RU2614319C2 - Method of spherical powder from intermetallic alloy production - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to production of spherical powder from intermetallic alloy. Method involves melting of cylindrical billet end from intermetallic alloy rotating about horizontal axis in spraying chamber with plasma jet arc plasmatron with enabling centrifugal spraying of melted particles and their hardening at flight in working gases medium, wherein hot working gases mixture is taken from spraying chamber, cooled down and cooled working gases mixture is supplied into spraying chamber enabling fused particles cooling, wherein hardened particles are collected in receiving bin. Cooled down working gases mixture is supplied into spraying chamber with controlled intensity and orientation by means of cooling flows formers, made in form of at least two different diameters axial sprayers, ensuring outgoing from sprayers cooling flows overlapping to make cooling zone of melted particles with controlled temperature gradient.

EFFECT: lower temperature in spraying chamber to required values, increased particles cooling rate control efficiency.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии и способам получения металлических порошков, в частности к производству порошка из интерметаллидных сплавов.The invention relates to the field of powder metallurgy and methods for producing metal powders, in particular to the production of powder from intermetallic alloys.

Из уровня техники известен (RU 2361698, B22F 9/10, 20.07.2009, /1/) способ получения сферических порошков, включающий вращение цилиндрической заготовки вокруг горизонтальной оси, оплавление торца заготовки плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением распыления расплавленных частиц под действием центробежных сил и затвердевания частиц при полете в газовой среде, отличающийся тем, что на торце заготовки формируют вогнутую полость, диаметр которой равен диаметру заготовки, а глубина - 0,1-0,35 диаметра заготовки, путем изменения расхода газа через плазмотрон и перемещения плазмотрона относительно оси вращения заготовки, а распыление расплавленных частиц осуществляют по конической поверхности, образованной касательной к криволинейной поверхности вогнутой полости.The prior art known (RU 2361698, B22F 9/10, 07/20/2009, / 1 /) method for producing spherical powders, including rotating a cylindrical workpiece around a horizontal axis, melting the end face of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch to ensure atomization of molten particles by centrifugal forces and solidification of particles during flight in a gaseous medium, characterized in that a concave cavity is formed at the end of the preform, the diameter of which is equal to the diameter of the preform, and the depth is 0.1-0.35 of the diameter of the preform, by changing the gas flow through the plasmatron and the plasmatron move relative to the axis of rotation of the workpiece, and the spraying of molten particles is carried out on a conical surface formed by a tangent to the curved surface of the concave cavity.

Недостатком указанного способа-прототипа является его склонность к образованию пористости внутри порошков (гранул), что обусловлено следующим. Расплавленные частицы, оторвавшиеся от кромки торца заготовки, разлетаются в вертикальной плоскости в виде диска. При этом расплавленные частицы, летящие вверх, сталкиваются с уже затвердевшими частицами, падающими вниз. Распыленные сферические частицы имеют разные размеры, и некоторые мелкие твердые частицы при столкновении с более крупными расплавленными частицами протыкают их с образованием каналов или пустот. Это приводит к снижению качества изделий, получаемых из порошков-гранул, и даже вынуждает браковать некоторые изделия изделия. При этом наличие недопустимой внутригранульной пористости выявляется только после изостатического прессования и термообработки изделий, что приводит к непроизводительным затратам вследствие непреднамеренного изготовления бракованных изделий.The disadvantage of this prototype method is its tendency to form porosity inside powders (granules), which is due to the following. The molten particles detached from the edge of the end face of the workpiece fly apart in a vertical plane in the form of a disk. In this case, the molten particles flying upward collide with already solidified particles falling downward. Sprayed spherical particles have different sizes, and some small solid particles pierce them with larger molten particles to form channels or voids. This leads to a decrease in the quality of products obtained from granule powders, and even forces to reject some products of the product. In this case, the presence of unacceptable intragranular porosity is detected only after isostatic pressing and heat treatment of products, which leads to unproductive costs due to unintentional production of defective products.

