Способ получения композиционного порошка из расплавов металлов



Способ получения композиционного порошка из расплавов металлов
Способ получения композиционного порошка из расплавов металлов

 


Владельцы патента RU 2422247:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") (RU)

Изобретение относится к способу получения композиционного порошка из расплавов металлов. Способ включает напыление расплавов металлов в приемную емкость с охлаждающей жидкостью с образованием металлических частиц, их сушку и просеивание. При этом напыление расплавов металлов проводят путем их подачи в отдельные газодинамические факелы распыления, настроенные на распыление данных расплавов металлов, и диспергирования в указанных газодинамических факелах распыления. Каждый из газодинамических факелов распыления образован по крайней мере двумя или более взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями рабочего газа, истекающими из сопел и охватывающими по крайней мере одну струю расплава металла. Образованные металлические частицы перемешивают в указанной приемной емкости с охлаждающей жидкостью, сушат и просеивают. Формирование частиц композиционного порошка ведут спеканием металлических частиц. Техническим результатом является повышение дисперсности композиционного порошка. 2 ил.

 

Изобретение относится к областям техники, использующим процессы перемешивания жидких и порошкообразных веществ, и может быть использовано при приготовлении многокомпонентных смесей, формировании композиционных порошков и материалов.

Известна «Установка для получения порошков металлов», по патенту РФ на полезную модель №53950, содержащая камеру распыления с устройством создания вихревого потока, узлы подачи металла и газа, емкость улавливания полученных порошков металла, при этом узел подачи газа выполнен в виде регулируемого сверхзвукового генератора горячего газа, устройство создания вихревого потока выполнено в виде сопловой форсунки, внутри которой по оси размещен канал подвода жидкого металла, а в боковой поверхности корпуса перпендикулярно оси форсунки выполнено отверстие для соединения с каналом подвода горячего газа из генератора, кроме того, установка снабжена блоком управления, осуществляющим запуск и останов и соединенным с расположенными в генераторе и камере распыления датчиками температуры и с блоком автоматики, осуществляющим регулирование подачи, температуры, давления воздуха и газа в генераторе.

Недостатком известного способа по патенту №53950 является большая разница в дисперсности частиц порошка, вызванная неустойчивостью процесса, происходящего в сопловой форсунке, при контакте потоков жидкого металла и горячего газа.

Известно «Устройство для получения металлического порошка из расплава» по патенту РФ на полезную модель №75599, принятое в качестве ближайшего аналога, содержащее принимающую емкость для расплава, имеющую выходное отверстие для подачи струи расплава, разбрызгиватель, приводимый в движение приводом, емкость для сбора металлического порошка, заполненную охлаждающей жидкостью, а также систему обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости, при этом система обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости содержит устройство для подачи охлаждающей жидкости на поверхность разбрызгивателя, который выполнен в виде диска с ударными лопатками.

Недостатком известного способа по патенту РФ №75599 является низкая дисперсность частиц металлического порошка из-за формирования частиц металлического порошка путем дробления струи расплава ударными лопатками разбрызгивателя.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача повышения дисперсности композиционного порошка.

Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что способ получения композиционного порошка из расплавов металлов включает напыление расплавов металлов в приемную емкость с охлаждающей жидкостью с образованием металлических частиц, их сушку и просеивание, формирование частиц композиционного порошка из металлических частиц, при этом напыление расплавов металлов проводят путем их подачи в отдельные газодинамические факелы распыления, настроенные на распыление данных расплавов металлов, и диспергирования в указанных газодинамических факелах распыления, каждый из которых образован по крайней мере двумя или более взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями рабочего газа, истекающими из сопел и охватывающими по крайней мере одну струю расплава металла, перед сушкой образованные металлические частицы перемешивают в указанной приемной емкости с охлаждающей жидкостью, формирование частиц композиционного порошка ведут спеканием металлических частиц.

Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по патенту РФ №2298571 тем, что напыление расплавов металлов проводят путем их подачи в отдельные газодинамические факелы распыления, настроенные на распыление данных расплавов металлов, и диспергирования в указанных газодинамических факелах распыления, каждый из которых образован по крайней мере двумя или более взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями рабочего газа, истекающими из сопел и охватывающими по крайней мере одну струю расплава металла, перед сушкой образованные металлические частицы перемешивают в указанной приемной емкости с охлаждающей жидкостью, формирование частиц композиционного порошка ведут спеканием металлических частиц.

Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно обеспечило повышение дисперсности композиционного порошка.

На фиг.1 представлена схема способа получения композиционного порошка из двух расплавов металлов - расплава металла №1 и расплава металла №2.

На фиг.2 представлена полученная спеканием частица композиционного порошка, состоящая из металлических частиц расплава металла №1 и металлических частиц расплава металла №2.

Способ получения композиционного порошка из расплавов металлов (фиг.1) включает напыление расплавов металлов в приемную емкость 1 с охлаждающей жидкостью 2 с образованием металлических частиц 3, их сушку и просеивание, формирование частиц 4 композиционного порошка из металлических частиц 3, при этом напыление расплавов металлов проводят путем их подачи в отдельные газодинамические факелы распыления, настроенные на распыление данных расплавов металлов, и диспергирования в указанных газодинамических факелах распыления, каждый из которых образован по крайней мере двумя или более взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями 5 рабочего газа, истекающими из сопел 6 и охватывающими по крайней мере одну струю 7 расплава металла, перед сушкой образованные металлические частицы 3 перемешивают в указанной приемной емкости 1 с охлаждающей жидкостью 2, формирование частиц 4 композиционного порошка ведут спеканием металлических частиц 3.

Получение композиционного порошка из расплавов металлов: алюминия и никеля, титана и никеля, алюминия и кобальта, молибдена и никеля, других расплавов по предлагаемому способу осуществляют следующим образом (фиг.1). Расплав металла №1 с определенным расходом и расплав металла №2 с определенным расходом подают в отдельные газодинамические факелы распыления, настроенные на распыление конкретного расплава металла. Например, подают расплав алюминия с расходом 3 кг/мин в один факел распыления, а расплав никеля с расходом 6 кг/мин - в другой факел распыления. В качестве рабочего газа используют воздух, аргон, гелий, азот и другие. Рабочий газ подают под давлением к соплам 6, обычно объединенным коллектором 8. Применение конических сопел 6 или сопел 6 Лаваля, расширяющихся в направлении истечения струй 5 рабочего газа, позволяет получить сверхзвуковой режим истечения рабочего газа. Распределяясь в коллекторе 8, рабочий газ истекает из сопел 6 в виде системы газодинамических сверхзвуковых струй 5, охватывающих струю 7 расплава металла, в результате образуется газодинамический факел распыления. Струя 7 расплава подвергается аэродинамическому воздействию со стороны сверхзвуковых струй 5 рабочего газа, приводящему к распаду струи 7 расплава металла на капли. При сверхзвуковом режиме истечения рабочего газа образуется газодинамический факел распыления с развитой системой скачков уплотнения. Сверхзвуковые струи 5 расположены достаточно близко друг к другу и взаимодействуют между собой. При взаимодействии сверхзвуковых струй 5 образуется газодинамический факел распыления с развитой системой скачков уплотнения. Капли расплава, проходя через скачки уплотнения, дробятся на более мелкие, что приводит к повышению дисперсности композиционного порошка. В результате диспергации струи 7 расплава металла №1 в одном газодинамическом факеле распыления и струи 7 расплава металла №2 в другом газодинамическом факеле распыления образуется облако капель, которое напыляется на охлаждающую жидкость 2 в приемной емкости 1. В процессе охлаждения жидкие капли расплавов отверждаются и превращаются в твердые металлические частицы 3. Для выравнивания концентрации металлических частиц 3 расплава металла №1 и расплава металла №2 в занимаемом ими объеме металлические частицы 3 в приемной емкости 1 перемешиваются между собой мешалкой 9. Далее металлические частицы 3 направляют на вибросито 10 в сушильный шкаф 11. При повышенной температуре с металлических частиц 3 испаряется охлаждающая жидкость 2. Металлические частицы 3 на вибросите 10 просеивают, получают необходимую фракцию металлических частиц 3 расплава металла №1 и расплава металла №2. Далее металлические частицы 3 направляют на спекание. Металлические частицы 3 при температуре (0,5…0,9)Тплпл - температура плавления наиболее легкоплавкого металла) спекают между собой. Для улучшения контакта между частицами их уплотняют с помощью поршневого устройства 12. В процессе спекания формируются частицы 4 композиционного порошка, состоящие из металлических частиц 3 расплава металла №1 и расплава металла №2 (фиг.2).

