Устройство для получения порошка электропроводного материала электроэрозионным диспергированием в жидкой инертной среде

Авторы патента:

B22F9/14 - с применением электрического заряда

Владельцы патента RU 2545976:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Объединение "ДОНТЕХЦЕНТР" (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии. Устройство содержит реактор из диэлектрического материала с сетчатым дном, выполненным съемным, и пластинчатыми электродами, подключенными к электрической системе с генератором электрических импульсов, накопительную емкость из диэлектрика для просыпавшегося через сетчатое дно порошка. При этом устройство также содержит дополнительное сетчатое дно в виде решетки с отверстиями меньшего диаметра, чем у сетчатого дна, выполненного съемным, установленное в реакторе для предотвращения засорения порошка крупными остатками неизмельченного материала, рубашку охлаждения накопительной емкости, выполненную из оцинкованного железа и облицованную теплоизоляционным материалом с низким коэффициентом теплопроводности, и колебательную систему, обеспечивающую вибрацию диспергируемого материала. Устройство выполнено с возможностью контроля уровня жидкой инертной среды в реакторе, вибрации колебательной системы и частоты и длины импульсов напряжения и силы тока в электрической системе посредством числового программного управления. Обеспечивается повышение стабильности работы установки, снижение процентного содержания оксидов в порошке и получение порошка с чистотой 99,99%. 2 ил.

Настоящее изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройству для получения порошков электропроводных материалов.

Из существующего уровня техники известно устройство для электроэрозионного диспергирования металлов (ЭЭД), состоящее из диэлектрического сосуда (реактора) и двух пластинчатых электродов, подключенных к генератору электрических импульсов. Реактор имеет дополнительное диэлектрическое днище, составленное из параллельных друг другу прутков или призм, установленных сужающейся частью вверх, с щелевыми зазорами между ними, направленными от одного электрода к другому. Наклонные поверхности стержней и призм образуют суживающиеся к щелевым зазорам желобки, в которые скатываются кусочки диспергируемого материала, образуя электропроводные цепочки между электродами, по которым по кратчайшему пути проскакивают электроискровые разряды, вызывающие эрозию металла. Продукты эрозии в виде мелкодисперсного порошка выносятся потоком рабочей жидкости в накопительную емкость.

Недостатком этого устройства являются ограниченные возможности регулирования степени дисперсности получаемого порошка, отбираемой реактором мощности от генератора электрических импульсов, а следовательно, производительности при диспергировании материалов с различной электропроводностью или даже с различными геометрическими размерами кусочков металла.

Наиболее близким к заявленному техническому решению и взятому за прототип является устройство для электроэрозионного диспергирования электропроводных материалов, содержащее диэлектрический сосуд с отверстием в нижней части для подачи в него рабочей жидкости, пластинчатых электродов, подключенных к генератору электрических импульсов, отличающиеся тем, что для уменьшения напряжения пробоя межэлектродного промежутка оно содержит три пластинчатых электрода, подключенных к генератору импульсов параллельно, и снабжено подвижными диэлектрическими шторками, закрывающими электроды, для регулирования плотности тока, причем средний электрод является катодом, а крайние - расходуемыми анодами (РФ №2255837, опубл. 10.07.2005).

Недостатками данного технического решения является низкая производительность за счет статичности диспергируемых элементов, нестабильность в работе и повышенное содержание оксидов за счет использования кислородсодержащих сред.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение производительность электроэрозионного метода, достижение стабильности работы и снижение процентного содержания оксидов.

Данная задача решается в заявленном устройстве для получения порошка электропроводного материала электроэрозионным диспергированием в жидкой инертной среде. Устройство cодержит реактор из диэлектрического материала с сетчатым днищем и пластинчатыми электродами, подключенными к электрической системе с генератором электрических импульсов, и накопительную емкость из диэлектрика для просыпавшегося через сетчатое дно порошка. Также устройство содержит дополнительное сетчатое дно в виде решетки с отверстиями меньшего диаметра, чем у сетчатого дна, выполненного съемным, установленное в реакторе для предотвращения засорения порошка крупными остатками неизмельченного материала, рубашку охлаждения накопительной емкости, выполненную из оцинкованного железа и облицованную теплоизоляционным материалом с низким коэффициентом теплопроводности, и колебательную систему, обеспечивающую вибрацию диспергируемого материала, и при этом устройство выполнено с возможностью контроля уровня жидкой инертной среды в реакторе, вибрации колебательной системы и частоты и длины импульсов напряжения и силы тока в электрической системе посредством числового программного управления.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение производительности в 2,5 раза при тех же равных условиях получения порошков, которые использовались при патентовании изобретения, стабильность работы и возможностью получения сверхчистых материалов чистотой 99,99%.

