RU2805240C1 - Charge for producing glass-metal microballoons - Google Patents

Abstract

FIELD: engineering; electronics; biotechnology; jewellery.

SUBSTANCE: invention relates to the field of charge development for the production of glass-metal microballoons. The composition of the mixture for obtaining glass-metal microballoons contains, wt.%: steel powder - 25 and cullet powder - 75. At the same time, the granular charge is moistened up to 8-10%.

EFFECT: obtaining glass-metal microspheres of high quality, with a low percentage of rejects, without the use of binders in the charge.

1 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области разработки шихты для получения стеклометаллических микрошариков и может быть использована в технике, электронике, биотехнологии, а также в ювелирном деле.The invention relates to the development of a charge for producing glass-metal microspheres and can be used in technology, electronics, biotechnology, as well as in jewelry.

Известен состав шихты для получения стеклянных микрошариков, описанный в статье [Крохин В.П., Бессмертный В.С., Пучка О.В., Никифоров В.М. Синтез алюмоиттриевых стекол и минералов // Стекло и керамика. 1997. № 9. С. 6-7].The composition of the charge for producing glass microbeads is known, described in the article [Krokhin V.P., Bessmertny V.S., Puchka O.V., Nikiforov V.M. Synthesis of yttrium-aluminum glasses and minerals // Glass and Ceramics. 1997. No. 9. P. 6-7].

Недостатком известного состава является низкое качество готового продукта.The disadvantage of the known composition is the low quality of the finished product.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является шихта для получения стеклометаллических микрошариков, описанный в патенте [Патент RU 2455118 Стеклометаллические микрошарики и способ их получения. Опубл. 10.07.2012. Бюл. № 19], шихта включает металлическую проволоку, молотое стекло и связывающее.The closest technical solution adopted for the prototype is the charge for producing glass-metal microspheres, described in the patent [Patent RU 2455118 Glass-metal microspheres and method for their production. Publ. 07/10/2012. Bull. No. 19], the charge includes metal wire, ground glass and a binder.

Недостатком данного состава является низкое качество готового продукта.The disadvantage of this composition is the low quality of the finished product.

Изобретение направлено на разработку шихты, обеспечивающей получение стеклометаллических микрошариков высокого качества, с низким процентом брака, без использования в шихте связующих материалов.The invention is aimed at developing a charge that ensures the production of high-quality glass-metal microspheres, with a low percentage of defects, without the use of binding materials in the charge.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении качества готового продукта.The technical result of the proposed invention is to improve the quality of the finished product.

Это достигается тем, что состав шихты для получения стеклометаллических микрошариков, включает металлическую составляющую и стеклосодержащую составляющую, при этом в качестве металлической составляющей используется порошок стали, в качестве стеклосодержащей составляющей используется тонкодисперсный порошок стеклобоя, а гранулированная до 0,5-2,0 мм шихта увлажняется до 8-10%, мас.%:This is achieved by the fact that the composition of the charge for producing glass-metal microbeads includes a metal component and a glass-containing component, while steel powder is used as the metal component, finely dispersed glass cullet powder is used as the glass-containing component, and the charge is granulated to 0.5-2.0 mm moistened to 8-10%, wt.%:

порошок стали - 25%steel powder - 25%

порошок стеклобоя - 75%.cullet powder - 75%.

Характеристика компонентов.Characteristics of components.

1. Бой листового стекла следующего химического состава (мас.%): SiO₂ – 72,0; Na₂O – 14,5; CaO – 6,8; Al₂O₃ – 3,2; MgO – 3,4; Fe₂O₃ – 0,05; SO₃ – 0,5.1. Broken sheet glass of the following chemical composition (wt.%): SiO ₂ – 72.0; Na ₂ O – 14.5; CaO – 6.8; Al ₂ O ₃ – 3.2; MgO – 3.4; Fe ₂ O ₃ – 0.05; SO ₃ – 0.5.

2. Порошок стали по ГОСТ – 9849-86.2. Steel powder according to GOST – 9849-86.

3. Вода ГОСТ 17.1.1.04-80.3. Water GOST 17.1.1.04-80.

Порошок стали 25% и тонкоизмельченный в шаровой мельнице порошок стекла 75% увлажняли до 8-10% и усредняли в смесителе при в течение 20 минут. Шихту гранулировали в лабораторном грануляторе с получением гранул 0,5-2,0 мм. Гранулы помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8м. Зажигали дугу и подавали в плазменную горелку плазмообразующий газ аргон и шихту с расходом 2,5 гр/сек.Steel powder 25% and glass powder finely ground in a ball mill 75% were moistened to 8-10% and averaged in a mixer for 20 minutes. The mixture was granulated in a laboratory granulator to obtain granules of 0.5-2.0 mm. The granules were placed in the powder feeder of the UPU-8m electric arc plasmatron. The arc was ignited and the plasma-forming gas argon and charge were supplied to the plasma torch at a flow rate of 2.5 g/sec.