Также из уровня техники известен способ получения гранул (RU 2376111, B22F 9/06, 20.12.2009, /2/) и устройство для получения порошков и гранул, содержащие рабочую камеру, заполняемую инертным газом, дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессоры с трубопроводами для непрерывной откачки инертного газа из рабочей камеры и подачи его в плазмотрон, отличающийся тем, что в качестве компрессоров установлены вакуумные мембранные наносы, а трубопроводы снабжены вентилями, при этом устройство выполнено с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры, заполнения ее инертным газом и последующей непрерывной откачки газа из камеры и подачи его в плазмотрон.Also known from the prior art is a method for producing granules (RU 2376111, B22F 9/06, 12/20/2009, / 2 /) and a device for producing powders and granules containing a working chamber filled with inert gas, an arc plasmatron for melting a rotating workpiece, and compressors with pipelines for the continuous pumping of inert gas from the working chamber and supplying it to the plasma torch, characterized in that vacuum membrane deposits are installed as compressors, and the pipelines are equipped with valves, while the device is arranged for preliminary failure ki air from the working chamber, filling it with inert gas and was followed by continuous evacuation of gas from the chamber and feeding it into the plasma torch.

Недостатком данной конструкции является то, что забор газа из камеры распыления происходит только через систему циркуляции газа для плазмотрона, который осуществляется с помощью вакуумных насосов с целью обеспечения ионизации газа для последующего распыления плазмой торца вращающейся заготовки. Попадая в камеру, плазма снова превращается в газ и забирается компрессором, затем снова подается в плазмотрон. Охлаждение газа происходит через охлаждаемые стенки камеры распыления, однако газ на некотором расстоянии от охлаждаемых стенок камеры застаивается в нагретом состоянии, таким образом понижая эффективность охлаждения капель металла в полете за счет конвекции. Получаемая степень охлаждения для производства гранул различных сплавов явно недостаточна и ведет к получению частиц несферической формы, что приводит к понижению выхода годного порошка.The disadvantage of this design is that the gas is taken from the spray chamber only through the gas circulation system for the plasma torch, which is carried out using vacuum pumps to ensure gas ionization for subsequent plasma atomization of the end face of the rotating billet. Once in the chamber, the plasma is again converted into gas and taken by the compressor, then fed back to the plasma torch. The gas is cooled through the cooled walls of the spray chamber, however, the gas at a certain distance from the cooled walls of the chamber stagnates in the heated state, thereby reducing the efficiency of cooling metal droplets in flight due to convection. The obtained degree of cooling for the production of granules of various alloys is clearly insufficient and leads to the production of particles of a non-spherical shape, which leads to a decrease in the yield of suitable powder.

При производстве гранул возможно образование частиц несферической чешуйчатой формы. Это объясняется тем, что гранулы из-за недостаточного охлаждения в полете претерпевают существенное формоизменение при соударении со стенкой камеры распыления, вследствие чего они теряют сферическую форму [Статья в журнале «Технология легких сплавов», 2010, № 2, с. 44-48]. На некотором расстоянии от водоохлаждаемых стенок камеры распыления нагретый газ застаивается у стенок камеры распыления, и гранулы не успевают полностью закристаллизоваться в полете. Поэтому при соударении со стенкой камеры происходит их пластическая деформация, что и ведет к образованию частиц несферической формы. Это, в свою очередь, приводит к понижению выхода годного порошка, так как при дальнейшей ситовой классификации гранул частицы такой формы не проходят через стандартную сетку и попадают в отсев.In the production of granules, the formation of particles of a non-spherical scaly shape is possible. This is explained by the fact that the granules undergo significant shape change due to insufficient cooling during flight when they collide with the wall of the spray chamber, as a result of which they lose their spherical shape [Article in the journal “Technology of light alloys”, 2010, No. 2, p. 44-48]. At some distance from the water-cooled walls of the spray chamber, the heated gas stagnates at the walls of the spray chamber, and the granules do not have time to completely crystallize in flight. Therefore, upon collision with the chamber wall, their plastic deformation occurs, which leads to the formation of non-spherical particles. This, in turn, leads to a decrease in the yield of suitable powder, since with further sieve classification of granules particles of this shape do not pass through a standard grid and fall into the screening.

