кана лы подачи газа в центральное распыливающее сопло выполнены наклонными к окружности сопла и к оси устройства, а по периферии окружности центрального кольцевого сопла равномерно расположены акустические сопла, причем соотношение суммарных площадей критических сечений сопл гаэоструйных стержневых свистков к суммарному сечению сопловых щелей излучателей акустических сопл и критических сече-, ний сужающихся каналов подачи газа в центральное кольцевое распыливающее сопло составляет 0,5-0,15.

1348063

18

Составитель А.Ефремов

Редактор М.Товтин Техред М,Дидык Корректор М,Демчик

Заказ 5146/10 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4