Спосіб отримання металевого порошку

1. Спосіб отримання металевого порошку шляхом електроерозійного диспергування електричними розрядами шматочків металу в псевдозрідженому шарі, який відрізняється тим, що псевдозрідження створюють за рахунок електродинамічної взаємодії струмопровідних ланцюжків з шматочків металу з магнітним полем 3 21195 псевдозрідження створюють за рахунок електродинамічної взаємодії струмопровідних ланцюжків з шматочків металу з магнітним полем магніту, силові лінії якого направлені упоперек ліній протікання струму, переважно перпендикулярно до них. При цьому полюси магніту розташовують так, що силові лінії магнітного поля направлені горизонтально, а вектор сили електродинамічної взаємодії магнітного поля із струмопровідними ланцюжками, які створюють шматочки металу, направлений назустріч вектору сили ваги. Магнітне поле створюють постійним магнітом або електромагнітом. При цьому на шматочки металу додатково впливають вібрацією, переважно уздовж вектора сили електродинамічної взаємодії. В запропонованому способі псевдозрідження створюють за рахунок електродинамічної взаємодії струмопровідних ланцюжків з шматочків металу з магнітним полем магніту. Магнітне поле створюють зовнішнім постійним магнітом або електромагнітом. Це дозволяє підвищити продуктивність електроерозійного диспергування, оскільки енергія імпульсу безпосередньо витрачається на електроерозійне диспергування металу. Зовнішній магніт розташовують так, щоб силові лінії були направлені упоперек ліній протікання струму, переважно перпендикулярно до них, що призводить до того, що шматочки металу, по яких протікає струм, виштовхуються під дією сили електродинамічної взаємодії з магнітного поля, що створює ефект псевдозрідженого киплячого шару і зменшує кількість коротких замикань. Полюси магніту розташовують так, щоб силові лінії магнітного поля були направлені горизонтально, а вектор сили електродинамічної взаємодії магнітного поля із струмопровідними ланцюжками, які створюють шматочки металу, був направлений назустріч вектору сили ваги, що призводить до того, що на шматочки металу при проходженні по них імпульсу струм у діє сила, яка виштовхує шматочки вгору, після чого вони під дією сили ваги рухаються вниз, збільшуючи тим самим інтенсивність псевдозрідження. Сила, яка виштовхує шматочки вгору, має найбільшу величину при коротких замиканнях між шматочками металу і електродами, що ефективно усуває хаотично виникаючі короткі замикання. Дія на шматочки металу вібрацією, переважно уздовж вектора сили електродинамічної взаємодії, також приводить до збільшення інтенсивності псевдозрідження. Ефективне псевдозрідження зменшує вірогідність виникнення коротких замикань між шматочками металу і електродами, що підвищує продуктивність електроерозійного диспергування. Спосіб отримання металевого порошку здійснюють таким чином. Електроерозійне диспергування гранул металу здійснюють імпульсами електричного струму, які формують за допомогою генератора імпульсів. В якості генератора імпульсів може бути використаний традиційний генератор для електроерозійної обробки металів [як приклад: А.Л. Лившиц, И.С. Рогачев, Μ.Ш. Отто. Генераторы импульсов. М., "Энергия", 1970, с. 213.]. 4 Металеві гранули, що підлягають диспергуванню, поміщають в діелектричну судин у. Металеві гранули знаходяться в магнітному полі, яке створює постійний магніт або електромагніт, що охоплює діелектричну судин у з торців. Полюси магніту розташовані так, що силові лінії направлені горизонтально і упоперек ліній протікання струму через ланцюжки, утворені металевими гранулами. Під час надходження на електроди електричного імпульсу в точках контакту металевих гранул один з одним і з електродами виникають іскрові розряди, які утворюють електроерозійні проміжки, під час яких відбувається диспергування металу. При цьому, за рахунок випадкового характеру появи електроерозійних проміжків між металевими частинками, опір струмопровідних ланцюжків змінюється в широких межах. В процесі диспергування металу можуть хаотично виникати короткі замикання між шматочками металу і електродами. При коротких замиканнях не відбувається електроерозійне диспергування металевих гранул, тому для зменшення коротких замикань створюють псевдозріджений «киплячий шар» за рахунок електродинамічної взаємодії струмопровідних ланцюжків з шматочків металу з магнітним полем зовнішнього магніту. Електродинамічна взаємодія струмопровідних ланцюжків відбувається під час диспергування при протіканні електричного струму по ланцюжках, утворених контактуючими між собою металевими