При этом, в некоторых случаях, при получении гранул из интерметаллидных сплавов методом центробежного распыления гранулы могут «налипать» на боковые стенки камеры распыления с образованием массивных спеков, затрудняющих процесс ее движения (ссыпания) в приемный бункер и вызывающих перегрев внутренних поверхностей камеры распыления, приемной трубы и приемного бункера, включая герметичные уплотнения из РТИ, при разрушении которых может возникнуть аварийная ситуация и разгерметизация установки.Moreover, in some cases, when producing granules from intermetallic alloys by centrifugal spraying, granules can “stick” to the side walls of the spray chamber with the formation of massive cakes that impede the process of its movement (pouring) into the receiving hopper and causing overheating of the internal surfaces of the spray chamber, the receiving pipes and the receiving hopper, including hermetic seals from rubber goods, the destruction of which may cause an emergency and depressurization of the installation.

Задача, на которую направлено изобретение, заключается в разработке способа, при котором возможно получать порошок или гранулы из интерметаллидных сплавов различных систем.The problem to which the invention is directed is to develop a method in which it is possible to obtain powder or granules from intermetallic alloys of various systems.

Техническим результатом изобретения является снижение температуры в камере распыления до необходимых нам значений, увеличение эффективности регулировки скорости охлаждения (кристаллизации) гранул в процессе распыления и ссыпания их в приемный бункер, увеличение срока эксплуатации и увеличение возможности изменения температурного градиента в создаваемой зоне регулируемого охлаждения.The technical result of the invention is to reduce the temperature in the spray chamber to the values we need, increase the efficiency of adjusting the cooling rate (crystallization) of the granules during the spraying process and pour them into the receiving hopper, increase the operating life and increase the possibility of changing the temperature gradient in the created controlled cooling zone.

На достижение указанного технического результата оказывают влияние следующие существенные признаки.The following essential features influence the achievement of the indicated technical result.

Способ получения сферических порошков из интерметаллидных сплавов, заключается в том, что осуществляют вращение цилиндрической заготовки вокруг горизонтальной оси, оплавляют торец заготовки плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением распыления расплавленных частиц под действием центробежных сил и затвердевания частиц при полете в среде рабочих газов, отличающийся тем, что горячую смесь рабочих газов забирают из камеры распыления, направляют в фильтр первичной очистки, далее направляют в фильтр сверхтонкой очистки, после чего очищенную смесь рабочих газов направляют в теплообменник, оттуда ее подают компрессор, после охлажденную смесь рабочих газов подают в формирователь охлаждающего потока смеси рабочих газов и далее формируют потоки смеси охлажденных рабочих газов, регулируют интенсивность и направление этого потока, пропуская его через, по меньшей мере, два осевых спреера разного диаметра в камеру распыления и таким образом, расплавленные частицы охлаждаются регулируемыми потоками охлажденной смеси рабочих газов, которые создают регулируемую зону охлаждения, после чего кристаллизованный и охлажденный порошок или гранулы из интерметаллидных сплавов ссыпают в приемный бункер.The method of producing spherical powders from intermetallic alloys consists in rotating a cylindrical workpiece around a horizontal axis, melting the end face of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch, ensuring the spraying of molten particles under the action of centrifugal forces and particle solidification during flight in a working gas environment, characterized in that the hot mixture of working gases is taken from the spray chamber, sent to the primary filter, then sent to the ultrafine filter, after whereupon the cleaned working gas mixture is sent to the heat exchanger, the compressor is supplied from there, after the cooled working gas mixture is supplied to the shaper of the working gas mixture flow and then the cooled working gas mixture flows are formed, the intensity and direction of this stream are regulated by passing it through at least , two axial sprayers of different diameters into the spray chamber and thus, the molten particles are cooled by controlled flows of a cooled mixture of working gases, which create an adjustable zone cooling, after which crystallized and cooled powder or granules from intermetallic alloys are poured into a receiving hopper.

