Maszyna do rozpylania wody w proszku o siatce 100 – 400 mesh

Proszek przygotowany przez atomizację próżniową ma zalety wysokiej czystości, niskiej zawartości tlenu i drobnej wielkości cząstek proszku. Po latach ciągłych innowacji i udoskonaleń, technologia proszków próżniowego rozpylania powietrza stała się główną metodą wytwarzania wysokowydajnych proszków metali i stopów oraz stała się wiodącym czynnikiem wspierającym i promującym badania nad nowymi materiałami oraz rozwój nowych technologii. Redaktor przedstawił zasadę, proces i urządzenia do mielenia proszków atomizacji próżniowo-powietrznej oraz przeanalizował rodzaje i zastosowania proszku otrzymywanego metodą atomizacji próżniowo-powietrznej.

Metoda atomizacji to metoda przygotowania proszku, w której szybko poruszający się płyn (ośrodek atomizujący) uderza lub w inny sposób rozbija ciecz metalową lub stopową na drobne kropelki, które następnie są skraplane w stały proszek. Zatomizowane cząstki proszku nie tylko mają dokładnie taki sam jednorodny skład chemiczny jak dany stopiony stop, ale także dzięki szybkiemu krzepnięciu uszlachetniają strukturę krystaliczną i eliminują makrosegregację drugiej fazy. Powszechnie stosowanym medium atomizującym jest woda lub ultradźwięki, co nazywa się odpowiednio atomizacją wody i atomizacją gazu. Proszki metali przygotowane przez atomizację wody mają wysoką wydajność i ekonomiczną wydajność, a szybkość chłodzenia jest duża, ale proszki mają wysoką zawartość tlenu i nieregularną morfologię, zwykle płatki. Proszek przygotowany technologią atomizacji ultradźwiękowej ma mały rozmiar cząstek, wysoką kulistość i niską zawartość tlenu i stał się główną metodą wytwarzania wysokowydajnych sferycznych proszków metali i stopów.

Technologia wytapiania próżniowego pod wysokim ciśnieniem, rozpylania gazu i proszkowania łączy technologię wysokiej próżni, technologię wytapiania w wysokiej temperaturze, technologię gazu pod wysokim ciśnieniem i przy dużej prędkości i jest produkowana w celu zaspokojenia potrzeb rozwoju metalurgii proszków, szczególnie do produkcji wysokociśnieniowych wysokiej jakości stopy zawierające składniki aktywne w postaci proszku. Technologia proszkowania ultradźwiękowego / atomizacji gazowej to nowa technologia szybkiego krzepnięcia. Ze względu na dużą szybkość chłodzenia proszek charakteryzuje się rozdrobnieniem ziarna, jednolitym składem i wysoką rozpuszczalnością w postaci stałej.

Oprócz powyższych zalet proszek metalowy wytwarzany w procesie wytapiania próżniowego pod wysokim ciśnieniem i atomizacji gazu ma następujące trzy cechy: czysty proszek, niską zawartość tlenu; wysoki uzysk drobnego proszku; wysoka sferyczność wyglądu. Materiały strukturalne lub funkcjonalne wykonane z tego proszku mają wiele zalet w porównaniu z materiałami konwencjonalnymi pod względem właściwości fizycznych i chemicznych. Opracowane proszki obejmują proszek nadstopu, proszek stopu natryskiwanego termicznie, proszek stopu miedzi i proszek stali nierdzewnej.

1 Proces i sprzęt do mielenia proszków metodą atomizacji próżniowej

1.1 Proces mielenia proszku metodą atomizacji próżniowej

Metoda proszkowania metodą próżniowo-powietrzną jest nowym rodzajem procesu opracowanym w ostatnich latach w przemyśle wytwarzania proszków metali. Ma zalety polegające na niełatwym utlenianiu materiałów, szybkim hartowaniu proszku metalicznego i wysokim stopniu automatyzacji. Specyficzny proces polega na tym, że po stopieniu i rafinacji stopu (metalu) w piecu indukcyjnym, ciekły stopiony metal wlewa się do zapadliska izolacji termicznej i wchodzi do rury prowadzącej i dyszy, a strumień stopu jest rozpylany przez wysoko- przepływ gazu pod ciśnieniem. Rozpylony proszek metalowy zestala się i osadza w wieży atomizacyjnej i opada do zbiornika zbierającego proszek.