гранулами. Виникаюча сила виштовхує з магнітного поля ті шматочки металу, які в даний момент утворюють провідні ланцюжки. Величина сили тим більше, чим більше величина струму, що протікає по струмопровідних ланцюжках. Полюси магніту розташовують так, щоб вектор сили був направлений проти вектора сили ваги. Це призводить до того, що шматочки металу при проходженні імпульсу стр уму р ухаються вгору, після чого вони під дією сили ваги рухаються вниз. Це збільшує інтенсивність перемішування металевих гранул. В результаті створюється псевдозріджений киплячий шар, що нагадує "кипіння" металевих гранул в холодній рідині. При появі коротких замикань різко збільшується величина струму через стр умопровідні ланцюжки, утворені металевими гранулами. Це призводить до різкого збільшення сили, що виштовхує саме ті металеві гранули, які утворюють короткозамкнуті ланцюжки, що, як наслідок, призводить до розриву ланцюжків і, відповідно, до усунення коротких замикань. У момент розриву струмопровідних ланцюжків між гранулами виникають електроерозійні проміжки, в яких відбувається пробій і іскровий розряд, що призводить до диспергування металу. Таким чином, хаотично виникаючі короткі замикання у результаті не знижують інтенсивність диспергування металу, а, навпаки, приводять до його інтенсифікації при розривах стр умопровідних ланцюжків. Металеві гранули додатково перемішуються потоком робочої рідини, що рухається від низу до верху крізь шар шматочків металу для винесення готового продукту - виробленого ультрадисперсного порошку. Це ще більше посилює ефект «кипля 5 21195 чого шару». Псевдозріджений шар виникає при швидкості подачі рідини вище певної швидкості, достатньої для захоплення рідиною металевих шматочків, що отримали прискорення при електродинамічній взаємодії. Рух шматочків металу в псевдозрідженому шарі за рахунок електродинамічної взаємодії і за рахунок потоку рідини приводить до їх хаотичних торкань, при яких виникають і зникають струмопровідні ланцюжки з шматочків металу. Поява контактів і електроерозійних проміжків між металевими гранулами і електродами обумовлена зіткненнями шматочків при їх хаотичному русі в псевдозрідженому шарі. Таким чином, активність перемішування металевих гранул в псевдозрідженому шарі визначається дією двох чинників: електродинамічною виштовхуючою силою і рідиною, що р ухається з низу у верх. Сила, що виникає за рахунок електродинамічної взаємодії струмопровідних ланцюжків з магнітним полем, спільно з висхідним потоком рідини підтримують шар металевих гранул в розпушеному псевдозрідженому стані, при якому шматочки металу швидко диференціюються по глибині шару: крупні зерна опиняються біля дна судини, а дрібні виносяться потоком рідини і утворюють рухомий верхній шар, а дисперговані частинки захоплюються висхідним потоком рідини і виносяться з судини для подальшого відстою. Дія на шматочки металу вібрацією в площині вектора сили електродинамічної взаємодії приводить до збільшення інтенсивності псевдозрідження. Ефективне псевдозрідження зменшує вірогідність виникнення коротких замикань, а хаотично виникаючі короткі замикання швидко руйнуються електродинамічною взаємодією, що підвищує продуктивність електроерозійного диспергування. На фіг. 1 представлена схема пристрою для здійснення запропонованого способу. На фіг. 2 представлена схема пристрою для здійснення запропонованого способу, де показано розташування магніту щодо електродів і металевих гранул. Пристрій для реалізації запропонованого способу містить діелектричну судину 1 з перфорованим днищем 2 і патрубком 10, електроди 3 і 4, які підключені до генератора імпульсів 6, магніт 7, що охоплює діелектричну судин у 1 з торців і вібраційний механізм 8, з'єднаний своїм рухомим елементом 9 з перфорованим днищем судини 1. Пристрій для отримання металевого порошку за пропонованим способом працює таким чином. В судину 1, виготовлену з діелектричного матеріалу, завантажують металеві гранули 5 для диспергування, які розміщують рівномірним шаром на його перфорованому днищі 2. Електроерозійне диспергування гранул 5 металу здійснюють імпульсами електричного струму, які формують за допомогою генератора імпульсів 6. Імпульси струму поступають на електроди 3 і 4. В судину 1 через патрубок 10 і через отвори в перфорованому днищі 2 надходить робоча рідина. В зонах контакту металевих гранул 5 один з одним і з електродами 3 і 4 виникають іскрові розряди, що утворюють електроерозійні проміжки, під час яких відбуваєть 6 ся диспергування металу. В каналах розряду температура досягає 10 тис. градусів за Цельсієм. При