Машина за атомизиране на вода с метален прах от 100 до 400 mesh

Прахът, приготвен чрез вакуумно-въздушно атомизиране, има предимствата на висока чистота, ниско съдържание на кислород и фин размер на частиците. След години на непрекъснати иновации и усъвършенстване, технологията за прахово атомизиране с вакуумно-въздушно атомизиране се е превърнала в основен метод за производство на високоефективни метални и сплавни прахове и е станала водещ фактор в подкрепа и насърчаване на изследванията на нови материали и разработването на нови технологии. Редакторът представи принципа, процеса и оборудването за смилане на прах чрез вакуумно-въздушно атомизиране, както и анализира видовете и употребата на прахове, приготвени чрез вакуумно-въздушно атомизиране.

Методът на атомизация е метод за приготвяне на прах, при който бързо движещата се течност (атомизираща среда) въздейства или по друг начин разбива металната или сплавната течност на фини капчици, които след това се кондензират в твърд прах. Атомизираните прахови частици не само имат абсолютно същия хомогенен химичен състав като дадената разтопена сплав, но и поради бързото втвърдяване, кристалната структура се усъвършенства и се елиминира макросегрегацията на втората фаза. Най-често използваната атомизираща среда е вода или ултразвук, което се нарича съответно водна атомизация и газова атомизация. Металните прахове, приготвени чрез водна атомизация, имат висок добив и икономична цена, а скоростта на охлаждане е бърза, но праховете имат високо съдържание на кислород и неправилна морфология, обикновено люспи. Прахът, приготвен чрез ултразвукова атомизираща технология, има малък размер на частиците, висока сферичност и ниско съдържание на кислород и се е превърнал в основен метод за производство на високоефективни сферични метални и сплавни прахове.

Технологията за вакуумно топене с газова атомизация под високо налягане интегрира високовакуумна технология, технология за топене при висока температура, технология за високо налягане и високоскоростна газова технология и е разработена, за да отговори на нуждите на развитието на праховата металургия, особено за производството на висококачествени сплави, съдържащи прах с активни елементи. Ултразвуковата/газова атомизация е нова технология за бързо втвърдяване. Благодарение на високата скорост на охлаждане, прахът има характеристиките на рафиниране на зърната, равномерен състав и висока разтворимост в твърдо състояние.

В допълнение към гореспоменатите предимства, металният прах, получен чрез вакуумно топене с газова пулверизация под високо налягане, има следните три характеристики: чист прах, ниско съдържание на кислород; висок добив на фин прах; висока сферичност на външния вид. Структурните или функционални материали, изработени от този прах, имат много предимства пред конвенционалните материали по отношение на физичните и химичните свойства. Разработените прахове включват прах от суперсплави, прах от термично напръскани сплави, прах от медни сплави и прах от неръждаема стомана.

1 Процес и оборудване за смилане на прах с вакуумно въздушно атомизиране

1.1 Процес на смилане на прах с вакуумно въздушно атомизиране

Методът на вакуумно-въздушно атомизиране на прах е нов тип процес, разработен в индустрията за производство на метални прахове през последните години. Той има предимствата на трудно окисляване на материалите, бързо закаляване на металния прах и висока степен на автоматизация. Специфичният процес е, че след като сплавта (металът) се разтопи и рафинира в индукционна пещ, разтопената метална течност се излива в топлоизолационната смес и навлиза в направляващата тръба и дюзата, а потокът от стопилка се атомизира от газовия поток под високо налягане. Атомизираният метален прах се втвърдява и утаява в атомизиращата кула, след което попада в резервоара за събиране на прах.

