RU2588931C1 - Method of producing ultrafine powder of metal or metal alloys - Google Patents
Method of producing ultrafine powder of metal or metal alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588931C1 RU2588931C1 RU2015101654/02A RU2015101654A RU2588931C1 RU 2588931 C1 RU2588931 C1 RU 2588931C1 RU 2015101654/02 A RU2015101654/02 A RU 2015101654/02A RU 2015101654 A RU2015101654 A RU 2015101654A RU 2588931 C1 RU2588931 C1 RU 2588931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- plasma
- alloy
- rod
- powder
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для производства ультрадисперсного металлического порошка плазмохимическим методом.The invention relates to the metallurgical industry and can be used for the production of ultrafine metal powder by the plasma-chemical method.
В настоящее время металлические ультрадисперсные порошки получают в основном двумя способами: химическим, включающим осаждение в водных растворах и восстановление порошка из оксидов и гидроксидов металлов, и физическим, включающим испарение металла или металлического сплава и последующую его конденсацию. Порошки отличаются фазовым составом, морфологией поверхности, микроструктурой частиц, физико-технологическими свойствами и конечной чистотой. Ультрадисперсные металлические порошки обладают более высокой каталитической активностью и способны катализировать различные процессы органического синтеза. От свойств порошков зависят эксплуатационные характеристики изделий.Currently, ultrafine metal powders are obtained mainly in two ways: chemical, including precipitation in aqueous solutions and reduction of the powder from metal oxides and hydroxides, and physical, including the evaporation of a metal or metal alloy and its subsequent condensation. Powders differ in phase composition, surface morphology, particle microstructure, physical and technological properties and final purity. Ultrafine metal powders have a higher catalytic activity and are capable of catalyzing various processes of organic synthesis. The performance characteristics of the products depend on the properties of the powders.
Процесс диспергирования плазменной струей имеет ряд преимуществ: относительная простота применяемого оборудования, широкий диапазон регулирования параметров, возможность распыления тугоплавких материалов, активное управление процессом на стадии образования капель жидкого металла или металлического сплава и воздействие на каплю на стадии охлаждения, возможность влияния на формообразование и получение заданной структуры с требуемыми свойствами, получение порошков заданного размера.The process of dispersion by a plasma jet has several advantages: the relative simplicity of the equipment used, a wide range of control parameters, the possibility of spraying refractory materials, active process control at the stage of formation of droplets of a liquid metal or metal alloy and the effect on the droplet at the cooling stage, the possibility of influencing the shaping and obtaining the desired structures with the required properties, obtaining powders of a given size.
Исследование возможности получения порошков металлов с использованием плазменных технологий показано в работе /Н. Струков, Ю.Д. Щицын. Исследование возможности получения порошков металлов с использованием плазменных технологий. Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа. Ульяновск, 2011 год/. Плазменным распылением пруткового материала получены металлические порошки.A study of the possibility of obtaining metal powders using plasma technologies is shown in / N. Strukov, Yu.D. Shchitsyn. Investigation of the possibility of obtaining metal powders using plasma technologies. Youth Innovation Forum of the Volga Federal District. Ulyanovsk, 2011 /. Plasma spraying of bar material obtained metal powders.
Способ получения ультрадисперсных порошков из металлической проволоки описан в патенте /Патент США №4610718, 09.09.1986/. Отличительная особенность предлагаемого способа заключается в том, в качестве источника для испарения металла в плазменной дуге может быть не только один электрод (например катод), но и оба электрода в виде стержней из исходного металла. Производительность плазмотрона определяется, в частности, скоростью подачи металлически стержней в область высокотемпературной плазменной струи.A method of obtaining ultrafine powders from a metal wire is described in patent / US Patent No. 4610718, 09.09.1986 /. A distinctive feature of the proposed method is that, as a source for the evaporation of metal in a plasma arc, there can be not only one electrode (for example, a cathode), but also both electrodes in the form of rods from the source metal. The performance of the plasma torch is determined, in particular, by the feed rate of the metal rods into the region of the high-temperature plasma jet.
Известен способ получения ультрадисперсных порошков кремния /RU 2359906 С2, 27.06.2009/. Исходный кремний подают в поток плазмообразующего газа с постоянной скоростью. Процесс испарения кремния до образования атомного пара ведут при температуре плазмы СВЧ-разряда 4000-6000°C. Предложенное изобретение позволяет получать ультрадисперсный порошок кремния с выходом заданной фракции более 50%.A known method of producing ultrafine powders of silicon / RU 2359906 C2, 06/27/2009 /. The source silicon is fed into the plasma-forming gas stream at a constant speed. The process of evaporation of silicon to the formation of atomic vapor is carried out at a plasma temperature of a microwave discharge of 4000-6000 ° C. The proposed invention allows to obtain ultrafine silicon powder with the release of a given fraction of more than 50%.
Способ получения мелкодисперсного очищенного порошка тугоплавких металлов описан в патенте /RU 2389584 С2, 20.05.2010/. Исходный материал подают в столб плазмы, нагревают до температуры плавления с получением очищенных частиц порошка. При необходимости полученный порошок разделяют на фракции и накапливают в приемной емкости.A method of obtaining a fine purified powder of refractory metals is described in patent / RU 2389584 C2, 05/20/2010 /. The source material is fed into a plasma column, heated to a melting point to obtain purified powder particles. If necessary, the resulting powder is separated into fractions and accumulated in a receiving tank.