Устройство представляет собой емкость, изготовленную из диэлектрического материала (реактор) (фиг. 1) (1) и имеющую два сетчатых дна с разными диаметрами отверстий, одно из которых съемное (2), для предотвращения засорения мелкодисперсного порошка крупными остатками неизмельченного материала с последующим их извлечением и вторичной переработкой с использованием съемной пластины с отверстиями меньшего диаметра. Накопительную емкость из диэлектрика (3), устанавливаемую в циркуляционный холодильник (фиг. 2) (4), изготовленный из оцинкованного железа, облицованного теплоизоляционным материалом (5), имеющим низкий коэффициент теплопроводности, для снижения потерь на испарение. Числовое программное управление (ЧПУ) (6) осуществляет контроль уровня жидкости с использованием датчиков уровня (7) и своевременной доливкой жидкой инертной среды. Контроль колебательной системы (8), обеспечивающей вибрацию диспергируемого материала и контроля параметров электросистемы: частоты, длины импульса, напряжения, силы тока пластинчатых электродов (9), подключенных к генератору электрических импульсов (10), изготовленных из того же материала, что и подвергающийся диспергированию.

Литература

1. Авторское свидетельство SU 663515, В23Р 1/02. Фоминский Л.П. Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов.

2. Патент Российской Федерации RU 2002589, В22F 9/14. Тарасов В.И., Козярук О.И., Фоминский Л.П. Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов.

3. Патент Российской Федерации RU 2255837 B22F 9/14. Магнитский Я.Ю., Козярук О.И., Журавель С.Н. Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов.

Устройство для получения порошка электропроводного материала электроэрозионным диспергированием в жидкой инертной среде, содержащее реактор из диэлектрического материала с сетчатым дном и пластинчатыми электродами, подключенными к электрической системе с генератором электрических импульсов, и накопительную емкость из диэлектрика для просыпавшегося через сетчатое дно порошка, отличающееся тем, что оно содержит дополнительное сетчатое дно в виде решетки с отверстиями меньшего диаметра, чем у сетчатого дна, выполненного съемным, установленное в реакторе для предотвращения засорения порошка крупными остатками неизмельченного материала, рубашку охлаждения накопительной емкости, выполненную из оцинкованного железа и облицованную теплоизоляционным материалом с низким коэффициентом теплопроводности, колебательную систему, обеспечивающую вибрацию диспергируемого материала, и при этом выполнено с возможностью контроля уровня жидкой инертной среды в реакторе, вибрации колебательной системы и частоты и длины импульсов напряжения и силы тока в электрической системе посредством числового программного управления.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению ультрадисперсных металлических порошков. Может использоваться для производства металлических порошков, применяемых в электронной промышленности, приборостроении, машиностроении, ракетной технике, авиастроении и других отраслях промышленности.

Стеклометаллические микрошарики и их способ получения // 2532784

Изобретение относится к композиционным материалам. Способ получения стеклометаллических микрошариков включает помол стекла и рассев его на ситах с получением гранул заданного зернового состава, плазменное распыление стеклометаллического материала с улавливанием стеклометаллических микрошариков.

Устройство для получения металлического порошка // 2532215

Изобретение относится к получению металлических порошков. Устройство содержит водоохлаждаемую рабочую камеру с контролируемой атмосферой, установленный в верхней части рабочей камеры плазмотрон для формирования плазменного потока, одно или несколько устройств для подачи пруткового материала в плазменный поток и сборник порошка, установленный в нижней части рабочей камеры.

Способ синтеза полых наночастиц γ-al2o3 // 2530070

Изобретение относится к плазменно-дуговой технологии синтеза наноструктурированных композиционных материалов, в частности полых наночастиц γ-Al2O3. Способ синтеза полых наночастиц γ-Al2O3 реализуют в две стадии, причем на первой проводят плазменно-дуговой синтез алюминий-углеродного материала, включающий откачивание вакуумной камеры, наполнение ее инертным газом, зажигание электрической дуги постоянного тока между графитовым электродом и металл-углеродным композитным электродом и распыление композитного электрода, выполненого в виде графитового стержня с полостью, в которой установлена алюминиевая проволока при весовом соотношении C:Al 15:1, а на второй - отжиг синтезированного материала, в кислородсодержащей среде при атмосферном давлении и температуре 400-950°C в течение одного часа.