цьому, за рахунок електричної ерозії, відбувається утворення металевого порошку. Під дією електричних розрядів в рідкому середовищі розвиваються значні гідродинамічні сили і виникають ультразвукові хвилі, які приводять до кавітації і до сонолюмінесценції. При кавітації виникають кавитаційні пузирі, які при схлопуванні виділяють велику енергію. При схлопуванні з пузиря виривається спалах сонолюмінесцентного випромінювання. Випромінює світло плазма, яка запалюється в центрі пузиря, що схлопується. Швидкість схлопування пузиря дорівнює 1-1.5км/сек. Надзвуковий рух породжує могутні ударні хвилі в рідині. Температура плазми при сонолюмінесценції складає десятки тисяч градусів. Ці чинники усилюють інтенсивність диспергування металевих гранул 5. Зовні судини 1 встановлений магніт 7, що охоплює діелектричну судин у 1 з торців. Магнітне поле направлено упоперек ліній протікання струму. Під днищем 2 діелектричні судини 1 розташований вібраційний механізм 8, пов'язаний з перфорованим днищем 2 рухомим елементом 9. Під час проходження імпульсів струм у через ланцюжки, утворені металевими гранулами 5, на них діє сила, направлена проти вектора сили ваги. Виникаюча сила виштовхує з магнітного поля ті шматочки металу, які утворюють провідні ланцюжки. В результаті металеві гранули 5, що знаходяться в струмових ланцюжках набувають прискорення і рухаються вгору, після чого вони під дією сили ваги рухаються вниз, що приводить до виникнення псевдозрідженого киплячого шару, що нагадує "кипіння" металевих гранул в холодній рідині. За рахунок випадкового характеру появи електроерозійних проміжків між металевими частинками 5, опір струмопровідних ланцюжків змінюється в широких межах, аж до короткого замикання. При появі коротких замикань різко збільшується величина струму через провідні ланцюжки, утворені металевими гранулами 5. Це приводить до різкого збільшення сили, що виштовхує саме ті металеві гранули 5, які утворюють короткозамкнуті ланцюжки, що, як наслідок, приводить до розриву ланцюжків і, відповідно, до усунення коротких замикань. Оскільки сила, яка виштовхує шматочки вгору, має найбільшу величину саме при коротких замиканнях, то вона ефективно усуває, виникаючі короткі замикання. У момент розриву стр умопровідних ланцюжків між гранулами 5 виникають електроерозійні проміжки, в яких відбувається пробій і іскровий розряд, що приводить до інтенсифікації диспергування металу. Металеві гранули 5 додатково перемішуються потоком робочої рідини, що поступає через патрубок 10 в судину 1, що посилює ефект «киплячого шару». На перфороване днище 2 за допомогою рухомого елемента 9, з'єднаного з вібраційним механізмом 8, впливає вібрація в площині вектора сили електродинамічної взаємодії, що також приводить до збільшення інтенсивності псевдозрідження. Ефективне псевдозрідження зменшує вірогідність 7 21195 виникнення коротких замикань між шматочками металу 5 і електродами 3 і 4, а хаотично виникаючі короткі замикання швидко руйнуються електродинамічною взаємодією, що підвищує продуктивність електроерозійного диспергування металу. Приклад 1. Гранули відходів твердого сплаву марки ВН8 (WC+8% мас. Ni) завантажували в діелектричну судину для електроерозійного диспергування. Під дією сили ваги ці гранули рівномірно розміщувалися на перфорованому днищі судини. Під діелектричною судиною встановлений магніт, що охоплює діелектрична судина з торців і вібраційний механізм, з'єднаний своїм рухомим елементом з перфорованим днищем судини. Потім в судину насосом через патрубок подавали робочу рідину, поступово збільшуючи її витрату доти, поки рідина не починала ворушити шар гранул, що знаходяться між електродами в судині. На електроди Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 8 подавали імпульси електричного струму. В результаті в судині відбувалися електричні розряди між електродами по ланцюжках, що контактують між собою і з електродами металевих гранул. При цьому відбувалося електроерозійне диспергування металевих гранул в псевдозрідженому шарі. При появі коротких замикань зростала інтенсивність перемішування металевих гранул і усувалися короткі замикання. Приклад 2. Гранули відходів твердого сплаву марки ВН8 (WC+8% мас. Ni) завантажували в діелектричну судину і проводили електроерозійне диспергування так, як це описано в прикладі 1, але з тією відмінністю, що на перфороване днище судини впливали вібрацією. Інтенсивність псевдозрідження зростала під дією вібрації перфорованого днища судини, а кількість коротких замикань зменшувалася. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601