Машина для розпилення води з металевим порошком 100 меш – 400 меш

Порошок, отриманий методом вакуумно-повітряного розпилення, має такі переваги, як висока чистота, низький вміст кисню та дрібні частинки порошку. Після років постійних інновацій та вдосконалень, технологія вакуумно-повітряного розпилення перетворилася на основний метод виробництва високопродуктивних порошків металів та сплавів, а також стала провідним фактором підтримки та просування досліджень нових матеріалів та розробки нових технологій. Редактор представив принцип, процес та обладнання для подрібнення порошків вакуумно-повітряного розпилення, а також проаналізував типи та використання порошків, отриманих методом вакуумно-повітряного розпилення.

Метод атомізації – це метод приготування порошку, в якому швидкорухома рідина (розпилювальне середовище) ударяє або іншим чином розбиває металеву або сплавну рідину на дрібні краплі, які потім конденсуються у твердий порошок. Розпилені частинки порошку не тільки мають точно такий самий однорідний хімічний склад, як і даний розплавлений сплав, але також завдяки швидкому затвердінню покращують кристалічну структуру та усувають макросегрегацію другої фази. Зазвичай використовуваним середовищем для атомізації є вода або ультразвук, що називається відповідно водною атомізацією та газовою атомізацією. Металеві порошки, отримані методом водної атомізації, мають високий вихід та економічність, а швидкість охолодження висока, але порошки мають високий вміст кисню та нерегулярну морфологію, зазвичай у вигляді пластівців. Порошок, отриманий за допомогою технології ультразвукової атомізації, має малий розмір частинок, високу сферичність та низький вміст кисню, і став основним методом отримання високоефективних сферичних порошків металів та сплавів.

Технологія вакуумного плавлення з газовим розпиленням високого тиску поєднує високовакуумну технологію, технологію високотемпературної плавки, технологію високого тиску та високошвидкісного газового розпилення та розроблена для задоволення потреб розвитку порошкової металургії, особливо для виробництва високоякісних сплавів, що містять порошок активних елементів. Технологія ультразвукового/газового розпилення - це нова технологія швидкого затвердіння. Завдяки високій швидкості охолодження, порошок має характеристики подрібнення зерна, однорідного складу та високої розчинності твердих речовин.

Окрім вищезазначених переваг, металевий порошок, отриманий методом вакуумного плавлення з розпиленням газу під високим тиском, має такі три характеристики: чистий порошок, низький вміст кисню; високий вихід дрібного порошку; висока сферичність зовнішнього вигляду. Структурні або функціональні матеріали, виготовлені з цього порошку, мають багато переваг над традиційними матеріалами з точки зору фізичних та хімічних властивостей. Розроблені порошки включають порошок суперсплавів, порошок сплавів, отриманих термічним напиленням, порошок мідних сплавів та порошок нержавіючої сталі.

1 Процес та обладнання для подрібнення порошку вакуумним повітряним розпиленням

1.1 Процес подрібнення порошку вакуумним повітряним розпиленням

Метод вакуумно-повітряного розпилення – це новий тип процесу, розроблений у виробництві металевих порошків останніми роками. Він має переваги нелегкого окислення матеріалів, швидкого гартування металевого порошку та високого ступеня автоматизації. Специфіка процесу полягає в тому, що після того, як сплав (метал) розплавлений та рафінований в індукційній печі, розплавлений метал у рідині заливається в теплоізоляційну масу та потрапляє в напрямну трубку та сопло, а потік розплаву розпилюється потоком газу високого тиску. Розпилений металевий порошок твердне та осідає в розпилювальній башті, а потім потрапляє в резервуар для збору порошку.