Устройство для извлечения элементов из оксидных руд // 2525881

Изобретение относится к металлургии. Устройство для извлечения элементов из оксидных руд в виде порошка содержит плазмотрон, подающий канал, реакционный канал, фильтр и емкость для сбора порошка.

Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин // 2515409

Изобретение относится области порошковой металлургии, в частности к шихте электродного материала для электроискрового легирования деталей машин. Шихта содержит порошок карбида вольфрама и карбид титана.

Способ получения коллоидов металлов // 2508179

Изобретение относится к получению коллоидов металлов электроконденсационным методом. Может использоваться для создания каталитических систем, модификации волокнистых и пленочных материалов, например, для изготовления экранов защиты от электромагнитного излучения.

Способ получения монодисперсных наноразмерных порошков веществ // 2506143

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению монодисперсных наноразмерных порошков с заданными структурами и составом. Может использоваться в фармацевтической, пищевой, текстильной промышленности и других областях науки.

Способ получения металлического порошка // 2486032

Изобретение относится к плазменной технике и технологии. .

Способ получения наночастиц // 2468989

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано при нанесении высокоэффективных каталитических нанопокрытий. .

Электроплазменный способ получения наночастиц заданного размера // 2558809

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения наноразмерных частиц включает электроплазменную обработку поверхности электролита в виде солевого раствора, содержащего индуцированные ионы металлов или полупроводников с формированием из них частиц заданного размера. Электроплазменную обработку поверхности электролита проводят с использованием зарядного устройства с напряжением до 30 кВ, питающего конденсаторную батарею с емкостью (1,02…75)·10-10 Ф, анода, выполненного в виде кольца и размещенного с зазором 2-4 мм над поверхностью электролита, и катода, размещенного в середине упомянутого кольца без погружения в электролит. Обработку ведут с обеспечением веерного перемещения искрового разряда по поверхности электролита, восстановлением индуцированных ионов до нейтрального состояния атомов и агломерацией их в наноразмерные частицы металлов или полупроводников, изменение размера которых задают изменением параметров емкости конденсаторной батареи и концентрации солевого раствора электролита. Обеспечивается получение наночастиц металла с допуском 10%. 4 ил.

Способ изготовления коллоидного раствора серебра // 2574268

Изобретение может быть использовано в неорганической химии, биологии и медицине. Способ изготовления коллоидного раствора серебра включает пропускание импульсных электрических разрядов между серебряными электродами в жидкости и получение коллоидного раствора с заданной концентрацией наночастиц металла. При этом периодически уменьшают частоту следования разрядных импульсов и скорость генерации наночастиц путем увеличения зазора между электродами на 10 мкм за 5 минут в процессе пропускания разрядов и последующего сближения электродов до полного их касания. При достижении показателем экстинкции раствора значения не менее 0,75 м-1 в спектральном диапазоне с длиной волны от 195 до 205 нм останавливают процесс пропускания импульсных электрических разрядов. Полученный коллоидный раствор охлаждают до кристаллизации жидкости, выдерживают и подвергают тепловому воздействию до полного разрушения кристаллов. Изобретение позволяет повысить биологическую активность коллоидного раствора серебра. 1 ил.

Способ получения титановых гранул // 2581545

Изобретение относится к получению титановых гранул. Осуществляют вращение цилиндрической заготовки вокруг горизонтальной оси, оплавляют торец заготовки плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением распыления расплавленных частиц под действием центробежных сил и затвердевания частиц при полете в среде рабочих газов. Горячую смесь рабочих газов забирают из камеры распыления, далее направляют в фильтр первичной очистки, далее направляют в фильтр сверхтонкой очистки, после чего очищенную смесь рабочих газов направляют через теплообменник в компрессор, оттуда ее направляют в ресивер, после чего смесь рабочих газов направляют в охладитель смеси рабочих газов, после охлажденную смесь рабочих газов подают в формирователь охлаждающего потока смеси рабочих газов и далее формируют поток смеси охлажденных рабочих газов путем направления его через формирователь охлаждающего потока смеси рабочих газов в камеру распыления с обеспечением охлаждения расплавленных частиц потоком охлажденной смеси рабочих газов, после чего предварительно охлажденные частицы гранул ссыпают в приемный бункер. Обеспечивается снижение температуры в камере распыления, увеличение скорости охлаждения гранул, улучшение теплоотвода с внутренних поверхностей приемной трубы и приемного бункера. 1 ил.