Известен способ получения ультрадисперсных порошков металлов, их оксидов, карбидов, сплавов и т.д. /RU №2238174 С1, 20.10.2004/. В предложенном способе, включающем подачу и испарение потока порошкообразного материала в инертном газе при воздействии на него в поле центробежных сил электродуговым разрядом и плазмой, последующее отделение неиспарившейся части материала от парогазового потока, охлаждение, конденсацию и отделение ультрадисперсного порошка на фильтре, стабилизацию температуры внутри плазменной установки обеспечивают специальной системой водяного охлаждения всех узлов установки.A known method of producing ultrafine powders of metals, their oxides, carbides, alloys, etc. / RU No. 2238174 C1, 20.10.2004 /. In the proposed method, including the supply and evaporation of a stream of powdered material in an inert gas when exposed to a centrifugal force in it by an electric arc discharge and plasma, subsequent separation of the non-evaporated part of the material from the vapor-gas stream, cooling, condensation and separation of the ultrafine powder on the filter, stabilization of the temperature inside the plasma installations provide a special water cooling system for all units of the installation.
Использование индукционной плазменной горелки для получения металлических ультрадисперсных порошков описано в патенте /RU 2457925 С2, 10.08.2012/.The use of an induction plasma torch to obtain metallic ultrafine powders is described in patent / RU 2457925 C2, 08/10/2012 /.
В способе получения первичного тугоплавкого металла /RU 2415957 С2, 10.04.2011/ авторы изобретения предлагают получать тугоплавкий металл из оксидов в плазме, образованной инертным газом и химически активным газом. В качестве первичного тугоплавкого металла получают тантал, ниобий, титан, цирконий, гафний и их комбинации. Химически активным газом является, как правило, водород.In a method for producing a primary refractory metal / RU 2415957 C2, 04/10/2011 / the inventors propose to obtain a refractory metal from oxides in a plasma formed by an inert gas and a chemically active gas. As the primary refractory metal receive tantalum, niobium, titanium, zirconium, hafnium, and combinations thereof. Reactive gas is, as a rule, hydrogen.
Устройство для получения металлического циркония из тетрайодида в низкотемпературной плазме предложено в изобретении /SU 1802532 А1, 27.08.1996/. Авторы предлагают получать ультрадисперсный порошок металлического циркония из йодида циркония в низкотемпературной плазме.A device for producing metallic zirconium from tetraiodide in a low-temperature plasma is proposed in the invention / SU 1802532 A1, 08.27.1996 /. The authors propose to obtain ultrafine metal zirconium powder from zirconium iodide in low-temperature plasma.
В способе получения порошкового материала на основе меди, описанном в патенте /RU 2460816 С1, 10.09.2012/, порошок меди подвергают воздействию высокочастотной плазмой пониженного давления. Плазмообразующий газ состоит из аргона и воздуха. Расход меди составляет 0,08-0,1 г/сек.In the method of producing a powder material based on copper, described in patent / RU 2460816 C1, 09/10/2012 /, copper powder is exposed to a high-frequency plasma under reduced pressure. Plasma-forming gas consists of argon and air. Copper consumption is 0.08-0.1 g / s.
Использование метода высокотемпературного испарения металлов и сплавов с последующей конденсацией в виде ультрадисперсного порошка описано в патенте /Патент США №6444009, 03.09.2002/. Авторы перечисляют множество возможных металлов и их сплавов, ультрадисперсные порошки которых предложено получать запатентованным способом. Отмечается, что оптимальной температурой испарения металлов является температура, в два раза превышающая температуру кипения соответствующего металла.The use of the method of high-temperature evaporation of metals and alloys with subsequent condensation in the form of an ultrafine powder is described in patent / US Patent No. 6444009, 09/03/2002 /. The authors list many possible metals and their alloys, ultrafine powders of which it is proposed to obtain a patented method. It is noted that the optimum temperature for the evaporation of metals is a temperature twice the boiling point of the corresponding metal.
Описан способ синтеза сверхтвердого материала на основе титана /RU 2325466 С2, 27.05 2008/. Для получения сверхтвердых соединений титана используют плазмотрон с коаксиально расположенными электродами. В плазменную струю, образованную смесью газов азота и пропан-бутана, вводят титановую проволоку диаметром 2 мм. Температуру плазмы выдерживают в пределах 6000-8000°C. Таким образом получают ультрадисперсный порошок карбида титана и нитрида титана.A method for synthesizing a superhard material based on titanium / RU 2325466 C2, May 27, 2008 / is described. To obtain superhard titanium compounds, a plasmatron with coaxial electrodes is used. A titanium wire with a diameter of 2 mm is introduced into the plasma jet formed by a mixture of nitrogen gases and propane-butane. The plasma temperature is maintained in the range of 6000-8000 ° C. Thus, an ultrafine powder of titanium carbide and titanium nitride is obtained.
