RU2116164C1

RU2116164C1 - Method of preparing metal powder

Info

Publication number: RU2116164C1
Application number: RU97113967A
Authority: RU
Inventors: А.М. Буданов; Ю.Ф. Звонков; Н.И. Котлер
Original assignee: Открытое акционерное общество "ЦНИИОлово"
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1998-07-27

Abstract

FIELD: metal powders. SUBSTANCE: microarcs are incited between mobile and stationary electrodes made of the same material, e.g. of tin or lead, or their alloy, placed in dielectric liquid. Powder formed upon their friction is removed by dielectric liquid stream. Varying liquid flow rate allows controlling granulometric composition of formed particles, which are removed into settler and then dehydrated. As dielectric liquid, distilled water is used. EFFECT: simplified procedure due to elimination of vibration and isolation of desired powder fractions with no sizing. 6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлических порошков. Более конкретно предложенный способ относится к получению металлического порошка путем образования между частицами дуговых разрядов в диэлектрической жидкости. The invention relates to metallurgy, and in particular to the production of metal powders. More specifically, the proposed method relates to the production of metal powder by the formation between the particles of arc discharges in a dielectric fluid.

Известен способ (патент США N 5133800, B 22 F 9/14, 1972) изготовления материалов для низкотемпературных холодильников эрозионно-искровым способом. Способ предусматривает размещение кусков эрбия и никеля в диэлектрической жидкости в искровой камере, встряхивание кусков эрбия для их разделения друг от друга, возбуждение искрового разряда через куски, что приводит к поверхностному расплавлению кусков и образованию быстротвердеющих частиц соединений эрбия с никелем сферической формы с диаметром от 150 до 400 мкм. Образовавшиеся частицы собираются на дне искровой камеры. После удаления частиц из искровой камеры они подвергаются сушке и сортировке. A known method (US patent N 5133800, B 22 F 9/14, 1972) of the manufacture of materials for low temperature refrigerators by the erosion-spark method. The method involves placing pieces of erbium and nickel in a dielectric liquid in a spark chamber, shaking pieces of erbium to separate them from each other, exciting a spark discharge through pieces, which leads to surface melting of the pieces and the formation of rapidly solidifying particles of erbium and nickel compounds of spherical shape with a diameter from 150 to up to 400 microns. The resulting particles are collected at the bottom of the spark chamber. After removing particles from the spark chamber, they are dried and sorted.

Известный способ является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и принимается в качестве прототипа. К недостаткам способа-прототипа можно отнести:
- вибрационное воздействие на всю массу обрабатываемого материала, электродов, частей оборудования;
- выделение мелкой фракции осуществляется путем рассева, что может привести к закупорке ячеек сетки и их чистке с остановкой оборудования;
- максимальный размер зерен порошка определяется размером сетки и при переходе на другую характеристику порошка требуется смена сетки;
- в порошок может попадать материал сетки и за счет механического износа изменять качественный состав получаемого порошка.The known method is the closest in technical essence to the proposed one and is adopted as a prototype. The disadvantages of the prototype method include:
- vibration exposure to the entire mass of the processed material, electrodes, equipment parts;
- the selection of the fine fraction is carried out by sieving, which can lead to blockage of the mesh cells and their cleaning with equipment stopping;
- the maximum grain size of the powder is determined by the size of the mesh and a change of mesh is required when switching to another powder characteristic;
- the mesh material can get into the powder and, due to mechanical wear, change the qualitative composition of the obtained powder.

Задача, решаемая изобретением. Предлагаемый способ позволяет исключить указанные выше недостатки, а именно упростить способ, устранить вибрацию и выделять необходимые фракции без рассева, предотвратить загрязнение порошка материалом сетки. The problem solved by the invention. The proposed method eliminates the above disadvantages, namely, to simplify the method, eliminate vibration and isolate the necessary fractions without sieving, to prevent powder contamination with mesh material.

Это достигается тем, что, образование микродуг между частицами достигается путем перемещения твердого электрода из обрабатываемого материала, например, олова, или свинца, или оловянно-свинцового сплава, по неподвижному электроду из того же материала, образования путем истирания электродов слоя частиц на поверхности неподвижного электрода, в среде диэлектрической жидкости, подаваемой с контролируемой скоростью. Удаление частиц из зоны их образования осуществляется потоком этой диэлектрической жидкости, например, дистиллированной воды. Изменяя скорость подачи диэлектрической жидкости (объем в единицу времени), изменяют фракцию выделяемых частиц, ограниченную по максимальному размеру. This is achieved by the fact that the formation of microarcs between particles is achieved by moving a solid electrode from the processed material, for example, tin, or lead, or a tin-lead alloy, along a fixed electrode of the same material, forming, by abrading the electrodes, a layer of particles on the surface of the fixed electrode , in a dielectric fluid medium supplied at a controlled speed. Particles are removed from their formation zone by the flow of this dielectric liquid, for example, distilled water. By changing the feed rate of the dielectric fluid (volume per unit time), the fraction of the emitted particles is changed, limited by the maximum size.

Отличительными от прототипа признаками предложенного способа являются следующие:
- оба электрода изготовлены из одного материала;
- один из электродов перемещается по поверхности другого, неподвижно закрепленного на дне рабочей камеры;
- удаление образовавшихся частиц порошка осуществляется потоком диэлектрической жидкости;
- выделение необходимой фракции порошка осуществляется путем измерения скорости подачи диэлектрической жидкости.Distinctive features of the prototype of the features of the proposed method are the following:
- both electrodes are made of the same material;
- one of the electrodes moves along the surface of the other, fixedly mounted on the bottom of the working chamber;
- removal of the formed powder particles is carried out by a flow of dielectric fluid;
- the selection of the required fraction of the powder is carried out by measuring the feed rate of the dielectric fluid.

