Stroj na rozprašovanie vody s kovovým práškom s veľkosťou ôk 100 – 400 mesh

Prášok pripravený vákuovou atomizáciou vzduchu má výhody vysokej čistoty, nízkeho obsahu kyslíka a jemnej veľkosti častíc prášku. Po rokoch neustálej inovácie a zlepšovania sa technológia vákuovej atomizácie vzduchu vyvinula do hlavnej metódy výroby vysokoúčinných kovových a zliatinových práškov a stala sa popredným faktorom podporujúcim a propagujúcim výskum nových materiálov a vývoj nových technológií. Redaktor predstavil princíp, proces a zariadenie na mletie prášku vákuovou atomizáciou vzduchu a analyzoval typy a použitie prášku pripraveného vákuovou atomizáciou vzduchu.

Metóda atomizácie je metóda prípravy prášku, pri ktorej rýchlo sa pohybujúca tekutina (atomizačné médium) naráža alebo inak rozbíja kovovú alebo zliatinovú kvapalinu na jemné kvapôčky, ktoré sa potom kondenzujú do pevného prášku. Častice atomizovaného prášku majú nielen presne rovnaké homogénne chemické zloženie ako daná roztavená zliatina, ale vďaka rýchlemu tuhnutiu tiež zjemňujú kryštalickú štruktúru a eliminujú makrosegregáciu druhej fázy. Bežne používaným atomizačným médiom je voda alebo ultrazvuk, ktoré sa nazývajú atomizácia vodou a plynová atomizácia. Kovové prášky pripravené atomizáciou vodou majú vysoký výťažok a ekonomický výťažok a rýchlosť chladenia je rýchla, ale prášky majú vysoký obsah kyslíka a nepravidelnú morfológiu, zvyčajne vločky. Prášok pripravený ultrazvukovou atomizačnou technológiou má malú veľkosť častíc, vysokú guľovitosť a nízky obsah kyslíka a stal sa hlavnou metódou na výrobu vysokoúčinných guľovitých kovových a zliatinových práškov.

Technológia vákuového tavenia s vysokotlakovou plynovou atomizáciou a rozprašovaním integruje vysokovákuovú technológiu, technológiu tavenia pri vysokých teplotách, vysokotlakovú a vysokorýchlostnú plynovú technológiu a je vyrobená tak, aby spĺňala potreby vývoja práškovej metalurgie, najmä na výrobu vysokokvalitných zliatin obsahujúcich práškové aktívne prvky. Technológia ultrazvukového/plynového rozprašovania je nová technológia rýchleho tuhnutia. Vďaka vysokej rýchlosti chladenia má prášok vlastnosti zjemnenia zrna, rovnomerného zloženia a vysokej rozpustnosti v pevných látkach.

Okrem vyššie uvedených výhod má kovový prášok vyrobený vákuovým tavením s vysokotlakovou plynovou atomizáciou nasledujúce tri vlastnosti: čistý prášok, nízky obsah kyslíka; vysoký výťažok jemného prášku; vysoká sférickosť vzhľadu. Štrukturálne alebo funkčné materiály vyrobené z tohto prášku majú oproti konvenčným materiálom mnoho výhod z hľadiska fyzikálnych a chemických vlastností. Medzi vyvinuté prášky patrí prášok superzliatin, prášok zliatin nanášaných teplom, prášok zliatin medi a prášok z nehrdzavejúcej ocele.

1 Proces a zariadenie na mletie prášku vo vákuovej vzduchovej atomizácii

1.1 Proces mletia prášku vákuovou vzduchovou atomizáciou

Metóda vákuového rozprašovania vzduchom je nový typ procesu vyvinutý v priemysle výroby kovových práškov v posledných rokoch. Má výhody ľahkej oxidácie materiálov, rýchleho kalenia kovového prášku a vysokého stupňa automatizácie. Špecifický proces spočíva v tom, že po roztavení a rafinácii zliatiny (kovu) v indukčnej peci sa roztavený kov naleje do tepelnoizolačnej suspenzie a vstupuje do vodiacej trubice a trysky, kde sa prúd taveniny rozprašuje prúdom vysokotlakového plynu. Rozprašovaný kovový prášok stuhne a usadí sa v rozprašovacej veži a padá do zbernej nádrže na prášok.

