100–400 acu metāla pulvera ūdens atomizatora iekārta

Ar vakuuma gaisa atomizāciju sagatavotajam pulverim ir tādas priekšrocības kā augsta tīrības pakāpe, zems skābekļa saturs un smalks pulvera daļiņu izmērs. Pēc gadiem ilgas nepārtrauktas inovācijas un uzlabošanas vakuuma gaisa atomizācijas pulvera tehnoloģija ir attīstījusies par galveno augstas veiktspējas metālu un sakausējumu pulveru ražošanas metodi un ir kļuvusi par vadošo faktoru, kas atbalsta un veicina jaunu materiālu izpēti un jaunu tehnoloģiju izstrādi. Redaktors iepazīstināja ar vakuuma gaisa atomizācijas principu, procesu un pulvera malšanas aprīkojumu, kā arī analizēja ar vakuuma gaisa atomizāciju sagatavotā pulvera veidus un pielietojumu.

Atomizācijas metode ir pulvera sagatavošanas metode, kurā ātri kustīgs šķidrums (atomizācijas vide) iedarbojas uz metāla vai sakausējuma šķidrumu vai citādi to sadala sīkās pilienos, kas pēc tam tiek kondensēti cietā pulverī. Atomizētajām pulvera daļiņām ir ne tikai tieši tāds pats homogēns ķīmiskais sastāvs kā dotajam izkausētajam sakausējumam, bet arī straujās sacietēšanas dēļ tās uzlabo kristālisko struktūru un novērš otrās fāzes makrosegregāciju. Visbiežāk izmantotā atomizācijas vide ir ūdens vai ultraskaņa, ko attiecīgi sauc par ūdens atomizāciju un gāzes atomizāciju. Ar ūdens atomizāciju sagatavotajiem metāla pulveriem ir augsta ražība un ekonomiska ražība, un dzesēšanas ātrums ir liels, bet pulveriem ir augsts skābekļa saturs un neregulāra morfoloģija, parasti pārslas. Ar ultraskaņas atomizācijas tehnoloģiju sagatavotajam pulverim ir mazs daļiņu izmērs, augsta sfēriskums un zems skābekļa saturs, un tas ir kļuvis par galveno metodi augstas veiktspējas sfērisku metāla un sakausējuma pulveru ražošanai.

Vakuuma kausēšanas augstspiediena gāzes atomizācijas pulverizācijas tehnoloģija apvieno augstspiediena gāzes atomizācijas tehnoloģiju, augstas temperatūras kausēšanas tehnoloģiju, augstspiediena un ātrgaitas gāzes tehnoloģiju, un tā ir ražota, lai apmierinātu pulvermetalurģijas attīstības vajadzības, īpaši augstas kvalitātes sakausējumu, kas satur aktīvo elementu pulveri, ražošanai. Ultraskaņas/gāzes atomizācijas pulverizācijas tehnoloģija ir jauna ātras sacietēšanas tehnoloģija. Pateicoties augstajam dzesēšanas ātrumam, pulverim piemīt graudu smalkuma, vienmērīga sastāva un augstas cietās šķīdības īpašības.

Papildus iepriekšminētajām priekšrocībām, vakuuma kausēšanas augstspiediena gāzes atomizācijas procesā iegūtajam metāla pulverim ir šādas trīs īpašības: tīrs pulveris, zems skābekļa saturs; augsta smalka pulvera raža; augsta sfēriskuma pakāpe. No šī pulvera izgatavotajiem strukturālajiem vai funkcionālajiem materiāliem ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar parastajiem materiāliem fizikālo un ķīmisko īpašību ziņā. Izstrādātie pulveri ietver supersakausējumu pulveri, termiski izsmidzināšanas sakausējumu pulveri, vara sakausējumu pulveri un nerūsējošā tērauda pulveri.

1 Vakuuma gaisa atomizācijas pulvera malšanas process un aprīkojums

1.1 Vakuuma gaisa atomizācijas pulvera malšanas process

Vakuuma gaisa atomizācijas pulverizācijas metode ir jauns procesa veids, kas pēdējos gados ir izstrādāts metāla pulvera ražošanas nozarē. Tās priekšrocības ir sarežģīta materiālu oksidēšanās, ātra metāla pulvera rūdīšana un augsta automatizācijas pakāpe. Konkrētais process ir tāds, ka pēc sakausējuma (metāla) izkausēšanas un rafinēšanas indukcijas krāsnī izkausētā metāla šķidrums tiek ielejts siltumizolācijas masā, nonāk vadotnē un sprauslā, un kausējuma plūsma tiek atomizēta ar augstspiediena gāzes plūsmu. Atomizētais metāla pulveris sacietē un nosēžas atomizācijas tornī, un nonāk pulvera savākšanas tvertnē.