Получению ультрадисперсных порошков сплавов и интерметаллидов посвящена работа /А.П. Ильин, О.Б. Назаренко, Д.В. Тихонов, Г.В. Яблуновский. Получение и свойства электровзрывных нанопорошков сплавов и интерметаллов. Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. №4/, в которой авторы получали нанопорошки с помощью совместного электрического взрыва проводников из разнородных металлов (медь и алюминий, железо и алюминий) и из сплава медь-никель с различным содержанием никеля. Установлено, что повышение выхода интерметаллидов Cu9Al4, CuAl2, FeAl, Fe2Al5, FeAl3, Cu3,8Ni наблюдается при максимальном перемешивании компонентов, что достигается тесным контактом взрываемых проводников или использованием проводников в виде сплава.The work / A.P. is devoted to the preparation of ultrafine powders of alloys and intermetallic compounds. Ilyin, O.B. Nazarenko, D.V. Tikhonov, G.V. Yablunovsky. Obtaining and properties of electroexplosive nanopowders of alloys and intermetals. News of Tomsk Polytechnic University. 2005. T. 308. No. 4 /, in which the authors obtained nanopowders using a joint electric explosion of conductors made of dissimilar metals (copper and aluminum, iron and aluminum) and from a copper-nickel alloy with different nickel contents. It was established that an increase in the yield of intermetallic compounds Cu 9 Al 4 , CuAl 2 , FeAl, Fe 2 Al 5 , FeAl 3 , Cu 3,8 Ni is observed with maximum mixing of the components, which is achieved by close contact of the exploding conductors or by using alloy conductors.
Известен способ получения композиционного ультрадисперсного порошка /RU 2493938 С2, 27.09.2013/. Авторы данного патента плазмохимическим методом получают композиционные ультрадисперсные порошки, состоящие из ядра, состоящего из слоев карбонитрида титана и нитрида титана, и оболочки, состоящей из слоя никеля. Способ включает подачу прекурсора, содержащего никелид титана и карбид титана, в камеру испарителя-реактора, обработку в потоке азотной плазмы при скорости потока 60-100 м/сек и скорости подачи прекурсора 100-140 г/час, последующее охлаждение в потоке азота и улавливание продукта испарения. Получается ультрадисперсный композиционный порошок, обеспечивающий получение твердых сплавов более высокой твердости.A known method of producing a composite ultrafine powder / RU 2493938 C2, 09/27/2013 /. The authors of this patent by the plasma-chemical method obtain composite ultrafine powders consisting of a core consisting of layers of titanium carbonitride and titanium nitride, and a shell consisting of a layer of nickel. The method includes feeding a precursor containing titanium nickelide and titanium carbide into the chamber of the evaporator-reactor, processing in a stream of nitrogen plasma at a flow speed of 60-100 m / s and a feed speed of the precursor 100-140 g / h, subsequent cooling in a stream of nitrogen and trapping evaporation product. An ultrafine composite powder is obtained, which provides hard alloys of higher hardness.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам (прототип) может быть патент, в котором предлагается установка, позволяющая получать металлические порошки различной крупности однородного фракционного состава за счет расширения диапазона частоты вращения заготовки вплоть до очень высоких значений, порядка 20000-22000 мин-1 /RU 2356696 C1, B22F 9/10, 27.05.2009/. Суть способа в том, что плазмотрон перемещают к торцу вращающейся заготовки на расстояние, необходимое для начала процесса плавления и диспергации заготовки. Изменяя скорость подачи заготовки и скорость ее вращения, а также корректируя мощность плазмотрона, можно получать металлические порошки различной крупности.The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved results (prototype) may be a patent in which an apparatus is proposed that allows to obtain metal powders of various sizes of homogeneous fractional composition by expanding the range of rotation speed of the workpiece up to very high values, of the order of 20,000-22,000 min -1 / RU 2356696 C1, B22F 9/10, May 27, 2009 /. The essence of the method is that the plasmatron is moved to the end of the rotating workpiece at a distance necessary to start the process of melting and dispersion of the workpiece. By changing the feed rate of the workpiece and its rotation speed, as well as adjusting the power of the plasma torch, it is possible to obtain metal powders of various sizes.
Недостатком прототипа, как и перечисленных выше известных способов, является отсутствие простоты и эффективности регулирования размерами частиц металлических порошков с получением максимального содержания заданной фракции.The disadvantage of the prototype, as well as the above-mentioned known methods, is the lack of simplicity and efficiency of controlling the particle sizes of metal powders to obtain the maximum content of a given fraction.
Основной технической задачей изобретения является получение ультрадисперсного металлического порошка с максимальным выходом заданной фракции.The main technical objective of the invention is to obtain ultrafine metal powder with a maximum yield of a given fraction.