Способ поясняется Фиг.1, где: The method is illustrated in figure 1, where:

1 - Камера (центробежного) распыления1 - Chamber (centrifugal) spraying

2 - Расплавляемый электрод2 - the melted electrode

3 - Фильтр первичной очистки3 - Primary filter

4 - Фильтр сверхтонкой очистки4 - Ultra-fine filter

5 - Компрессорный холодильный агрегат5 - Compressor refrigeration unit

6 - Теплообменник6 - Heat exchanger

7 - Воздуходувка вихревая7 - Vortex blower

8 - Трубопроводы и металлорукава8 - Pipelines and metal hoses

9 - Плазматрон9 - Plasmatron

10 - Камера загрузочная10 - boot camera

11 - Камера приводов11 - Drive Chamber

12 - Приемная труба12 - front pipe

13 - Приемный бункер13 - Receiving hopper

14 - 6-секционный спреер14 - 6 section sprayer

15 - 2-секционный спреер15 - 2 section sprayer

16 - Регулируемая зона охлаждения гранул (кристализации) или зона с регулируемым температурным градиентом.16 - An adjustable zone for cooling granules (crystallization) or an area with an adjustable temperature gradient.

Камера центробежного распыления в конструкции предназначена для получения порошков (гранул) металлов, в нашем случае интерметалидных сплавов, методом центробежного распыления заготовок-электродов, торцы которых оплавляются при вращении заготовки, плазменным источником нагрева (плазмотроном) в смеси инертных газов (гелий, аргон) с одновременным пересыпанием получаемых гранул в герметичную емкость (приемный бункер) без контакта с воздухом. В установке предусмотрена загрузка нескольких электродов, но плавятся они поштучно. Вращение цилиндрической заготовки вокруг горизонтальной оси, оплавление торец заготовки плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением распыления расплавленных частиц под действием центробежных сил осуществляют с целью получения из заготовки мелких частиц.The centrifugal spray chamber in the design is designed to obtain powders (granules) of metals, in our case intermetalide alloys, by centrifugal spraying of workpieces-electrodes, the ends of which melt when the workpiece is rotated, by a plasma heating source (plasmatron) in a mixture of inert gases (helium, argon) simultaneous pouring of the obtained granules into a sealed container (receiving hopper) without contact with air. The installation provides for the loading of several electrodes, but they melt by the piece. The rotation of the cylindrical workpiece around the horizontal axis, the fusion of the end face of the workpiece with a plasma jet of an arc plasma torch with the provision of atomization of molten particles under the action of centrifugal forces is carried out in order to obtain small particles from the workpiece.

Из камеры распыления посредством воздуходувки вихревой (компрессора) осуществляется забор горячего газа. Для увеличения продолжительности работы фильтров и их рабочих свойств возможен вариант, когда из камеры центробежного распыления смесь горячих рабочих газов направляют в охладитель, в который встроен фильтр первичной очистки, и осуществляют первичное охлаждение смеси рабочих газов.Hot gas is taken from the spray chamber by means of a vortex blower (compressor). To increase the duration of the filters and their working properties, it is possible that the mixture of hot working gases from the centrifugal spray chamber is sent to a cooler, which has a primary filter, and primary cooling of the working gas mixture is carried out.

Фильтр используется для исключения попадания в компрессор (воздуходувку вихревую) пылевых частиц распыляемого материала, а также прочих механических примесей. Подача в него горячей смеси рабочих газов, прошедших первичное охлаждение, осуществляется для очищения смеси.The filter is used to exclude dust particles of the sprayed material, as well as other mechanical impurities, getting into the compressor (vortex blower). The supply of a hot mixture of working gases that have undergone primary cooling is carried out to clean the mixture.

Можно использовать как фильтр типа «циклон», так и пористый тканевый фильтр.You can use either a cyclone filter or a porous fabric filter.

Работа фильтра циклона построена на функционировании центробежных сил. С их помощью загрязненный воздух начинает входить в циклон по патрубку, после чего с высокой скоростью спиралеобразно смещается вниз. Частицы пыли под воздействием центробежной силы прижимаются к внутренним стенкам, а под воздействием силы притяжения смещаются в нижнюю часть циклона, собираясь в бункере для сбора пыли.The operation of the cyclone filter is based on the functioning of centrifugal forces. With their help, polluted air begins to enter the cyclone through the nozzle, after which it spirals downward at a high speed. Dust particles under the influence of centrifugal force are pressed against the inner walls, and under the influence of gravity are shifted to the lower part of the cyclone, collecting in a dust collection bin.