Sprzęt do atomizacji, atomizacja ultradźwiękowa i przepływ cieczy metalicznej to trzy podstawowe aspekty procesu atomizacji gazu. W urządzeniach do atomizacji wtryskiwany atomizujący ultradźwięk przyspiesza i wchodzi w interakcję z wtryskiwanym przepływem cieczy metalicznej, tworząc pole przepływu. W tym polu przepływu strumień stopionego metalu jest przerywany, chłodzony i zestalany, w wyniku czego otrzymuje się proszek o określonych właściwościach. Parametry sprzętu do atomizacji obejmują strukturę dyszy, strukturę cewnika, położenie cewnika itp., gaz atomizacyjny i jego parametry procesu obejmują właściwości ultradźwiękowe, ciśnienie wlotu powietrza, prędkość powietrza itp. oraz przepływ cieczy metalicznej, a parametry procesu obejmują przepływ cieczy metalicznej właściwości, przegrzanie, średnica przepływu cieczy itp. Atomizacja ultradźwiękowa osiąga cel dostosowania wielkości cząstek proszku, rozkładu wielkości cząstek i mikrostruktury poprzez dostosowanie różnych parametrów i ich koordynację.

1.2 Urządzenia do rozpylania próżniowego powietrza

Obecny sprzęt do rozpylania próżniowego obejmuje głównie sprzęt zagraniczny i sprzęt domowy. Sprzęt produkowany za granicą ma wysoką stabilność i wysoką precyzję sterowania, ale koszt sprzętu jest wysoki, a koszty konserwacji i napraw są wysokie. Koszt sprzętu domowego jest niski, koszt konserwacji jest niski, a konserwacja jest wygodna. Jednakże producenci sprzętu domowego na ogół nie opanowali podstawowych technologii sprzętu, takich jak dysze atomizujące i procesy atomizacji. Obecnie odpowiednie zagraniczne instytuty badawcze i przedsiębiorstwa produkcyjne utrzymują technologię w ścisłej tajemnicy, a na podstawie odpowiedniej literatury i patentów nie można uzyskać szczegółowych i przemysłowych parametrów procesu. To sprawia, że ​​wydajność proszku wysokiej jakości jest zbyt niska, aby była ekonomiczna, co jest również głównym powodem, dla którego mój kraj nie jest w stanie wyprodukować na skalę przemysłową proszku wysokiej jakości, mimo że istnieje wiele jednostek zajmujących się produkcją proszku aerozolowego i jednostkami naukowo-badawczymi.

Struktura ultradźwiękowego urządzenia do proszkowania atomizującego składa się z następujących części: piec do topienia indukcyjnego o średniej częstotliwości, piec przetrzymujący, układ atomizacji, zbiornik atomizacji, układ odpylania, ultradźwiękowy układ zasilania, układ chłodzenia wodą, układ sterowania itp.

Obecnie różne badania nad aerozolizacją skupiają się głównie na dwóch aspektach. Z jednej strony badane są parametry konstrukcji dyszy i charakterystyka przepływu strumienia. Celem jest uzyskanie zależności między polem przepływu powietrza a konstrukcją dyszy, tak aby ultradźwięki osiągały prędkość na wylocie dyszy, podczas gdy natężenie przepływu ultradźwiękowego było małe, i stanowiło teoretyczne podstawy do projektowania i przetwarzania dyszy. Z drugiej strony zbadano związek pomiędzy parametrami procesu atomizacji a właściwościami proszku. Ma na celu zbadanie wpływu parametrów procesu atomizacji na właściwości proszku i wydajność atomizacji dla konkretnej dyszy w celu optymalizacji i ukierunkowania produkcji proszku. Jednym słowem poprawa wydajności drobnego proszku i zmniejszenie zużycia gazu wyznacza kierunek rozwoju technologii atomizacji ultradźwiękowej.

1.2.1 Różne typy dysz do atomizacji ultradźwiękowej

Gaz atomizujący zwiększa prędkość i energię przepływającą przez dyszę, skutecznie rozbijając ciekły metal i przygotowując proszek spełniający wymagania. Dysza kontroluje przepływ i wzór przepływu rozpylanego medium i odgrywa kluczową rolę w poziomie wydajności atomizacji i stabilności procesu atomizacji oraz jest kluczową technologią atomizacji ultradźwiękowej. We wczesnym procesie atomizacji gazu powszechnie stosowano konstrukcję dyszy swobodnego spadku. Dysza ta jest prosta w konstrukcji, niełatwa do zablokowania, a proces kontroli jest stosunkowo prosty, ale jej wydajność atomizacji nie jest wysoka i nadaje się tylko do produkcji proszku o wielkości cząstek 50-300 μm. W celu poprawy efektywności atomizacji opracowano później dysze ograniczające lub ściśle połączone dysze atomizujące. Szczelna lub ograniczająca dysza skraca odległość przelotu gazu i zmniejsza straty energii kinetycznej w procesie przepływu gazu, zwiększając w ten sposób prędkość i gęstość strumienia gazu oddziałującego z metalem i zwiększając uzysk drobnego proszku.

1.2.1.1 Dysza szczelinowa obwodowa

Ultradźwięki pod wysokim ciśnieniem wchodzą do dyszy stycznie. Następnie jest wyrzucany z dużą prędkością, tworząc wir