Атомизиращото оборудване, атомизиращият ултразвук и потокът на метална течност са трите основни аспекта на процеса на газово атомизиране. В атомизиращото оборудване инжектираният атомизиращ ултразвук ускорява и взаимодейства с потока на инжектираната метална течност, за да образува поле на потока. В това поле на потока потокът от разтопен метал се разкъсва, охлажда и втвърдява, като по този начин се получава прах с определени характеристики. Параметрите на атомизиращото оборудване включват структурата на дюзата, структурата на катетъра, позицията на катетъра и др. Атомизираният газ и неговите технологични параметри включват ултразвукови свойства, налягане на входящия въздух, скорост на въздуха и др., а потокът на метална течност и неговите технологични параметри включват свойствата на потока на метална течност, прегряване, диаметър на потока на течността и др. Ултразвуковото атомизиране постига целта да регулира размера на частиците на праха, разпределението на размера на частиците и микроструктурата чрез регулиране на различни параметри и тяхната координация.

1.2 Оборудване за пулверизиране с вакуумно въздушно атомизиране

Съвременното оборудване за вакуумно атомизиране и пулверизиране включва предимно чуждестранно и местно оборудване. Оборудването, произведено в чужбина, има висока стабилност и висока прецизност на управление, но цената му е висока, както и разходите за поддръжка и ремонт. Цената на местното оборудване е ниска, разходите за поддръжка са ниски и поддръжката е удобна. Въпреки това, местните производители на оборудване обикновено не владеят основните технологии на оборудването, като например атомизиращи дюзи и атомизационни процеси. В момента съответните чуждестранни изследователски институти и производствени предприятия пазят технологията в строга конфиденциалност и специфични и индустриализирани параметри на процеса не могат да бъдат получени от съответната литература и патенти. Това прави добива на висококачествен прах твърде нисък, за да бъде икономически изгоден, което е и основната причина, поради която моята страна не е в състояние да произвежда промишлено висококачествен прах, въпреки че има много производствени и научноизследователски звена за аерозолни прахове.

Структурата на устройството за ултразвуково атомизиране и пулверизиране се състои от следните части: междинночестотна индукционна топилна пещ, задържаща пещ, система за атомизиране, резервоар за атомизиране, система за прахоулавяне, система за ултразвуково захранване, система за водно охлаждане, система за управление и др.

В момента различни изследвания върху аерозолизацията се фокусират главно върху два аспекта. От една страна, се изучават параметрите на структурата на дюзата и характеристиките на струйния поток. Целта е да се получи връзката между полето на въздушния поток и структурата на дюзата, така че ултразвукът да достигне скоростта на изхода на дюзата, докато скоростта на ултразвуковия поток е малка, и да се осигури теоретична основа за проектирането и обработката на дюзата. От друга страна, се изследва връзката между параметрите на процеса на атомизация и свойствата на праха. Целта е да се проучи влиянието на параметрите на процеса на атомизация върху свойствата на праха и ефективността на атомизацията, специфична за дюзата, за да се оптимизира и насочи производството на прах. С една дума, подобряването на производителността на финия прах и намаляването на разхода на газ са водещи в посоката на развитие на технологията за ултразвукова атомизация.

1.2.1 Различни видове дюзи за ултразвукова атомизация

Атомизиращият газ увеличава скоростта и енергията през дюзата, като по този начин ефективно разрушава течния метал и приготвя праха, който отговаря на изискванията. Дюзата контролира потока и модела на движение на атомизираната среда и играе ключова роля за нивото на ефективност на атомизацията и стабилността на процеса на атомизация, и е ключова технология на ултразвуковата атомизация. В ранните процеси на газова атомизация обикновено се използваше структурата на дюзата със свободно падане. Тази дюза е с опростен дизайн, не се блокира лесно и процесът на управление е сравнително прост, но ефективността на атомизацията ѝ не е висока и е подходяща само за производство на прах с размер на частиците 50-300 μm. За да се подобри ефективността на атомизацията, по-късно бяха разработени рестриктивни дюзи или плътно свързани атомизиращи дюзи. Стегнатата или рестриктивна дюза скъсява разстоянието на полет на газа и намалява загубата на кинетична енергия в процеса на газовия поток, като по този начин увеличава скоростта и плътността на газовия поток, взаимодействащ с метала, и увеличава добива на фин прах.

1.2.1.1 Окръжна шлицова дюза

Ултразвукът с високо налягане навлиза тангенциално в дюзата. След това се изхвърля с висока скорост, образувайки вихър.