В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее. В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в результате действия сил диффузии, инерции и электростатического притяжения.The operation of porous filters of all kinds is based on the process of filtering gas through a porous septum, during which solid particles are retained and gas passes completely through it. In the process of cleaning a dusty gas, particles approach the fibers or the surface of the grains of the material, collide with them and precipitate mainly as a result of the action of diffusion, inertia and electrostatic attraction forces.

Воздуходувка вихревая (компрессор) в устройстве предназначена для откачки и нагнетания в камеру распыления неагрессивной к материалам конструкции смеси рабочих газов (гелий, аргон), не содержащей капельной влаги и механических загрязнений.Vortex blower (compressor) in the device is designed for pumping and forcing into the spraying chamber a mixture of working gases (helium, argon) that is not aggressive to the materials of construction and does not contain droplet moisture and mechanical impurities.

Компрессорный холодильный агрегат 5 соединен с теплообменником и осуществляет циркуляцию и охлаждение рабочей жидкости в теплообменнике. Вместе они представляют холодильную установку.The compressor refrigeration unit 5 is connected to a heat exchanger and circulates and cools the working fluid in the heat exchanger. Together they represent a refrigeration unit.

Последовательное расположение различных частей в устройстве продиктовано в том числе необходимостью обеспечения эффективной работы устройства и требованием подачи очищенной и охлажденной смеси рабочих газов в вихревую воздуходувку 7 и далее нагнетание ее в рабочую камеру.The sequential arrangement of the various parts in the device is dictated, among other things, by the need to ensure the effective operation of the device and the requirement to supply a cleaned and cooled mixture of working gases to the vortex blower 7 and then forcing it into the working chamber.

После охлаждения смесь рабочих газов подают в формирователь охлаждающего потока рабочих газов, который выполнен в виде двух осевых спрееров разного диаметра, далее образуют, по меньшей мере, два потока, регулируют их интенсивность и направленность, в том числе за счет перехлестывания охлаждающих потоков, исходящих из каждого осевого спреера, между собой, образуют зону с регулированным температурным градиентом для влияния на скорость кристаллизации, которая продиктована свойством того или иного интерметалидного сплава.After cooling, the mixture of working gases is fed into the former of the cooling stream of working gases, which is made in the form of two axial sprayers of different diameters, then at least two streams are formed, their intensity and direction are controlled, including due to the overlapping of cooling streams coming from each axial sprayer, among themselves, form a zone with a controlled temperature gradient to influence the crystallization rate, which is dictated by the property of one or another intermetalide alloy.

Направлять охлаждающий поток могут, например, параллельно оси электрода или под острым углом к его оси навстречу разлетающимся гранулам, изменяя тем самым температурный градиент в зоне охлаждения.For example, they can direct the cooling flow parallel to the axis of the electrode or at an acute angle to its axis toward expanding granules, thereby changing the temperature gradient in the cooling zone.

Подача смеси рабочих газов из формирователя охлаждающего потока рабочих газов в камеру распыления через форсунки осуществляется для равномерного распределения в камере потока рабочих газов и возможности придания ему определенной (векторной) направленности, например, перпендикулярно горизонтальной оси вращающейся заготовки (электрода). Конструктивно формирователь охлаждающего потока может быть выполнен, например, в виде двух осевых спрееров 2 – 6 - секционных, по 56 форсунок в каждой секции.The mixture of working gases from the former of the cooling stream of working gases to the spray chamber through the nozzles is supplied for uniform distribution of the working gas stream in the chamber and the possibility of giving it a certain (vector) orientation, for example, perpendicular to the horizontal axis of the rotating workpiece (electrode). Structurally, the shaper of the cooling flow can be made, for example, in the form of two axial sprayers 2 - 6 - section, 56 nozzles in each section.

Приемный бункер служит для сбора через приемную трубу получаемого порошка (гранул), и возможности транспортирования бункера с гранулами.The receiving hopper serves to collect the obtained powder (granules) through the receiving pipe, and the possibility of transporting the hopper with granules.

