100 меша – 400 меша Машина за пулверизиране на вода с метален прах

Прахът, приготвен чрез вакуумна въздушна пулверизация, има предимствата на висока чистота, ниско съдържание на кислород и фин размер на частиците на праха. След години на непрекъснати иновации и усъвършенстване, технологията за прахообразна пулверизация с вакуум се превърна в основен метод за производство на прахове от метали и сплави с висока производителност и се превърна във водещ фактор, подкрепящ и насърчаващ изследването на нови материали и разработването на нови технологии. Редакторът представи принципа, процеса и оборудването за смилане на прах за вакуумна въздушна пулверизация и анализира видовете и употребите на прах, приготвен чрез вакуумна въздушна пулверизация.

Методът на пулверизиране е метод за приготвяне на прах, при който бързо движещата се течност (среда за пулверизиране) удря или по друг начин разбива течността от метал или сплав на фини капчици, които след това се кондензират в твърд прах. Атомизираните прахови частици не само имат абсолютно същия хомогенен химичен състав като дадената стопена сплав, но също така благодарение на бързото втвърдяване усъвършенства кристалната структура и елиминира макросегрегацията на втората фаза. Често използваната среда за пулверизиране е вода или ултразвук, което се нарича съответно пулверизиране на вода и газ. Металните прахове, приготвени чрез пулверизиране с вода, имат висок добив и икономичен добив, а скоростта на охлаждане е бърза, но праховете имат високо съдържание на кислород и неправилна морфология, обикновено люспи. Прахът, приготвен чрез технология за ултразвукова пулверизация, има малък размер на частиците, висока сферичност и ниско съдържание на кислород и се превърна в основния метод за производство на високоефективни сферични прахове от метал и сплав.

Технологията за пулверизиране на газ при високо налягане при вакуумно топене интегрира технология за висок вакуум, технология за топене при висока температура, газова технология при високо налягане и висока скорост и се произвежда, за да отговори на нуждите на развитието на праховата металургия, особено за производството на високо- качествени сплави, съдържащи активни елементи на прах. Технологията за ултразвуково/газово пулверизиране е нова технология за бързо втвърдяване. Благодарение на високата скорост на охлаждане, прахът има характеристиките на рафиниране на зърното, равномерен състав и висока разтворимост в твърдо вещество.

В допълнение към горните предимства, металният прах, произведен чрез пулверизиране на газ под високо налягане при вакуумно топене, има следните три характеристики: чист прах, ниско съдържание на кислород; висок добив на фин прах; висока сферичност на външния вид. Структурните или функционалните материали, направени от този прах, имат много предимства пред конвенционалните материали по отношение на физични и химични свойства. Разработените прахове включват прах от суперсплав, прах от сплав с термично разпръскване, прах от медна сплав и прах от неръждаема стомана.

1 Процес и оборудване за смилане на прах за вакуумна пулверизация

1.1 Процес на смилане на прах с вакуумна пулверизация

Методът за пулверизиране с вакуумна въздушна пулверизация е нов тип процес, разработен в индустрията за производство на метален прах през последните години. Той има предимствата на нелесно окисление на материалите, бързо закаляване на метален 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 топлоизолационния слой и навлиза в направляващата тръба и дюзата, а потокът от стопилка се пулверизира от високо- газов поток под налягане. Атомизираният метален прах се втвърдява и утаява в пулверизатора и попада в резервоара за събиране на прах.

Оборудване за пулверизиране, ултразвуково пулверизиране и поток от метална течност са трите основни аспекта на процеса на пулверизиране на газ. В оборудването за пулверизиране, инжектираният пулверизиращ ултразвук ускорява и взаимодейства с инжектирания метален течен поток, за да образува поле на потока. В това поле на потока потокът от разтопен метал се разбива, охлажда и втвърдява, като по този начин се получава прах с определени характеристики. Параметрите на оборудването за пулверизиране включват структура на дюзата, структура на катетъра, позиция на катетъра и т.н., газът за пулверизиране и неговите параметри на процеса включват ултразвукови свойства, налягане на входа на въздуха, скорост на въздуха и т.н., а потокът на метална течност и неговите параметри на процеса включват поток на метална течност свойства, прегряване, диаметър на потока на течността и др. Ултразвуковата пулверизация постига целта за регулиране на 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 вакуумна въздушна пулверизация

Настоящото оборудване за пулверизиране с вакуумна пулверизация включва главно чуждестранно оборудване и местно оборудване. Оборудването, произведено в чужбина, има висока стабилност и висока прецизност на управление, но цената на оборудването е висока, а разходите за поддръжка и ремонт са високи. Разходите за домашно оборудване са ниски, разходите за поддръжка са ниски и поддръжката е удобна. Въпреки това, местните производители на оборудване обикновено не владеят основните технологии на оборудването като пулверизиращи дюзи и процеси на пулверизиране. Понастоящем съответните чуждестранни изследователски институти и производствени предприятия пазят технологията строго поверителна 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 икономичен, което е и основната причина, поради която моята страна не е в състояние да произведе промишлено висококачествен прах, въпреки че има много аерозолни прахове за производство и научни изследователски звена.

Структурата на устройството за ултразвуково пулверизиране се състои от следните части: пещ за индукционно топене с междинна честота, пещ за задържане, система за пулверизиране, резервоар за пулверизиране, система за събиране на прах, система за ултразвуково захранване, система за водно охлаждане, система за управление и др.

Понастоящем различни изследвания върху аерозолирането се фокусират главно върху два аспекта. От една страна се изследват параметрите на конструкцията 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 дебитът на ултразвуковия поток е малък, и осигурява теоретична основа за дизайна и обработката на дюзата. От друга страна, беше изследвана връзката между параметрите на процеса на атомизация и свойствата на праха. Той има за цел да проучи ефекта от параметрите на процеса на пулверизиране върху свойствата на праха и ефективността на пулверизиране на специфична за дюзата основа, за да оптимизира и насочва производството на прах. С една дума, подобряването на производителността на финия прах и намаляването на потреблението на газ води посоката на развитие на технологията за ултразвукова атомизация.

1.2.1 Различни видове дюзи за ултразвукова пулверизация

Разпръскващият газ увеличава скоростта и енергията през дюзата, като по този начин ефективно разбива течния метал и подготвя праха, който отговаря на изискванията. Дюзата контролира потока и модела на потока на пулверизираната среда и играе решаваща роля за нивото на ефективност на пулверизиране и стабилността на процеса на пулверизиране и е ключовата технология на ултразвуковата пулверизация. В ранния процес на пулверизиране на газ обикновено се използва структурата на дюзата със свободно падане. Тази дюза е проста по дизайн, не е лесно да бъде блокирана и процесът на управление е сравнително прост, но нейната ефективност на пулверизиране не е висока и е подходяща само за производство на прах с размер на частиците 50-300 μm. За да се подобри ефективността на пулверизиране, по-късно бяха разработени ограничителни дюзи или плътно свързани пулверизиращи дюзи. Плътната или ограничителна дюза скъсява разстоянието на полета 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 Периферентен накрайник

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