Решение основной технической задачи достигается тем, что в заявленном способе получения ультрадисперсного металлического порошка с размерами частиц 10-2000 мкм, включающем в себя подачу металлического стержня в камеру электродугового плазматрона постоянного тока с плазмообразующим газом аргоном, обработку его в потоке плазмы с последующим охлаждением и конденсацией порошка в приемном бункере, размеры частиц получаемого порошка металла регулируют путем изменения силы постоянного тока плазмотрона в диапазоне 100-500 А и расстояния между концом стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона в диапазоне 30-120 мм.The solution to the main technical problem is achieved by the fact that in the claimed method for producing ultrafine metal powder with particle sizes of 10-2000 μm, which includes feeding a metal rod into the chamber of a DC arc plasma torch with plasma-forming gas argon, processing it in a plasma stream, followed by cooling and condensation powder in the receiving hopper, the particle size of the obtained metal powder is regulated by changing the DC current of the plasma torch in the range of 100-500 A and the distance between core of the rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma torch in the range of 30-120 mm
Для плазмохимических процессов применимы следующие способы закалки: при взаимодействии продуктов реакции с поверхностью твердой фазы, при взаимодействии продуктов реакции с поверхностью жидкой фазы, при взаимодействии продуктов реакции с газовой фазой, газодинамическая закалка. При газодинамической закалке происходит превращение потенциальной энергии движущегося газового потока в кинетическую. В газовом потоке происходит преобразование тепловой энергии в кинетическую энергию в результате адиабатического и изоэнтропического расширения при прохождении газового потока через сопло в осевом направлении. Охлаждающая камера отходит от сопла и служит для удержания конечного продукта в вытекающем газовом потоке. Сопло и охлаждающая камера предназначены для сведения к минимуму обратных реакций.For plasma-chemical processes, the following quenching methods are applicable: in the interaction of reaction products with the surface of the solid phase, in the interaction of reaction products with the surface of the liquid phase, in the interaction of reaction products with the gas phase, gas-dynamic quenching. During gas-dynamic hardening, the potential energy of a moving gas stream is converted into kinetic. In the gas stream, thermal energy is converted into kinetic energy as a result of adiabatic and isentropic expansion when the gas stream passes through the nozzle in the axial direction. The cooling chamber moves away from the nozzle and serves to hold the final product in the effluent gas stream. The nozzle and cooling chamber are designed to minimize reverse reactions.
В соответствии с уравнением сохранения энергии (уравнением Бернулли) при адиабатическом течении процесса сумма полной энтальпии и кинетической энергии газа в любом сечении канала остается постоянной. Следовательно, при адиабатическом расширении тепловая энергия газа будет переходить в кинетическую, и газ будет охлаждаться. Чтобы обеспечить темп охлаждения 106-108 К/с, газовый поток необходимо разогнать до сверхзвуковых скоростей. Для достижения максимальной линейной скорости газа в плазменной горелке и максимального расширения объема выходящего из горелки газа используют конфузорно-диффузионные сопла. Как правило, в самом узком сечении сопла скорость потока превышает сверхзвуковую.In accordance with the energy conservation equation (Bernoulli equation) during the adiabatic flow of the process, the sum of the total enthalpy and kinetic energy of the gas in any section of the channel remains constant. Consequently, during adiabatic expansion, the thermal energy of the gas will transform into kinetic, and the gas will cool. To ensure a cooling rate of 10 6 -10 8 K / s, the gas flow must be accelerated to supersonic speeds. To achieve the maximum linear gas velocity in the plasma torch and maximize the volume of the gas exiting the torch, confuser-diffusion nozzles are used. As a rule, in the narrowest section of the nozzle, the flow velocity exceeds supersonic.
Основными факторами, влияющими на дисперсность получаемых продуктов, являются: скорость химической реакции, температура и скорость ее изменения, наличие в системе центров зародышеобразования, химическая порода кристаллизующегося вещества.The main factors affecting the dispersion of the obtained products are: the rate of the chemical reaction, the temperature and rate of change, the presence of nucleation centers in the system, and the chemical rock of the crystallizing substance.
Распределение частиц по размерам в получаемом ультрадисперсном порошке зависит от концентрации испарившихся металла или металлического сплава, образовавшихся в плазменном факеле, температура которого значительно превышает температуру кипения металла или сплава. Концентрация испарившихся металла или металлического сплава будет увеличиваться при увеличении температуры плазмы, т.е. увеличении силы постоянного тока, генерирующего плазменную дугу. Кроме того, концентрация испарившихся металла или металлического сплава зависит от длины плазменной струи. Чем больше длина дуги, тем больше время испарения и, соответственно, выше концентрация испарившихся металла или металлического сплава. Длину плазменной дуги можно регулировать, изменяя расстояние между концом металлического стержня и выходным отверстием сопла плазмотрона. Таким образом, изменением силы постоянного тока, генерирующего плазменную дугу, и расстояния между концом металлического стержня и выходным отверстием сопла плазмотрона можно изменять фракционный состав образующегося ультрадисперсного порошка металла или металлического сплава.The size distribution of particles in the resulting ultrafine powder depends on the concentration of evaporated metal or metal alloy formed in the plasma torch, the temperature of which is significantly higher than the boiling point of the metal or alloy. The concentration of vaporized metal or metal alloy will increase with increasing plasma temperature, i.e. an increase in direct current generating a plasma arc. In addition, the concentration of vaporized metal or metal alloy depends on the length of the plasma jet. The longer the arc, the longer the evaporation time and, accordingly, the higher the concentration of the evaporated metal or metal alloy. The length of the plasma arc can be adjusted by changing the distance between the end of the metal rod and the outlet of the plasma torch nozzle. Thus, by changing the direct current generating the plasma arc and the distance between the end of the metal rod and the outlet of the plasma torch nozzle, the fractional composition of the resulting ultrafine metal or metal alloy powder can be changed.
Характерная продолжительность плазмохимических реакций составляет 0,02-0,05 с, поэтому необходимая скорость охлаждения (закалки) должна быть очень высокой (105-108 °C/с). По закону Аррениуса с уменьшением температуры скорость химических реакций экспоненциально уменьшается. Поэтому скорость закалки должна быть максимальной в начале процесса, но может быть очень низкой в конце. Быстрая закалка (охлаждение) газовой смеси позволяет подавить обратные процессы рекомбинации и получить ультрадисперсный порошок металла или металлического сплава.The characteristic duration of plasma-chemical reactions is 0.02-0.05 s, therefore, the required cooling (quenching) rate must be very high (10 5 -10 8 ° C / s). According to Arrhenius law, as the temperature decreases, the rate of chemical reactions decreases exponentially. Therefore, the hardening rate should be maximum at the beginning of the process, but can be very low at the end. Quick quenching (cooling) of the gas mixture allows you to suppress the reverse recombination processes and obtain ultrafine metal or metal alloy powder.