Трубопроводы и металлорукава высокого давления изготовлены полностью из нержавеющей стали, что позволяет широко использовать их для транспортировки/подачи различных технических газов и жидкостей, включая агрессивные. Широкий диапазон рабочих температур (от криогенных до +600°C), стойкость к агрессивным средам, герметичность до высоких давлений позволяют практически безальтернативно использовать нержавеющие металлорукава в металлургическом, нефтегазовом, химическом и других видах оборудования. Трубопроводы и металлорукава последовательно и герметично соединяют каждый элемент конструкции - установку центробежного распыления, фильтр первичной очистки, фильтр сверхтонкой очистки, холодильную установку, компрессор, формирователь охлаждающего потока рабочих газов. Кроме того, они (трубопроводы и металлорукава) соединяют между собой камеру (центробежного) распыления и приемный бункер, в рамках нашей заявки этот элемент конструкции мы называем приемной трубой.Pipelines and high-pressure hoses are made entirely of stainless steel, which allows them to be widely used for transportation / supply of various technical gases and liquids, including aggressive ones. A wide range of operating temperatures (from cryogenic to + 600 ° C), resistance to aggressive environments, tightness to high pressures make it possible to practically use stainless steel hoses in metallurgical, oil and gas, chemical and other types of equipment. Pipelines and metal hoses sequentially and hermetically connect each structural element - a centrifugal atomization unit, a primary filter, an ultrafine filter, a refrigeration unit, a compressor, a shaper of the working gas flow. In addition, they (pipelines and metal hoses) interconnect the (centrifugal) spray chamber and the receiving hopper; as part of our application, we call this structural element the receiving pipe.

Приемная труба полностью изготовлена из нержавеющей стали, служит для транспортировки/ссыпания полученных гранул в приемный бункер.The receiving pipe is completely made of stainless steel; it is used for transporting / pouring the obtained granules into the receiving hopper.

Последовательное расположение различных частей в устройстве продиктовано, в том числе необходимостью обеспечения эффективной работы устройства и требованием подачи очищенной и охлажденной смеси рабочих газов в компрессор.The sequential arrangement of various parts in the device is dictated by, among other things, the need to ensure the effective operation of the device and the requirement to supply a cleaned and cooled mixture of working gases to the compressor.

В одном из вариантов исполнения устройство для получения сферических порошков из интерметаллидных сплавов содержит рабочую камеру, заполняемую смесью инертных газов (гелий - 90%, аргон - 10%), дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессор с трубопроводами для непрерывной откачки смеси рабочих газов из рабочей камеры, при этом устройство выполнено с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры, заполнения ее инертным газом и последующей непрерывной откачки газа из камеры и подачи его в плазмотрон ПСМ-200 из установки центробежного распыления характеризуется тем, что устройство содержит последовательно соединенные через металлорукава и трубопроводы из нержавеющей стали, фильтр «циклон», фильтр сверхтонкой очистки АМЕ, холодильную установку, которая представляет собой теплообменник, внутри которого проходит трубопровод смеси рабочих газов. Теплообменник заполнен рабочей жидкостью, например жидким фреоном, которая посредством компрессорного холодильного агрегата CAJD/TAJD 2513Z постоянно движется и охлаждает спиралевидный трубопровод. Также устройство содержит компрессор, в качестве которого используется воздуходувка вихревая SCL К10-МО. Также устройство содержит формирователь охлаждающего потока рабочих газов, который конструктивно представляет собой 2 осевых спреера разного диаметра выполненных в одной плоскости, один 6-секционный, другой 2-секционный, они имеют форму трубки с локальным блоком 56 форсунок в каждой секции, так что охлаждающие потоки, подающиеся спреером, образуют зону с регулируемым температурным градиентом и оба они расположены перпендикулярно продольной оси электрода равноудалены от него и изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Устройство содержит приемный бункер и приемную трубу. Смесь рабочих газов поступает из вихревой воздуходувки 7 в формирователь охлаждающего потока рабочих газов, который формирует и регулирует встречный поток рабочих газов, направленный в камере распыления навстречу разлетающимся гранулам, которые образуются из расплавленного электрода, таким образом, при распылении расплавленных частиц, они проходят через газовый поток рабочих газов, что приводит к увеличению скорости кристаллизации гранул.In one embodiment, a device for producing spherical powders from intermetallic alloys contains a working chamber filled with a mixture of inert gases (helium - 90%, argon - 10%), an arc plasmatron for melting a rotating workpiece, and a compressor with pipelines for continuously pumping a mixture of working gases from the working chamber, while the device is configured to pre-pump air from the working chamber, fill it with inert gas and then continuously pump gas from the chamber and supply it to the plasmotron PSM -200 from a centrifugal atomization plant is characterized in that the device contains serially connected through a metal hose and stainless steel pipelines, a cyclone filter, an AME ultrafine filter, a refrigeration unit, which is a heat exchanger, inside which a pipeline of a mixture of working gases passes. The heat exchanger is filled with a working fluid, for example liquid freon, which, through the CAJD / TAJD 2513Z compressor refrigeration unit, constantly moves and cools the spiral pipe. The device also contains a compressor, which is used as a vortex blower SCL K10-MO. The device also contains a shaper of the cooling flow of working gases, which structurally consists of 2 axial sprayers of different diameters made in one plane, one 6-section, the other 2-section, they have the form of a tube with a local block of 56 nozzles in each section, so that the cooling flows , supplied by the sprayer, form a zone with an adjustable temperature gradient and both of them are located perpendicular to the longitudinal axis of the electrode and are equidistant from it and made of stainless steel 12X18H10T. The device comprises a receiving hopper and a receiving pipe. The mixture of working gases comes from the vortex blower 7 to the shaper of the cooling working gas stream, which generates and regulates the oncoming flow of working gases directed in the spraying chamber towards the expanding granules that are formed from the molten electrode, thus, when spraying the molten particles, they pass through the gas the flow of working gases, which leads to an increase in the rate of crystallization of the granules.

