SU1715500A1

SU1715500A1 - Способ получени порошков из расплавов и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1715500A1
Application number: SU884424597A
Authority: SU
Inventors: Александр Никифорович Буханов; Жан Иосифович Дзнеладзе; Юрий Алексеевич Кулаков; Андрей Владимирович Лактионов; Владимир Ильич Петухов; Олег Александрович Скачков; Олег Михайлович Смирнов; Геннадий Васильевич Щербединский
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к порошковой металлургии, а именно к получению металлических порошков путем распылени расплава ультразвуком. Целью изобретени вл етс снижение энергетических затрат и увеличение производительности. При работе свободный конец волновода распылител погружают в расплав на 0,2-0,4 площади торцовой поверхности волновода-распылител . С подачей напр жени излучающие торца преобразовател 1 начинают совершать колебани с ультразвуковой частотой, которые усиливаютс и передаютс волноводу-распылителю 3. Поток распыленных частиц 11 направл етс к теплопроводному вращающемус экрану 8. Распыленные частицы 11 с экрана 8 поступают в приемный бункер 10. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. ел С

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению металлических порошков путем распыления расплава ультразвуком.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат и увеличение производительности.

Способ заключается в том, что процесс распыления расплава осуществляют резонансным волноводом-распылителем продольных ультразвуковых колебаний, свободный конец волновода распылителя погружают в расплав, при этом глубина пог р у ж е н и я с о с т а в л я ет 0,2-0,4 пло щади торцовой поверхности волновода-распылителя. Конструктивное погружение волновода-распылителя в расплав не требует его предварительного нагрева и тем самым позволяет снизить энергозатраты.

Повышение производительности способа обусловлено тем, что 0,2-0,4 площади поверхности торца волновода-распылителя погружено в расплав, так как уровень радиационного (звукового) давления, которое за счет капиллярных эффектов обеспечивает подъем расплава в виде пленки в зону распыления, зависит от площади поверхности торца волновода, погруженного в расплав. При значениях менее 0,2 площади поверхности торца волновода, погруженной в расплав, величина радиационного давления недостаточна, чтобы расплавом была покрыта вся зона распыления, что снизит производительность, а при погружении волновода более чем на 0,4 площади его торцовой поверхности расплав выплескивается из зоны распыления, что также снижает производительность способа.

На чертеже представлено устройство, общий вид.

Устройство содержит источник ультразвуковых колебаний (преобразователь) 1, жестко и последовательно соединенные с ним концентратор 2 и резонансный волновод-распылитель 3, тигель 4,металлопровод 5, средства для регулирования рабочего давления 6, газовый коллектор 7, теплопроводный экран 8, герметичную камеру распыления 9, приемный бункер 10 и продукты распыления. ,

Устройство работает следующим образом.

В камере распыления создается вакуум с остаточным давлением не более 0,133 Па. При поступлении на обмотку возбуждения (не показано) переменного напряжения резонансной частоты излучающие торцы преобразователя 1 начинают совершать колебания с ультразвуковой частотой, на пример 19,8 кГц. Колебания рабочего торца преобразователя усиливаются концентратором 2 ультразвуковых колебаний и передаются волноводу-распылителю 3, 0,2-0,4 площади поверхности свободного торца которого погружено в тигель 4 с расплавом, поступающим по металлопроводу 5. Поток распыленных частиц 11 направляется к теплопроводному вращающемуся экрану 8. Распыленные частицы 11 с экрана 8 поступают в приемный бункер 10.

При работе в регулируемой газовой атмосфере одновременно с включением ультразвуковых колебаний и подачей расплавленного металла в ванну включается газовый поддув, например гелием, который охлаждает и направляет поток распыленных частиц 11 на вращающийся теплопроводный экран 8, привод которого условно не показан. Распыленные частицы 11 с экрана 8 поступают в приемный бункер 10. После того, как расплав полностью выработан, выключают источник ультразвуковых колебаний, газовый поддув, привод охлаждаемого экрана, производят замену исходного материала расплава и процесс повторяют снова.

При распылении опытного никелевого сплава типа ЖС6У потребление электроэнергии снизилось на 12 кВт/ч, а производительность установки возросла на 20-30% (1,3-1,5 кг/мин - прототип, 1,8 кг/мин предлагаемая).

В камере распыления создавали вакуум с остаточным давлением 0,1 Па. Колебательная система возбуждалась на частоте 19,8 кГц от ультразвукового генератора типа УЗГ-2-4. Ультразвуковые,колебания включались одновременно с поступлением по металлопроводу жидкого металла в тигель. Поток распыленных частиц направлялся на теплопроводный экран, который обдувался гелием, и с экрана частицы порошка собирались в приемном бункере. После полной выработки расплава выключали ультразвукоые колебания, газовый поддув, водоохлаждение. После этого эксперимент повторялся.

Опыты проводились на сплаве 9КСР. В процессе экспериментов свободный торец волновода-распылителя погружался в расплав на глубину 0,1-0,5 его площади, а угол между торцом волновода-распылителя и зеркалом расплава изменялся от 80 до 110°.

Результаты проведенных экспериментов по получению порошков из расплава 9КСР с применением ультразвука при изменении площади погружения в расплав торца волновода-распылителя и угла между поверхностью торца волновода-распылителя и зеркалом расплава представлены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, наиболее значительный эффект наблюдается при погружении в расплав торца волновода-распылителя на глубину 0,2-ОЛ его площади и значении угла между поверхностью торца волновода-распылителя и зеркалом расплава 90-100°.

Claims

Формула изобретения 10

1. Способ получения порошков из расплавов, включающий распыление расплава резонансным волноводом-распылителем продольных ультразвуковых колебаний, о тличающийся тем, что, с целью снижения 15 энергетических затрат и увеличения производительности, распыление ведут при погружении свободного конца волновода-распылителя в расплав на глубину 0,2-0,4 площади торцовой поверхности волновода-распылителя.

2. Устройство для получения порошков из расплавов, содержащее герметичную вакуумную камеру и/или с регулируемой атмосферой камеру и размещенные в ней 5 тигель, резонансный волновод-распылитель продольных ультразвуковых колебаний, жестко соединенный одним концом с источником ультразвуковых колебаний, расположенным вне камеры, теплопроводный экран, установленный по ходу распыления расплава за торцовой поверхностью свободного конца волновода-распылителя и тиглем, отличающееся тем, что, с целью снижения энергетических затрат и увеличения производительности, волновод-распылитель установлен под углом к горизонтали, причем угол между торцовой поверхностью волновода-распылителя и горизонталью составляет 90-100°.

Погружаемая площадь волновода Угол между поверхно, стью торца волновода-распылителя и „зеркалом расплава ПО сравнению с прототипом повышение производительности, % экономия электроэнергии, кВт/ч 0,1 90 9-10 4 0,2 90 20 12· 0,3 90 25-27 15-16 0,4 90 19-21 11-13 0,5 90 8 5 0.3 80 11-13 7-8 0,3 100 20-21 12-13 0,3 110 5-7 ... 3-4