устройство для получения металлического порошка

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, содержащее металлические заготовки, соединенные с источником тока, систему центробежного вращения струи расплавленного металла и накопитель порошка, отличающееся тем, что оно снабжено звуковым облучателем, размещенным под накопителем металлического порошка, а система центробежного вращения струи металла выполнена в виде полого электромагнитного индуктора, расположенного под заготовками с осью симметрии, проходящей между заготовками, при этом заготовки выполнены с возможностью вращения и продольного перемещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике получения порошков из жидкого металла.

Известна конструкция устройства для получения металлического порошка, содержащая электромоторы, ведущие валы и расплавляемую заготовку металла, причем порошок получается путем центробежного pаспыления быстровращающейся заготовки, один из торцов которой оплавляется плазмотроном.

Недостатками известного устройства являются наличие больших центробежных сил, возникающих во вращающихся узлах конструкции электромоторах, передаточных валах и заготовках, приводящих к быстрому износу этих узлов и, следовательно, малому сроку надежной эксплуатации.

В качестве прототипа выбрана конструкция газоструйной установки, содержащая расплавляемые металлические заготовки, соединенные с источником тока, систему центробежного распыления струи жидкого металла, выполненную в виде газового вихреобразователя, и систему рециркуляции газа. В этом устройстве порошок получается из струи жидкого металла путем распыления под действием двух вращающихся вихревых газовых потоков.

Недостатком прототипа является сложность технологии получения порошка, при которой требуются большие расходы вихреобразующего газа, а также сложные системы фильтрации этого газа при рециркуляции.

Целью изобретения является повышение срока надежности устройства и уменьшение массогабаритов путем максимального исключения быстровращающихся механических узлов и исключения газоструйной системы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для получения металлического порошка содержит заготовки, соединенные с источником тока, систему центробежного вращения струи металла, выполненную в виде полого электромагнитного индуктора, размещенного под заготовками, а заготовки имеют осевую и азимутальную степени свободы; устройство содержит также звуковой облучатель, установленный под накопителем.

Заявляемое устройство отличается от прототипа:

выполнением системы центробежного вращения струи расплавляемого металла на основе электромагнитного индуктора и его расположением, что обеспечивает быстрое электромагнитное вращение падающих капель металла и их центробежное распыление;

введением звукового облучателя, предохраняющего нагретый порошок от слипания;

придание заготовке двух степеней свободы в продольном и азимутальном направлениях, что позволяет стабилизировать электродуговую плавку заготовок.

Система образования струи жидкого металла выполнена, например, в виде двух электродов, приготовленных непосредственно из расплавляемого металла, которые в процессе дуговой электроплавки поворачиваются относительно друг друга и по мере плавления сближаются на заданное расстояние. Струя жидкого металла в виде капель получается путем свободного стекания из зоны плавки.

Система вращения падающих капель металла выполнена в форме полого электромагнитного индуктора, например цилиндрического, расположенного под расплавляемыми заготовками. Ось симметрии индуктора проходит через центр зоны плавки и индуктор питается переменным многофазным электротоком.

Для предотвращения слипания нагретого металлического порошка в устройстве предусмотрен звуковой облучатель, расположенный непосредственно под дном накопителя порошка.

На чертеже показано описываемое устройство, общий вид.

Устройство состоит из электромагнитного индуктора 4, создающего вращающееся магнитное поле 6 внутри индуктора 4, расплавляемых заготовок 1 и 2, расположенных над индуктором 4, к которым подводится электрический ток по электровводам 7 и 8, и звукового генератора 9, расположенного под накопителем 10.

Устройство работает следующим образом. По электровводам 7 и 8 к металлическим заготовкам 1 и 2 подается электроток для создания дуговой плавки в зоне 3, из которой струя или капли расплавленного металла 5 в процессе свободного падения попадают в полость индуктора 4 с вращающимся магнитным полем 6. Это поле за счет эффекта электроиндукции приводит капли металла в быстрое вращательное движение и осуществляет их многократное центробежное распыление на мелкие фракции. Порошок, частично остывший в процессе свободного падения в среде инертного газа устройства, собирается на дне накопителя 10 и облучается звуковым генератором 9 с целью предотвращения слипания.

Для проверки работоспособности устройства была изготовлена модель, в которой в качестве струи жидкого металла использовалась ртуть. Капли ртути падали в индукторе статорной обмотки асинхронного электродвигателя мощностью 500 Вт, из которого был удален ротор. В опыте подтвердилась принципиальная часть идеи предлагаемого устройства дробление капель жидкого металла за счет вращающегося магнитного поля индуктора.

Таким образом, заявляемое устройство для получения металлического порошка не содержит механических узлов, движущихся с большими центробежными ускорениями; большая скорость вращения магнитного поля позволяет создать более однородную фракцию порошка. Устройство не содержит также газовой вихревой системы и плазмотронного генератора. Наряду с этим устройство имеет резко сниженные массогабариты. Следовательно, заявляемое устройство по сравнению с известными устройствами имеет более длительный срок надежной эксплуатации и является более экономичным в изготовлении и обслуживании.