Предлагаемый способ осуществлен следующим образом. Исходный металлический стержень подавали в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока мощностью 100 кВт. Плазмообразующим газом служил аргон (ГОСТ 10157-79), расход которого составлял 2,0-15,0 л/мин. Скорость подачи металлического стержня, диаметр которого 1,0-3,0 мм, составляла 3,0-10,0 м/мин. Расстояние между концом металлического стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазмотрона изменяли в диапазоне 30-120 мм. Температура термической плазмы составляла 6000-8000°C. Силу постоянного тока, генерирующего плазменную дугу, изменяли в диапазоне 100-500 А. Охлаждающий инертный газ подавали двумя форсунками, симметрично смонтированными в камере плазмотрона таким образом, что угол между их осями и осью плазмообразующей форсунки составлял 30°, а пересечение осей находилось в последней трети факела плазмотрона. В качестве охлаждающего инертного газа использовали аргон (ГОСТ 10157-79). Расход охлаждающего инертного газа (на каждой форсунке) - 5-7 нм3/ч. Сконденсированные в водоохлаждаемом бункере частицы ультрадисперсного металлического порошка имели размер 10-2000 мкм.The proposed method is as follows. The initial metal rod was fed into the chamber of a DC electric arc plasma torch with a power of 100 kW. Argon (GOST 10157-79) served as the plasma-forming gas, the flow rate of which was 2.0-15.0 l / min. The feed speed of the metal rod, the diameter of which is 1.0-3.0 mm, was 3.0-10.0 m / min. The distance between the end of the metal rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma torch was varied in the range of 30-120 mm. The temperature of the thermal plasma was 6000-8000 ° C. The direct current generating plasma arc was varied in the range of 100-500 A. Cooling inert gas was supplied by two nozzles symmetrically mounted in the plasma torch chamber so that the angle between their axes and the axis of the plasma-forming nozzle was 30 °, and the intersection of the axes was in the latter third of the torch of the plasma torch. Argon (GOST 10157-79) was used as a cooling inert gas. The flow rate of the inert cooling gas (at each nozzle) is 5-7 nm 3 / h. The particles of ultrafine metal powder condensed in a water-cooled bunker had a size of 10-2000 microns.
Ультрадисперсные порошки таких металлов, как титан, кремний, молибден, медь, обладая уникальным комплексом физико-химических свойств, применяются в различных отраслях промышленности: медицине, авиации, ракетостроении, оборонной промышленности, приборостроении и электронике. Изделия из ультрадисперсного металлического порошка отличаются высокой прочностью, термостойкостью, пластичностью и другими высокими потребительскими характеристиками.Ultrafine powders of metals such as titanium, silicon, molybdenum, copper, possessing a unique set of physicochemical properties, are used in various industries: medicine, aviation, rocket science, defense industry, instrument making and electronics. Products made of ultrafine metal powder are characterized by high strength, heat resistance, ductility and other high consumer characteristics.
Значительный интерес представляют собой интерметаллические соединения - стехиометрические соединения между металлами. Благодаря особенностям строения кристаллической структуры интерметаллические соединения обладают полупроводниковыми и сверхпроводящими, особыми магнитными и каталитическими свойствами, высокой твердостью и высокой химической стойкостью. Проблема синтеза интерметаллидов в ультрадисперсном состоянии является актуальной в связи с расширением областей их применения.Of considerable interest are intermetallic compounds - stoichiometric compounds between metals. Due to the structural features of the crystalline structure, intermetallic compounds possess semiconductor and superconducting, special magnetic and catalytic properties, high hardness and high chemical resistance. The problem of the synthesis of intermetallic compounds in the ultrafine state is relevant in connection with the expansion of their fields of application.
Титановый сплав Ti6Al4V отличается исключительными сверхпластичными свойствами, и одним из его применений является изготовление медицинских имплантатов. Ультрадисперсные порошки никелевого сплава Ni - 28,5-29,5 и кобальтового сплава Co212 наиболее успешно применяются для изготовления лопаток турбореактивных двигателей. Высокой твердостью и износостойкостью отличаются изделия из ультрадисперсного порошка инструментального сплава А6.The titanium alloy Ti6Al4V is characterized by exceptional superplastic properties, and one of its applications is the manufacture of medical implants. Ultrafine powders of nickel alloy Ni - 28.5-29.5 and cobalt alloy Co212 are most successfully used for the manufacture of blades for turbojet engines. High hardness and wear resistance are distinguished by products from ultrafine powder of tool alloy A6.