Розпилювальне обладнання, розпилення ультразвуком та потік металевої рідини – це три основні аспекти процесу газового розпилення. В розпилювальному обладнанні введений розпилювальний ультразвук прискорюється та взаємодіє з потоком введеної металевої рідини, утворюючи поле потоку. У цьому полі потоку потік розплавленого металу розривається, охолоджується та твердне, тим самим отримуючи порошок з певними характеристиками. Параметри розпилювального обладнання включають структуру сопла, структуру катетера, положення катетера тощо, розпилювальний газ та його параметри процесу включають ультразвукові властивості, тиск повітря на вході, швидкість повітря тощо, а потік металевої рідини та його параметри процесу включають властивості потоку металевої рідини, перегрів, діаметр потоку рідини тощо. Ультразвукове розпилення досягає мети регулювання розміру частинок порошку, розподілу розмірів частинок та мікроструктури шляхом регулювання різних параметрів та їх координації.

1.2 Обладнання для вакуумного повітряного розпилення та подрібнення

Сучасне обладнання для вакуумного розпилення включає переважно іноземне та вітчизняне обладнання. Обладнання, вироблене за кордоном, має високу стабільність та високу точність керування, але вартість обладнання висока, а також високі витрати на обслуговування та ремонт. Вартість вітчизняного обладнання низька, витрати на обслуговування низькі, а обслуговування зручне. Однак вітчизняні виробники обладнання, як правило, не володіють основними технологіями обладнання, такими як розпилювальні форсунки та процеси розпилення. Наразі відповідні іноземні дослідницькі інститути та виробничі підприємства суворо тримають технології в таємниці, а конкретні та промислово розроблені параметри процесу неможливо отримати з відповідної літератури та патентів. Це робить вихід високоякісного порошку занадто низьким, щоб бути економічно вигідним, що також є основною причиною, чому моя країна не змогла промислово виробляти високоякісний порошок, незважаючи на наявність багатьох виробництв аерозольних порошків та науково-дослідних підрозділів.

Структура ультразвукового розпилювального пристрою складається з таких частин: індукційна плавильна піч середньої частоти, витримуюча піч, система розпилення, резервуар для розпилення, система пилозбірника, система ультразвукової подачі, система водяного охолодження, система керування тощо.

Наразі різні дослідження аерозолізації в основному зосереджені на двох аспектах. З одного боку, вивчаються параметри структури сопла та характеристики струменевого потоку. Метою є отримання взаємозв'язку між полем повітряного потоку та структурою сопла, щоб ультразвук досяг швидкості на виході сопла, коли швидкість ультразвукового потоку невелика, і це забезпечує теоретичну основу для проектування та обробки сопла. З іншого боку, було досліджено взаємозв'язок між параметрами процесу розпилення та властивостями порошку. Метою є вивчення впливу параметрів процесу розпилення на властивості порошку та ефективність розпилення для кожної сопла з метою оптимізації та управління виробництвом порошку. Одним словом, підвищення продуктивності дрібного порошку та зменшення споживання газу є напрямком розвитку технології ультразвукового розпилення.

1.2.1 Різні типи форсунок для ультразвукового розпилення

Розпилювальний газ збільшує швидкість та енергію, що проходить через сопло, тим самим ефективно розбиваючи рідкий метал та готуючи порошок, який відповідає вимогам. Сопло контролює потік та схему течії розпиленого середовища, відіграючи вирішальну роль у рівні ефективності розпилення та стабільності процесу розпилення, і є ключовою технологією ультразвукового розпилення. У ранніх процесах газового розпилення зазвичай використовувалася структура сопла вільного падіння. Це сопло має просту конструкцію, його нелегко блокувати, а процес керування відносно простий, але його ефективність розпилення невисока, і воно підходить лише для виробництва порошку з розміром частинок 50-300 мкм. Для підвищення ефективності розпилення пізніше були розроблені обмежувальні сопла або щільно з'єднані розпилювальні сопла. Щільне або обмежувальне сопло скорочує дальність польоту газу та зменшує втрати кінетичної енергії в процесі газового потоку, тим самим збільшуючи швидкість та щільність газового потоку, що взаємодіє з металом, і збільшуючи вихід дрібного порошку.

1.2.1.1 Кільцеподібна щілинна насадка

Ультразвук високого тиску потрапляє в сопло тангенціально. Потім він викидається з високою швидкістю, утворюючи вихор.