Способ получения гранул пенометаллов // 2582846

Изобретение относится к получению гранул пенометаллов. Способ включает смешивание порошка металла с порофором, прессование полученной смеси с получением компактного образца в виде стержня или прутка, диспергирование полученного образца путем пропускания короткого импульса электрического тока с заданными амплитудой и длительностью. Используют порофор, температура разложения которого меньше температуры плавления металла. Обеспечивается получение гранул любых металлических материалов с заданной пористостью. 5 пр.

Способ изготовления коллоидного раствора серебра // 2584198

Изобретение может быть использовано в биологии и медицине. Способ изготовления коллоидного раствора серебра включает проведение электроразрядов в жидкой среде и определение концентрации раствора серебра. Электроразряды в жидкой среде проводят в виде затухающих разрядных импульсов длительностью 1-2 мкс с частотой 0,2-0,5 кГц до достижения показателем экстинкции раствора значения не менее 0,75 м-1 в спектральном интервале с длиной волны 195-205 нм. Изобретение позволяет повысить биологическую активность коллоидного раствора. 1 ил.

Способ определения концентрации металла в коллоидном растворе металла в воде // 2584199

Изобретение может быть использовано в биологии и медицине. Определение концентрации металла в коллоидном растворе металла в воде проводят путем определения показателя экстинкции раствора в спектральном интервале с длиной волны 195-205 нм. Изобретение позволяет повысить биологическую активность коллоидных растворов металлов, таких как серебро, золото, железо, алюминий. 1 ил.

Способ синтеза наночастиц диоксида титана // 2588536

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения наночастиц диоксида титана проводят откачивание вакуумной камеры, наполнение ее инертным газом, зажигание электрической дуги постоянного тока между графитовым электродом и металл-углеродным композитным электродом. Композитный электрод представляет собой графитовый стержень с просверленной по центру полостью, которая заполнена спрессованной смесью порошков титана и графита. Весовое соотношение титан/графит составляет 1/2. В плазме электрического дугового разряда распыляют композитный электрод. Отжиг синтезированного материала проводят путем нагрева в кислородсодержащей среде при атмосферном давлении до температуры 900-1000°С и выдержки в течение 1 ч. Изобретение позволяет получить диоксид титана со структурой рутила с высокоразвитой поверхностью, без затрат на коррозионностойкое оборудование и высоких требований к качеству сырья. 1 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлических сплавов // 2588931

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения ультрадисперсного металлического порошка с размерами частиц 10-2000 мкм включает подачу металлического стержня в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока с плазмообразующим газом аргоном, обработку его в потоке плазмы с последующим охлаждением и конденсацией порошка в приемном бункере. Размеры частиц получаемого порошка регулируют путем изменения силы постоянного тока плазмотрона в диапазоне 100-500 А и расстояния между концом стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона в диапазоне 30-120 мм. Металлический стержень может быть выполнен из титана, кремния, молибдена, меди, титанового сплава, никелевого сплава, кобальтового сплава или инструментального сплава А6. Обеспечивается получение порошка с максимальным выходом заданной фракции. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 48 пр.

Способ получения металлического нанопорошка из отходов быстрорежущей стали в керосине // 2590045

Изобретение относится к получению порошков. Отходы быстрорежущей вольфрамсодержащей стали Р6М5 подвергают электроэрозионному диспергированию в реакторе в среде диэлектрической жидкости посредством искровых разрядов между указанными отходами и электродами, состоящими из того же материала. В качестве диэлектрической жидкости используют керосин. Обеспечивается образование на дне реактора осадка в виде сферических частиц металлического нанопорошка на основе карбида вольфрама. 5 ил., 1 пр.

Способ диспергирования материалов сложного состава // 2591469

Изобретение относится к области измельчения различных материалов сложного состава, в частности диспергирования сложных неорганических соединений. Материал размалывают в атмосфере заданного состава. Материал в процессе размалывания облучают излучением. Излучение содержит фотоны с энергией от 0,9E до 1,1E, где E - энергия активации десорбции по крайней мере одного компонента измельчаемого материала. Изобретение снижает длительность и энергоемкость процесса диспергирования и создает возможность управления стехиометрией материала сложного состава.