В предлагаемом способе получения ультрадисперсного металлического порошка в качестве металлического стержня применяли стержни из титана (ТУ 1715-455-05785388-99); кремния (ГОСТ 2169-69); молибдена (ТУ 48-19-69-80); меди (ГОСТ 1535-91); титанового сплава Ti6Al4V (ГОСТ 19807-91), никелевого сплава Fe29Ni17Co, содержащего (масс. %): Fe - основа; С - 0,02; Cr - 0,2; Ni - 28,5-29,5; Со - 16,5-17,5; Si - 0,2; Mn - 0,5; Al - 0,01; кобальтового сплава Co212, содержащего (масс. %): Co - основа; Fe - 0,75; С - 0,02; Cr - 28,5; Ni ≤ 1,0; Мо - 6,0; Si - ≤1,0; Mn - ≤1,0; инструментального сплава А6 (Т30106), содержащего (масс. %): Fe - основа; С - 0,65-0,75; Cr - 0,9-1,2; Ni - 0,3; Мо - 0,9-1,4; Si - 0,5; Mn - 1,8-2,5.In the proposed method for producing ultrafine metal powder, titanium rods were used as a metal rod (TU 1715-455-05785388-99); silicon (GOST 2169-69); molybdenum (TU 48-19-69-80); copper (GOST 1535-91); titanium alloy Ti6Al4V (GOST 19807-91), nickel alloy Fe29Ni17Co, containing (wt.%): Fe - base; C is 0.02; Cr 0.2; Ni - 28.5-29.5; Co - 16.5-17.5; Si 0.2; Mn - 0.5; Al is 0.01; cobalt alloy Co212 containing (wt.%): Co - base; Fe - 0.75; C is 0.02; Cr - 28.5; Ni ≤ 1.0; Mo is 6.0; Si - ≤1.0; Mn - ≤1.0; tool alloy A6 (T30106), containing (wt.%): Fe - base; C 0.65-0.75; Cr - 0.9-1.2; Ni is 0.3; Mo - 0.9-1.4; Si - 0.5; Mn - 1.8-2.5.
Ниже приведены примеры технического решения данного изобретения, которыми оно иллюстрируется, но не исчерпывается.The following are examples of technical solutions of the present invention, which it illustrates, but is not limited to.
Пример 1. В способе получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава в качестве исходного материала служил стержень из титана с диаметром 2,0 мм, который подавали со скоростью 5,0 м/мин в камеру электродугового плазмотрона постоянного тока. Расход плазмообразующего газа аргона составлял 5,0 л/мин. Сила постоянного тока, генерирующего плазменную дугу, составляла 100 А. Расстояние между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляло 120 мм. Дисперсный состав ультрадисперсного порошка титана, полученного при соотношении силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки, равном 100 А : 120 мм, анализировали с помощью лазерного анализатора частиц Микросайзер 201 (во всех примерах).Example 1. In the method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, a titanium rod with a diameter of 2.0 mm was used as a starting material, which was fed at a speed of 5.0 m / min into the chamber of a DC arc plasma torch. The flow rate of the plasma-forming argon gas was 5.0 l / min. The direct current generating the plasma arc was 100 A. The distance between the end of the titanium rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad was 120 mm. The dispersed composition of ultrafine titanium powder obtained with a ratio of DC current and distance between the end of the titanium rod and the outlet of the confuser-diffusion nozzle of the plasma heating pad, equal to 100 A: 120 mm, was analyzed using a Microsizer 201 laser particle analyzer (in all examples).
Фракционный состав ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, полученных во всех примерах, приведен в таблице.The fractional composition of ultrafine metal or metal alloy powders obtained in all examples is shown in the table.
Пример 2. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 2. The method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 1, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the titanium rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 3. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 3. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 1, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the titanium rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm
Пример 4. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 4. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 1, characterized in that the ratio of DC current and the distance between the end of the titanium rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm
Пример 5. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 200 А : 60 мм.Example 5. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 1, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the titanium rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 200 A: 60 mm
Пример 6. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 400 А : 100 мм.Example 6. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 1, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the titanium rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 400 A: 100 mm
Пример 7. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 1, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом титанового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 350 А : 80 мм.Example 7. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 1, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the titanium rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 350 A: 80 mm
Пример 8. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из кремния.Example 8. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 7, characterized in that the silicon rod was used as the starting material.
Пример 9. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 250 А : 70 мм.Example 9. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 8, characterized in that the ratio of DC current and the distance between the end of the silicon rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 250 A: 70 mm
Пример 10. Способ получения ультрадисперсных порошков металла, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 10. The method of producing ultrafine metal powders, as in example 8, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the silicon rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 11. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 11. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 8, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the silicon rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm
Пример 12. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 8, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом кремниевого стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 12. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 8, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the silicon rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm
Пример 13. Способ получения ультрадисперсных порошков металла, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из молибдена.Example 13. A method of producing ultrafine metal powders, as in example 7, characterized in that the molybdenum core was used as the starting material.
Пример 14. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.Example 14. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 13, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the molybdenum rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 120 mm
Пример 15. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 15. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 13, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the molybdenum rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 16. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 16. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 13, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the molybdenum rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm
Пример 17. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 17. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 13, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the molybdenum rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm
Пример 18. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 13, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом молибденового стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 400 А : 110 мм.Example 18. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 13, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the molybdenum rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 400 A: 110 mm
Пример 19. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из меди.Example 19. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 7, characterized in that the copper rod was used as the starting material.
Пример 20. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.Example 20. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 19, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the copper rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 120 mm
Пример 21. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 21. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 19, characterized in that the ratio of DC current and the distance between the end of the copper rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 22. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 22. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 19, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the copper rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm
Пример 23. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 23. A method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in Example 19, characterized in that the ratio of the direct current strength and the distance between the end of the copper rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm.