Заявленное изобретение позволило получить технический результат, а именно обеспечило повышение дисперсности композиционного порошка.

Способ получения композиционного порошка из расплавов металлов, включающий напыление расплавов металлов в приемную емкость с охлаждающей жидкостью с образованием металлических частиц, их сушку и просеивание, формирование частиц композиционного порошка из металлических частиц, отличающийся тем, что напыление расплавов металлов проводят путем их подачи в отдельные газодинамические факелы распыления, настроенные на распыление данных расплавов металлов, и диспергирования в указанных газодинамических факелах распыления, каждый из которых образован по крайней мере двумя или более взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями рабочего газа, истекающими из сопел и охватывающими по крайней мере одну струю расплава металла, перед сушкой образованные металлические частицы перемешивают в указанной приемной емкости с охлаждающей жидкостью, формирование частиц композиционного порошка ведут спеканием металлических частиц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для получения стальной литой дроби, используемой для дробеструйной обработки деталей машин различного назначения.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению дисперсно-упрочненного порошка на медной основе для изготовления композиционных материалов в энергетике, электротехнике, машиностроении и других областях.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению железных порошков. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошковой металлургии и способам получения металлических порошков, главным образом, из жаропрочных никелевых сплавов.
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при производстве железных порошков методом распыления железоуглеродистого расплава сжатым воздухом для изготовления сложнопрофильных изделий конструкционного, антифрикционного и электротехнического назначения.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения высокопрочных изделий из железа. .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения волокна из аморфных и микрокристаллических сплавов и сталей. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения порошков на железной основе, и может быть использовано при изготовлении порошковых конструкционных деталей, эксплуатируемых в условиях износа, в том числе при повышенных температурах.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения порошков на железной основе, и может быть использовано при изготовлении порошковых конструкционных деталей, эксплуатируемых в условиях износа, в том числе, при повышенных температурах.

Изобретение относится к устройствам, используемым в порошковой металлургии, для получения порошков распылением расплавленных металлов. .
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в химической промышленности, авиационном машиностроении и энергетике
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в химической промышленности, авиационном машиностроении и энергетике

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам получения металлических гранул