В плазменной горелке со средней массовой температурой плазменного факела 5000°С происходило мгновенное плавление шихты с образованием сферических расплавленных частиц. Под действием отходящего плазмообразующего газа аргона частицы трансформировались в зону накопителя, где охлаждались и накапливались в приемном сборнике.In a plasma torch with an average mass temperature of the plasma torch of 5000°C, instantaneous melting of the charge occurred with the formation of spherical molten particles. Under the influence of the exhaust plasma-forming gas argon, the particles were transformed into the storage zone, where they were cooled and accumulated in the receiving collection.

Затем производился анализ полученных образцов.Then the obtained samples were analyzed.

Результаты исследований представлены в табл. №1.The research results are presented in table. No. 1.

Таблица 1Table 1

Качественные характеристики полученных образцов стеклометаллических микрошариковQualitative characteristics of the obtained samples of glass-metal microspheres

Соотношение порошка стали и стеклобоя, %Ratio of steel powder and cullet, % Коэффициент диффузного отражения (КДО, %)Diffuse reflection coefficient (DRC, %) Процент брака, %Percentage of defects, % стальsteel стеклобойglass breaker 3535 6565 6767 4,84.8 25*25* 75*75* 71*71* 3,5*3.5* 2020 8080 6969 4,64.6 * – оптимальный вариант* – optimal option

Количество идеально сферических частиц стеклометаллических микрошариков размером 450-3100 мкм составили 96,5%.The number of ideally spherical particles of glass-metal microspheres with a size of 450-3100 microns was 96.5%.

Коэффициент диффузного отражения, проводимый на приборе ПОС-1 по стандартной методике, составил 71%.The diffuse reflection coefficient, carried out on the POS-1 device using the standard method, was 71%.

ПримерExample

Порошок стали 0,25 кг и тонкоизмельченный в шаровой мельнице порошок стекла 0,75 кг увлажняли до 9%, усредняли в лабораторном смесителе в течение 20 минут. Шихту гранулировали в лабораторном грануляторе до получения гранул 0,5-2,0 мм. Гранулы помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8м. Зажигали дугу и подавали в плазменную горелку плазмообразующий газ аргон и шихту с расходом 2,5 гр/сек.Steel powder 0.25 kg and glass powder finely ground in a ball mill 0.75 kg were moistened to 9% and averaged in a laboratory mixer for 20 minutes. The mixture was granulated in a laboratory granulator to obtain granules of 0.5-2.0 mm. The granules were placed in the powder feeder of the UPU-8m electric arc plasmatron. The arc was ignited and the plasma-forming gas argon and charge were supplied to the plasma torch at a flow rate of 2.5 g/sec.

В плазменной горелке со средней массовой температурой плазменного факела 5000°С происходило мгновенное плавление шихты с образованием сферических расплавленных частиц. Под действием отходящего плазмообразующего газа аргона частицы трансформировались в зону накопителя, где охлаждались и накапливались в сборнике.In a plasma torch with an average mass temperature of the plasma torch of 5000°C, instantaneous melting of the charge occurred with the formation of spherical molten particles. Under the influence of the exhaust plasma-forming gas argon, the particles were transformed into the storage zone, where they were cooled and accumulated in the collector.

Количество идеально сферических частиц стеклометаллических микрошариков размером 450-3100 мкм составили 96,5%, количество брака – 3,5%.The number of perfectly spherical particles of glass-metal microspheres with a size of 450-3100 microns was 96.5%, the number of defects was 3.5%.

Коэффициент диффузного отражения, проводимый на приборе ПОС-1 по стандартной методике, составил 71%.The diffuse reflection coefficient, carried out on the POS-1 device using the standard method, was 71%.

Таким образом, при разработанном составе шихты для получения стеклометаллических микрошариков, были получены стеклометаллические микрошарики высокого качества, с низким количеством брака, без использования каких-либо дополнительных связующих компонентов. Thus, with the developed composition of the charge for producing glass-metal microspheres, high-quality glass-metal microspheres were obtained, with a low amount of rejects, without the use of any additional binding components.

Claims (2)

Шихта для получения стеклометаллических микрошариков, включающая металлическую составляющую и стеклосодержащую составляющую, отличающаяся тем, что в качестве металлической составляющей она содержит порошок стали, в качестве стеклосодержащей составляющей – тонкодисперсный порошок стеклобоя, при этом шихта гранулирована до 0,5-2,5 мм, увлажнена до 8-10% и содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:A charge for producing glass-metal microbeads, including a metal component and a glass-containing component, characterized in that it contains steel powder as a metal component, and fine glass cullet powder as a glass-containing component, while the charge is granulated to 0.5-2.5 mm, moistened up to 8-10% and contains components in the following ratio, wt.%: порошок сталиsteel powder 2525 порошок стеклобояcullet powder 7575