Пример 24. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 19, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом медного стержня и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.Example 24. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 19, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the copper rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 300 A: 90 mm
Пример 25. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6).Example 25. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 7, characterized in that the rod of titanium alloy Ti6Al4V (VT6) served as the starting material.
Пример 26. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.Example 26. A method of obtaining ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 25, characterized in that the ratio of DC current and the distance between the end of the rod of titanium alloy Ti6Al4V (VT6) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 120 mm.
Пример 27. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 27. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 25, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of titanium alloy Ti6Al4V (VT6) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 28. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 28. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 25, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of titanium alloy Ti6Al4V (VT6) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm.
Пример 29. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 29. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 25, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of titanium alloy Ti6Al4V (VT6) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm
Пример 30. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 25, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из титанового сплава Ti6Al4V (ВТ6) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.Example 30. A method of obtaining ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 25, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of titanium alloy Ti6Al4V (VT6) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 300 A: 90 mm.
Пример 31. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из никелевого сплава Fe29Ni17Co.Example 31. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 7, characterized in that the rod of nickel alloy Fe29Ni17Co was used as the starting material.
Пример 32. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.Example 32. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 31, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of the nickel alloy Fe29Ni17Co and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 120 mm
Пример 33. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 33. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 31, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the rod of the nickel alloy Fe29Ni17Co and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 34. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 34. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 31, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the rod of nickel alloy Fe29Ni17Co and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm
Пример 35. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 35. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 31, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of the nickel alloy Fe29Ni17Co and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm
Пример 36. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 31, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из никелевого сплава Fe29Ni17Co и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.Example 36. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 31, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of the nickel alloy Fe29Ni17Co and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 300 A: 90 mm
Пример 37. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из кобальтового сплава Со212.Example 37. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 7, characterized in that the rod of cobalt alloy Co212 served as the starting material.
Пример 38. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.Example 38. A method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 37, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the cobalt Co212 alloy rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 120 mm
Пример 39. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 39. A method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 37, characterized in that the ratio of the direct current strength and the distance between the end of the cobalt Co212 alloy rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 40. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 40. A method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 37, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the cobalt Co212 alloy rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm
Пример 41. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 41. A method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 37, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the cobalt Co212 alloy rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm
Пример 42. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 37, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из кобальтового сплава Со212 и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.Example 42. A method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 37, characterized in that the ratio of the DC current to the distance between the end of the cobalt Co212 alloy rod and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 300 A: 90 mm
Пример 43. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 7, отличающийся тем, что в качестве исходного материала служил стержень из инструментального сплава А6 (Т30106).Example 43. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 7, characterized in that the rod of tool alloy A6 (T30106) served as the starting material.
Пример 44. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 120 мм.Example 44. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 43, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of tool alloy A6 (T30106) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 120 mm.
Пример 45. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 100 А : 30 мм.Example 45. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 43, characterized in that the ratio of the DC current and the distance between the end of the rod of tool alloy A6 (T30106) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 100 A: 30 mm
Пример 46. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 120 мм.Example 46. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 43, characterized in that the ratio of the direct current strength and the distance between the end of the rod of tool alloy A6 (T30106) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 120 mm.
Пример 47. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 500 А : 30 мм.Example 47. A method of producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 43, characterized in that the ratio of the direct current strength and the distance between the end of the rod of tool alloy A6 (T30106) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 500 A: 30 mm
Пример 48. Способ получения ультрадисперсных порошков металла или металлического сплава, как в примере 43, отличающийся тем, что соотношение силы постоянного тока и расстояния между концом стержня из инструментального сплава А6 (Т30106) и выходным отверстием конфузорно-диффузионного сопла плазменной грелки составляет 300 А : 90 мм.Example 48. A method for producing ultrafine powders of a metal or metal alloy, as in example 43, characterized in that the ratio of the direct current strength and the distance between the end of the rod of tool alloy A6 (T30106) and the outlet of the diffuser nozzle of the plasma heating pad is 300 A: 90 mm.
Полученные результаты изменения фракционного состава ультрадисперсных порошков металлов показывают, что при изменении соотношения силы постоянного тока и расстояния между концом металлического стержня и выходным отверстием сопла плазменной грелки можно получать металлический порошок с максимальным содержанием требуемой фракции.The obtained results of changing the fractional composition of ultrafine metal powders show that when changing the ratio of the direct current strength and the distance between the end of the metal rod and the outlet of the plasma heating nozzle, it is possible to obtain a metal powder with the maximum content of the desired fraction.