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению мелкодисперсных металлических порошков заданного гранулометрического состава
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу диспергирования наноразмерного порошка диоксида кремния в жидкой среде. Может использоваться в качестве модифицирующей добавки в лакокрасочные материалы, бетоны, клеи для укладки плитки. На жидкость, содержащую порошок диоксида кремния марки Таркосил Т05 В06, воздействуют ультразвуковыми колебаниями диспергатора. Воздействие осуществляют в течение 3 минут с обеспечением в обрабатываемой среде режима акустической кавитации на резонансной частоте ≈23 кГц. Обеспечивается получение устойчивой к расслоению смеси жидкости с равномерно распределенным в ней нанопорошком.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения порошков распылением расплавленных металлов газовым потоком. Распыление проводят путем диспергирования расплава металла подаваемым через кольцевое сопло внешним потоком сжатого газа, концентричным струе расплава. В поток газа вводят твердые частицы дисперсной фазы с образованием двухфазного потока со среднемассовым диаметром частиц дисперсной фазы D43<0,1 h, с температурой плавления материала частиц, превышающей температуру плавления распыляемого металла, и с расходом частиц дисперсной фазы и газа, выбранным по соотношению: Gp/Gg=(0,01÷0,05), где D43 - среднемассовый диаметр частиц дисперсной фазы, h - ширина щели кольцевого сопла для подачи распыляющего двухфазного потока, Gp, Gg - массовые секундные расходы частиц дисперсной фазы и несущего газового потока. Твердые частицы дисперсной фазы отделяют от пульверизата в процессе центробежной классификации. Использование изобретения позволяет повысить долю мелкодисперсной фракции в пульверизате, образующемуся при распылении расплава металла. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков путем гранулирования расплава. Устройство для гранулирования состоит в основном из круглой водяной емкости, в которую несколькими направленными горизонтально соплами, расположенными на разных уровнях относительно дна емкости со смещением в окружном направлении, в тангенциальном направлении подается вода. Находящаяся в емкости вода приводится во вращение, а ее поверхность принимает параболическую форму. Первое водяное сопло расположено в зоне водной поверхности и формирует находящуюся у водной поверхности водяную струю или водяной веер. Для гранулирования расплавленного металла его непрерывно заливают из тигля в водяной веер, формируемый первым водяным соплом. При этом первое водяное сопло расположено выше уровня водослива, положение которого в окружном направлении емкости выбрано таким, что угловое смещение между первым соплом и водосливом составляет по меньшей мере 90°. Процесс грануляции протекает без выброса пара и гранулированных частиц. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к водораспыленному порошку, и может быть использовано для производства спеченных и при необходимости кованых деталей. Водораспыленный предварительно легированный стальной порошок, содержащий, мас.%: 0,05-0,4 V, 0,09-0,3 Mn, менее чем 0,1 Cr, менее чем 0,1 Мо, менее чем 0,1 Ni, менее чем 0,2 Cu, менее чем 0,1 С, менее чем 0,25 О, менее чем 0,5 неизбежных примесей, остальное железо. Полученные порошковые кованые детали имеют высокий предел текучести при сжатии с относительно низкой твердостью по Викерсу, хорошей обрабатываемостью резанием. 4 н. и 12 з.п.ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к низколегированному порошку на основе железа и может быть использовано для получения высокопрочных спеченных деталей, в частности деталей компонентов автомобиля. Распыленный водной струей стальной порошок содержит, вес.%: 0,45-0,90 Ni, 0,30-0,55 Mo, 0,1-0,3 Mn, менее 0,2 Cu, менее 0,1 C, менее 0,25 O, менее 0,5 неизбежных примесей, остальное железо, причем Ni и Mo введены диффузионным легированием порошка железа. Способ получения спеченной детали из распыленного водной струей стального порошка включает подготовку порошковой композиции, прессование композиции под давлением от 400 до 2000 МПа, спекание полученной заготовки в восстановительной атмосфере при температуре 1000-1400°C и, при необходимости, проведение термообработки путем закалки и отпуска. Спеченные детали характеризуются высокой прочностью и хорошей обрабатываемостью. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Устройство для распыления расплавленных металлов содержит корпус с крышкой и кольцевой полостью, соединенной с газопроводом для подачи нагретого сжатого газа, ниппель с центральным каналом для подачи расплава металла и дополнительный газопровод, соединенный с кольцевой полостью посредством золотникового клапана, содержащего вращающийся золотник, и цилиндрического сопла. Вращающийся золотник выполнен с полукруглыми вырезами, равномерно расположенными по его окружности. Давление в дополнительном газопроводе и диаметр цилиндрического сопла определены математическими формулами. Обеспечивается повышение массовой доли высокодисперсной фракции в пульверизате. 3 ил., 1 пр.
Наверх