Atomizācijas iekārtas, atomizācijas ultraskaņa un metāla šķidruma plūsma ir trīs gāzes atomizācijas procesa pamatelementi. Atomizācijas iekārtā ievadītā atomizācijas ultraskaņa paātrina un mijiedarbojas ar ievadīto metāla šķidruma plūsmu, veidojot plūsmas lauku. Šajā plūsmas laukā izkausētā metāla plūsma tiek pārtraukta, atdzesēta un sacietēta, tādējādi iegūstot pulveri ar noteiktām īpašībām. Atomizācijas iekārtu parametri ietver sprauslas struktūru, katetra struktūru, katetra pozīciju utt., atomizācijas gāze un tās procesa parametri ietver ultraskaņas īpašības, gaisa ieplūdes spiedienu, gaisa ātrumu utt., un metāla šķidruma plūsma un tās procesa parametri ietver metāla šķidruma plūsmas īpašības, pārkaršanu, šķidruma plūsmas diametru utt. Ultraskaņas atomizācija sasniedz mērķi pielāgot pulvera daļiņu izmēru, daļiņu izmēru sadalījumu un mikrostruktūru, pielāgojot dažādus parametrus un to koordināciju.

1.2 Vakuuma gaisa atomizācijas pulverizācijas iekārtas

Pašreizējās vakuuma atomizācijas pulverizācijas iekārtas galvenokārt ietver ārvalstu un vietējās iekārtas. Ārzemēs ražotajām iekārtām ir augsta stabilitāte un augsta vadības precizitāte, taču iekārtu izmaksas ir augstas, un apkopes un remonta izmaksas ir augstas. Vietējo iekārtu izmaksas ir zemas, apkopes izmaksas ir zemas, un apkope ir ērta. Tomēr vietējie iekārtu ražotāji parasti neapgūst tādas iekārtu pamattehnoloģijas kā atomizācijas sprauslas un atomizācijas procesi. Pašlaik attiecīgie ārvalstu pētniecības institūti un ražošanas uzņēmumi stingri glabā tehnoloģiju konfidenciālu, un specifiskus un industrializētus procesa parametrus nevar iegūt no attiecīgās literatūras un patentiem. Tas padara augstas kvalitātes pulvera ražu pārāk zemu, lai tā būtu ekonomiska, kas ir arī galvenais iemesls, kāpēc mana valsts nav spējusi rūpnieciski ražot augstas kvalitātes pulveri, lai gan ir daudz aerosolu pulveru ražošanas un zinātniskās pētniecības vienību.

Ultraskaņas atomizācijas pulverizācijas ierīces struktūra sastāv no šādām daļām: vidējas frekvences indukcijas kausēšanas krāsns, turēšanas krāsns, atomizācijas sistēma, atomizācijas tvertne, putekļu savākšanas sistēma, ultraskaņas padeves sistēma, ūdens dzesēšanas sistēma, vadības sistēma utt.

Pašlaik dažādi aerosolizācijas pētījumi galvenokārt koncentrējas uz diviem aspektiem. No vienas puses, tiek pētīti sprauslas struktūras parametri un strūklas plūsmas raksturlielumi. Mērķis ir iegūt saistību starp gaisa plūsmas lauku un sprauslas struktūru, lai ultraskaņa sasniegtu ātrumu sprauslas izejā, kamēr ultraskaņas plūsmas ātrums ir mazs, un sniegt teorētisku pamatu sprauslas projektēšanai un apstrādei. No otras puses, tika pētīta saistība starp atomizācijas procesa parametriem un pulvera īpašībām. Tā mērķis ir izpētīt atomizācijas procesa parametru ietekmi uz pulvera īpašībām un atomizācijas efektivitāti katrai sprauslai atsevišķi, lai optimizētu un vadītu pulvera ražošanu. Īsāk sakot, smalka pulvera produktivitātes uzlabošana un gāzes patēriņa samazināšana nosaka ultraskaņas atomizācijas tehnoloģijas attīstības virzienu.

1.2.1 Dažādu veidu sprauslas ultraskaņas atomizācijai

Izsmidzinošā gāze palielina sprauslas ātrumu un enerģiju, tādējādi efektīvi sadalot šķidro metālu un sagatavojot pulveri, kas atbilst prasībām. Sprausla kontrolē izsmidzinātās vides plūsmu un plūsmas modeli, un tai ir izšķiroša nozīme izsmidzināšanas efektivitātes līmenī un izsmidzināšanas procesa stabilitātē, un tā ir ultraskaņas izsmidzināšanas galvenā tehnoloģija. Agrīnajā gāzes izsmidzināšanas procesā parasti tika izmantota brīvi krītoša sprauslas struktūra. Šī sprausla ir vienkāršas konstrukcijas, to nav viegli bloķēt, un vadības process ir relatīvi vienkāršs, taču tās izsmidzināšanas efektivitāte nav augsta, un tā ir piemērota tikai pulvera ražošanai ar daļiņu izmēru 50–300 μm. Lai uzlabotu izsmidzināšanas efektivitāti, vēlāk tika izstrādātas ierobežojošas sprauslas vai cieši savienotas izsmidzināšanas sprauslas. Cieši vai ierobežojoša sprausla saīsina gāzes lidojuma attālumu un samazina kinētiskās enerģijas zudumus gāzes plūsmas procesā, tādējādi palielinot gāzes plūsmas ātrumu un blīvumu, mijiedarbojoties ar metālu, un palielinot smalkā pulvera ražu.

1.2.1.1 Apļveida spraugas sprausla

Augstspiediena ultraskaņa nonāk sprauslā tangenciāli. Pēc tam tā tiek izmesta lielā ātrumā, veidojot virpuli.