Таким образом, изобретение обеспечивает снижение температуры в камере распыления до необходимых нам значений, увеличение эффективности регулировки скорости охлаждения (кристаллизации) гранул в процессе распыления и ссыпания их в приемный бункер, расширение возможности изменения температурного градиента в создаваемой зоне регулируемого охлаждения.Thus, the invention provides a decrease in the temperature in the spray chamber to the values we need, an increase in the efficiency of adjusting the cooling rate (crystallization) of the granules during the spraying process and pouring them into the receiving hopper, and expanding the possibility of changing the temperature gradient in the created controlled cooling zone.

Claims (1)

Способ получения сферического порошка из интерметаллидного сплава, включающий оплавление торца вращающейся вокруг горизонтальной оси цилиндрической заготовки из интерметаллидного сплава в камере распыления плазменной струей дугового плазмотрона с обеспечением центробежного распыления расплавленных частиц и их затвердевания при полете в среде рабочих газов, при этом производят забор горячей смеси рабочих газов из камеры распыления, охлаждают ее и подают охлажденную смесь рабочих газов в камеру распыления с обеспечением охлаждения расплавленных частиц, причем затвердевшие частицы собирают в приемном бункере, отличающийся тем, что охлажденную смесь рабочих газов подают в камеру распыления с регулируемой интенсивностью и направленностью посредством формирователей охлаждающих потоков, выполненных в виде по меньшей мере двух осевых спрейеров разного диаметра, обеспечивающих перехлестывание исходящих из спрейеров охлаждающих потоков с образованием зоны охлаждения расплавленных частиц с регулируемым температурным градиентом.A method of producing a spherical powder from an intermetallic alloy, comprising melting the end face of a cylindrical billet made of an intermetallic alloy rotating around a horizontal axis in a spray chamber with a plasma jet of an arc plasma torch to ensure centrifugal spraying of molten particles and their solidification during flight in a working gas environment, while a hot mixture of working workers is sampled gases from the spray chamber, cool it and supply a cooled mixture of working gases to the spray chamber with cooling molten particles, moreover, the solidified particles are collected in a receiving hopper, characterized in that the cooled mixture of working gases is fed into the spray chamber with adjustable intensity and directivity by means of formers of cooling flows made in the form of at least two axial sprayers of different diameters, which ensure the overlapping of the outgoing sprayers cooling flows to form a cooling zone of molten particles with a controlled temperature gradient.

Images