Rozprašovacie zariadenie, rozprašovací ultrazvuk a tok kovovej kvapaliny sú tri základné aspekty procesu rozprašovania plynu. V rozprašovacom zariadení vstrekovaný rozprašovací ultrazvuk urýchľuje a interaguje s prúdom vstrekovanej kovovej kvapaliny, čím vytvára pole prúdenia. V tomto poli prúdenia sa prúd roztaveného kovu rozruší, ochladí a stuhne, čím sa získa prášok s určitými vlastnosťami. Medzi parametre rozprašovacieho zariadenia patrí štruktúra trysky, štruktúra katétra, poloha katétra atď. Rozprašovací plyn a jeho procesné parametre zahŕňajú ultrazvukové vlastnosti, tlak vstupného vzduchu, rýchlosť vzduchu atď. A tok kovovej kvapaliny a jeho procesné parametre zahŕňajú vlastnosti prúdenia kovovej kvapaliny, prehriatie, priemer prúdenia kvapaliny atď. Ultrazvuková rozprašovacia metóda dosahuje účel úpravy veľkosti častíc prášku, distribúcie veľkosti častíc a mikroštruktúry úpravou rôznych parametrov a ich koordináciou.

1.2 Zariadenie na vákuové rozprašovanie vzduchom

Súčasné zariadenia na vákuové rozprašovanie zahŕňajú prevažne zahraničné a domáce zariadenia. Zariadenia vyrobené v zahraničí majú vysokú stabilitu a vysokú presnosť riadenia, ale náklady na zariadenie sú vysoké, ako aj náklady na údržbu a opravy. Domáce zariadenia sú nízke, náklady na údržbu sú nízke a údržba je pohodlná. Domáci výrobcovia zariadení však vo všeobecnosti neovládajú základné technológie zariadení, ako sú rozprašovacie trysky a rozprašovacie procesy. V súčasnosti príslušné zahraničné výskumné ústavy a výrobné podniky prísne uchovávajú technológiu v tajnosti a špecifické a priemyselné procesné parametre nie je možné získať z relevantnej literatúry a patentov. Výťažok vysokokvalitného prášku je preto príliš nízky na to, aby bol ekonomicky výhodný, čo je tiež hlavným dôvodom, prečo moja krajina nebola schopná priemyselne vyrábať vysokokvalitný prášok, aj keď existuje veľa výrobných aerosólových práškov a vedeckých výskumných jednotiek.

Štruktúra ultrazvukového atomizačného rozprašovacieho zariadenia pozostáva z nasledujúcich častí: strednofrekvenčná indukčná taviaca pec, udržiavacia pec, atomizačný systém, atomizačná nádrž, systém na zachytávanie prachu, ultrazvukový prívodný systém, systém vodného chladenia, riadiaci systém atď.

V súčasnosti sa rôzne výskumy v oblasti aerosolizácie zameriavajú najmä na dva aspekty. Na jednej strane sa skúmajú parametre štruktúry trysky a charakteristiky prúdenia. Cieľom je získať vzťah medzi prúdovým poľom a štruktúrou trysky tak, aby ultrazvuk dosiahol rýchlosť na výstupe z trysky pri malom ultrazvukovom prietoku, a poskytnúť teoretický základ pre návrh a spracovanie trysky. Na druhej strane sa skúmal vzťah medzi parametrami atomizačného procesu a vlastnosťami prášku. Cieľom je študovať vplyv parametrov atomizačného procesu na vlastnosti prášku a účinnosť atomizácie na základe špecifických trysiek s cieľom optimalizovať a riadiť výrobu prášku. Jedným slovom, zlepšenie produktivity jemného prášku a zníženie spotreby plynu sú hlavnými smermi vývoja ultrazvukovej atomizačnej technológie.

1.2.1 Rôzne typy trysiek pre ultrazvukovú atomizáciu

Rozprašovací plyn zvyšuje rýchlosť a energiu prúdenia cez trysku, čím účinne rozrušuje tekutý kov a pripravuje prášok, ktorý spĺňa požiadavky. Tryska riadi tok a priebeh prúdenia rozprašovaného média a hrá kľúčovú úlohu v úrovni účinnosti rozprašovania a stabilite procesu rozprašovania a je kľúčovou technológiou ultrazvukovej rozprašovania. V ranom procese rozprašovania plynu sa všeobecne používala konštrukcia trysky s voľným pádom. Táto tryska má jednoduchú konštrukciu, nedá sa ľahko zablokovať a proces riadenia je relatívne jednoduchý, ale jej účinnosť rozprašovania nie je vysoká a je vhodná iba na výrobu prášku s veľkosťou častíc 50 – 300 μm. Na zlepšenie účinnosti rozprašovania boli neskôr vyvinuté obmedzujúce alebo tesne spojené rozprašovacie trysky. Tesná alebo obmedzujúca tryska skracuje vzdialenosť letu plynu a znižuje stratu kinetickej energie v procese prúdenia plynu, čím sa zvyšuje rýchlosť a hustota prúdu plynu interagujúceho s kovom a zvyšuje sa výťažnosť jemného prášku.

1.2.1.1 Obvodová štrbinová tryska

Vysokotlakový ultrazvuk vstupuje do trysky tangenciálne. Potom je vysokorýchlostne vystrekovaný a vytvára vír.