Предложенный способ получения ультрадисперсных порошков металла отличается высокой эффективностью промышленного производства металлических порошков с заданным гранулометрическим составом.The proposed method for producing ultrafine metal powders is characterized by high efficiency of industrial production of metal powders with a given particle size distribution.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015101654/02A RU2588931C1 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Method of producing ultrafine powder of metal or metal alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015101654/02A RU2588931C1 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Method of producing ultrafine powder of metal or metal alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2588931C1 true RU2588931C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56370847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015101654/02A RU2588931C1 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Method of producing ultrafine powder of metal or metal alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2588931C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671034C1 (en) * | 2017-08-28 | 2018-10-29 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Installation for preparing particles of powder and method of its work |
| RU2688001C2 (en) * | 2017-10-20 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for producing titanium microspheres of narrow grading containing titanium carbide |
| CN112548089A (en) * | 2020-11-04 | 2021-03-26 | 华南理工大学 | Application of discharge plasma modification method in treatment of spherical/quasi-spherical metal powder prepared by atomization method |
| CN112828298A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 中国人民解放军空军工程大学 | Preparation method of high-temperature molybdenum alloy spherical powder |
| RU2749533C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-06-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Империус Групп" | Plasma torch for production of powdered materials |
| CN113333767A (en) * | 2021-04-30 | 2021-09-03 | 深圳航天科创实业有限公司 | TC4 spherical powder and preparation method and application thereof |
| RU2783096C1 (en) * | 2021-07-23 | 2022-11-08 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛИПЛАЗ" | Method for production of metal and ceramic powders with given shape and particle size, using technology of plasma-arc spraying with water screen, and device for its implementation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444009B1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-09-03 | Nanotek Instruments, Inc. | Method for producing environmentally stable reactive alloy powders |
| RU2356696C1 (en) * | 2007-09-14 | 2009-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Device for receiving of metallic powder |
| RU2361698C1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method of shots and granules receiving |
| RU2468891C1 (en) * | 2011-11-18 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of making heat-resistant alloy pellets |
-
2015
- 2015-01-20 RU RU2015101654/02A patent/RU2588931C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444009B1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-09-03 | Nanotek Instruments, Inc. | Method for producing environmentally stable reactive alloy powders |
| RU2356696C1 (en) * | 2007-09-14 | 2009-05-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Device for receiving of metallic powder |
| RU2361698C1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method of shots and granules receiving |
| RU2468891C1 (en) * | 2011-11-18 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Method of making heat-resistant alloy pellets |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671034C1 (en) * | 2017-08-28 | 2018-10-29 | Государственный научный центр Российской Федерации - федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Installation for preparing particles of powder and method of its work |
| RU2688001C2 (en) * | 2017-10-20 | 2019-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for producing titanium microspheres of narrow grading containing titanium carbide |
| RU2749533C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-06-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Империус Групп" | Plasma torch for production of powdered materials |
| WO2022086374A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Империус Групп" | Plasma spraying assembly for producing powder materials |
| CN112548089A (en) * | 2020-11-04 | 2021-03-26 | 华南理工大学 | Application of discharge plasma modification method in treatment of spherical/quasi-spherical metal powder prepared by atomization method |
| CN112548089B (en) * | 2020-11-04 | 2022-03-29 | 华南理工大学 | Application of discharge plasma modification method in treatment of spherical/quasi-spherical metal powder prepared by atomization method |
| CN112828298A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 中国人民解放军空军工程大学 | Preparation method of high-temperature molybdenum alloy spherical powder |
| CN113333767A (en) * | 2021-04-30 | 2021-09-03 | 深圳航天科创实业有限公司 | TC4 spherical powder and preparation method and application thereof |
| RU2783096C1 (en) * | 2021-07-23 | 2022-11-08 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛИПЛАЗ" | Method for production of metal and ceramic powders with given shape and particle size, using technology of plasma-arc spraying with water screen, and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2588931C1 (en) | Method of producing ultrafine powder of metal or metal alloys | |
| JP5133065B2 (en) | Inductive plasma synthesis of nanopowder | |
| US7615097B2 (en) | Nano powders, components and coatings by plasma technique | |
| JP5746207B2 (en) | Method for producing high-purity copper powder using thermal plasma | |
| US20050258149A1 (en) | Method and apparatus for manufacture of nanoparticles | |
| KR102020314B1 (en) | Method for manufacturing spherical high purity metal powder | |
| RU2489232C1 (en) | Method of producing metal nano-sized powders | |
| JP7436357B2 (en) | A cost-effective production method for large quantities of ultrafine spherical powder using thruster-assisted plasma atomization | |
| Boulos | New frontiers in thermal plasmas from space to nanomaterials | |
| JP2022192063A (en) | Ods alloy powder, method for producing the same by means of plasma treatment, and use thereof | |
| EP1497061B1 (en) | Powder formation method | |
| RU2455119C2 (en) | Method to produce nanoparticles | |
| Park et al. | Preparation of spherical WTaMoNbV refractory high entropy alloy powder by inductively-coupled thermal plasma | |
| Hao et al. | Fabrication of spherical Ti-6Al-4V powder by RF plasma spheroidization combined with mechanical alloying and spray granulation | |
| Samokhin et al. | Nanopowders production and micron-sized powders spheroidization in dc plasma reactors | |
| Zeng et al. | Effect of central gas velocity and plasma power on the spheroidizing copper powders of radio frequency plasma | |
| RU2349424C1 (en) | Method of powder receiving on basis of tungsten carbide | |
| RU2593061C1 (en) | Method of obtaining ultra-disperse powders of titanium | |
| Cheng et al. | Synthesis of niobium boride nanoparticle by RF thermal plasma | |
| Soong et al. | Atomization of metal and alloy powders: Processes, parameters, and properties | |
| JP2002220601A (en) | Production method for low oxygen spherical metal powder using dc thermal plasma processing | |
| Samokhin et al. | Synthesis and processing of powder materials in DC arc thermal plasma | |
| Kuznetsov et al. | Determination of optimal modes for the production of micro range metal powders | |
| Lee et al. | Self-consolidation mechanism of nanostructured Ti 5 Si 3 compact induced by electrical discharge | |
| TWI252778B (en) | Methods and apparatus for thermal conversion of reactants in a thermodynamically stable high temperature stream to desired end products |