На чертеже схематически показана установка для получения металлического порошка. The drawing schematically shows an installation for producing metal powder.

Подвижные электроды 1 (один или несколько) выполнены из материала, подвергаемого измельчению, например, из олова. Они закреплены на консолях 2, присоединенных к валу 3, приводимого во вращение червячным редуктором 4 и электродвигателем 5 с тахогенератором 6 и электродвигателем 7. На валу 3 установлено устройство 8 для подвода напряжения от источника тока 9. Установленный в емкости 10, заполненной диэлектрической жидкостью (дистиллированной водой) плоский электрод 12 (выполнен из олова) также соединен с источником тока. The movable electrodes 1 (one or more) are made of material subjected to grinding, for example, of tin. They are mounted on consoles 2 attached to a shaft 3, driven by a worm gear 4 and an electric motor 5 with a tachogenerator 6 and an electric motor 7. A device 8 is installed on the shaft 3 for supplying voltage from a current source 9. Installed in a container 10 filled with dielectric fluid ( distilled water) a flat electrode 12 (made of tin) is also connected to a current source.

На плоский электрод 12 загружают гранулы измельчаемого материала (олова). При вращении вала 3 происходит дугообразование и взмучивание образующихся при дуговых разрядах частиц и вместе с жидкостью они поступают в отстойник 14 (один или несколько), где частицы металлического порошка оседают. Частично осветленная жидкость с помощью насоса 15, через регулирующее устройство 16, измерительное устройство 17 и теплообменник 18 возвращается в рабочую зону. Полученные в отстойнике 14 частицы порошка олова удаляют и сушат. Granules of crushed material (tin) are loaded onto a flat electrode 12. When the shaft 3 rotates, arcing and agitation of the particles formed during arc discharges takes place and together with the liquid they enter the sump 14 (one or several), where the metal powder particles settle. The partially clarified liquid by means of the pump 15, through the control device 16, the measuring device 17 and the heat exchanger 18 returns to the working area. The tin powder particles obtained in settler 14 are removed and dried.

Пример 1. Получение порошка олова осуществляли на установке, изображенной на чертеже. К электродам 1 и 12, выполненным из олова, подводили ток силой 100 A, скорость вращения вала 3 с электродами составляла 20 об/мин, скорость подачи дистиллированной воды составляла 3 л/мин. Полученный порошок олова имел следующий гранулометрический состав: размер фракции, мм, +0,3; -0,3+0,1; -0,1+0,074; -0,074 и выход фракции, %, - ; 16,2; 42,6; 41,2 соответственно. Example 1. Obtaining tin powder was carried out on the installation shown in the drawing. A current of 100 A was applied to the electrodes 1 and 12 made of tin, the rotational speed of the shaft 3 with the electrodes was 20 rpm, the feed rate of distilled water was 3 l / min. The obtained tin powder had the following particle size distribution: fraction size, mm, +0.3; -0.3 + 0.1; -0.1 + 0.074; -0.074 and the yield of the fraction,%, -; 16.2; 42.6; 41.2 respectively.

Пример 2. На установке, описанной в примере 1, к электродам 1 и 12, изготовленным из олова, подводили ток силой 100 A. Скорость вращения вала с электродами составляла 20 об/мин, скорость подачи воды составляла 12 л/мин. Полученный порошок олова имел следующий гранулометрический состав: размер фракции, мм, +0,3; -0,3+0,1; -0,1+0,074; -0,074 и выход фракции, %, 1,8; 28,4; 62,2; 7,6 соответственно. Example 2. In the installation described in example 1, a current of 100 A was applied to the electrodes 1 and 12 made of tin. The shaft with electrodes had a rotational speed of 20 rpm, a water supply rate of 12 l / min. The obtained tin powder had the following particle size distribution: fraction size, mm, +0.3; -0.3 + 0.1; -0.1 + 0.074; -0.074 and the yield of the fraction,%, 1.8; 28.4; 62.2; 7.6 respectively.

Таким образом, увеличив скорость подачи дистиллированной воды, получили увеличение выхода более крупных фракций и уменьшение выхода мелких фракций оловянного порошка, что видно из примеров 1 и 2. Thus, by increasing the feed rate of distilled water, we obtained an increase in the yield of larger fractions and a decrease in the yield of fine fractions of tin powder, as can be seen from examples 1 and 2.

Предложенный способ позволяет получать также порошки свинца, свинцово-оловянных сплавов и другие, сходные по свойствам. The proposed method also allows to obtain powders of lead, lead-tin alloys and others similar in properties.

Claims

1. A method of producing a metal powder by creating arc discharges between metal particles during their friction in a dielectric fluid, characterized in that the arc discharges are formed by friction of a movable and stationary electrodes made of one material, and the removal of the resulting powder particles is carried out by a flow of dielectric fluid.

2. The method according to claim 1, characterized in that the selection of the required fraction of the resulting powder particles is carried out by changing the feed rate of the dielectric fluid.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that use several movable electrodes.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the movable electrodes are arranged vertically and mounted on a rotating shaft, and the fixed electrode is located at the bottom of the tank.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrodes are made, for example, of tin, or lead, or a lead-tin alloy.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that distilled water is used as the dielectric liquid.