100 mesh – 400 mesh stroj za raspršivanje metalnog praha s vodom

Prah pripremljen vakuumskom atomizacijom zraka ima prednosti visoke čistoće, niskog sadržaja kisika i fine veličine čestica praha. Nakon godina neprekidnih inovacija i poboljšanja, tehnologija raspršivanja praha vakuumskim zrakom razvila se u glavnu metodu proizvodnje visokoučinkovitih prahova metala i legura te je postala vodeći čimbenik koji podržava i promiče istraživanje novih materijala i razvoj novih tehnologija. Urednik je predstavio princip, proces i opremu za mljevenje praha vakuumske atomizacije zrakom, te analizirao vrste i upotrebu praha pripremljenog vakuumskom atomizacijom zraka.

Metoda atomizacije je metoda pripreme praha u kojoj tekućina koja se brzo kreće (medij za atomizaciju) udara ili na drugi način razbija tekućinu od metala ili legure u fine kapljice, koje se zatim kondenziraju u čvrsti prah. Čestice atomiziranog praha ne samo da imaju točno isti homogeni kemijski sastav kao data rastaljena legura, već također zbog brzog skrućivanja pročišćava kristalnu strukturu i eliminira makrosegregaciju druge faze. Uobičajeno korišteni medij za raspršivanje je voda ili ultrazvuk, što se prema tome naziva atomizacija vodom i plinom. Metalni prahovi pripremljeni atomizacijom vode imaju visok prinos i ekonomičan prinos, a brzina hlađenja je brza, ali prahovi imaju visok sadržaj kisika i nepravilnu morfologiju, obično ljuskice. Prah pripremljen tehnologijom ultrazvučne atomizacije ima malu veličinu čestica, visoku sferičnost i nizak sadržaj kisika, te je postao glavna metoda za proizvodnju visokoučinkovitih sferičnih prahova metala i legura.

Tehnologija raspršivanja visokotlačnog plina za vakuumsko taljenje integrira tehnologiju visokog vakuuma, tehnologiju taljenja na visokoj temperaturi, plinsku tehnologiju visokog tlaka i velike brzine, a proizvodi se kako bi zadovoljila potrebe razvoja metalurgije praha, posebno za proizvodnju visoko- kvalitetne legure koje sadrže prah aktivnih elemenata. Ultrazvučna/tehnologija raspršivanja plinom je nova tehnologija brzog skrućivanja. Zbog velike brzine hlađenja, prah ima karakteristike usitnjenosti zrna, ujednačenog sastava i visoke topivosti čvrste tvari.

Uz gore navedene prednosti, metalni prah proizveden vakuumskim taljenjem raspršivanjem plina pod visokim pritiskom ima sljedeće tri karakteristike: čisti prah, nizak sadržaj kisika; visok prinos finog praha; visoka sferičnost izgleda. Strukturalni ili funkcionalni materijali izrađeni od ovog praha imaju mnoge prednosti u odnosu na konvencionalne materijale u pogledu fizikalnih i kemijskih svojstava. Razvijeni praškovi uključuju prah superlegure, prah legure termičkog raspršivanja, prah legure bakra i prah nehrđajućeg čelika.

1 Proces i oprema za mljevenje praha vakuumske atomizacije zraka

1.1 Proces mljevenja praha vakuumske atomizacije zraka

Metoda vakuumskog raspršivanja zraka je nova vrsta procesa razvijena u industriji proizvodnje metalnog praha posljednjih godina. Ima prednosti lagane oksidacije materijala, brzog gašenja metalnog praha i visokog stupnja automatizacije. Specifičan proces je da nakon što se legura (metal) rastali i rafinira u indukcijskoj peći, rastaljena metalna tekućina se izlije u sloj toplinske izolacije i ulazi u vodeću cijev i mlaznicu, a tok taline se raspršuje visoko- protok plina pod pritiskom. Raspršeni metalni prah skrućuje se i taloži u raspršivačkom tornju i pada u spremnik za prikupljanje praha.

Oprema za raspršivanje, ultrazvučno raspršivanje i protok metalne tekućine tri su osnovna aspekta procesa raspršivanja plina. U opremi za atomizaciju, ubrizgani ultrazvuk za raspršivanje ubrzava i stupa u interakciju s protokom ubrizgane metalne tekućine kako bi se formiralo polje protoka. U ovom polju protoka, tok rastaljenog metala se prekida, hladi i skrućuje, čime se dobiva prah s određenim karakteristikama. Parametri opreme za atomizaciju uključuju strukturu mlaznice, strukturu katetera, položaj katetera itd., plin za atomizaciju i njegove procesne parametre uključuju ultrazvučna svojstva, ulazni tlak zraka, brzinu zraka itd., a protok metalne tekućine i njegovi procesni parametri uključuju protok metalne tekućine svojstva, pregrijavanje, promjer protoka tekućine, itd. Ultrazvučna atomizacija postiže svrhu podešavanja veličine čestica praha, raspodjele veličine čestica i mikrostrukture podešavanjem različitih parametara i njihovom koordinacijom.

1.2 Vakuumska oprema za raspršivanje zrakom

Trenutna oprema za raspršivanje vakuumskom atomizacijom uglavnom uključuje stranu opremu i domaću opremu. Oprema proizvedena u inozemstvu ima visoku stabilnost i visoku preciznost upravljanja, ali je cijena opreme visoka, a troškovi održavanja i popravka visoki. Troškovi domaće opreme su niski, troškovi održavanja su niski, a održavanje je praktično. Međutim, domaći proizvođači opreme općenito ne vladaju temeljnim tehnologijama opreme kao što su mlaznice za raspršivanje i procesi raspršivanja. Trenutno relevantni strani istraživački instituti i proizvodna poduzeća drže tehnologiju strogo povjerljivom, a specifični i industrijalizirani procesni parametri ne mogu se dobiti iz relevantne literature i patenata. Zbog toga je prinos visokokvalitetnog praha prenizak da bi bio ekonomičan, što je također glavni razlog zašto moja zemlja nije bila u mogućnosti industrijski proizvesti visokokvalitetni prah iako postoji mnogo proizvodnih jedinica za aerosolni prah i znanstveno-istraživačkih jedinica.

Struktura uređaja za ultrazvučno raspršivanje sastoji se od sljedećih dijelova: peć za indukcijsko taljenje srednje frekvencije, peć za držanje, sustav za raspršivanje, spremnik za raspršivanje, sustav za sakupljanje prašine, sustav za ultrazvučno napajanje, sustav vodenog hlađenja, sustav upravljanja itd.

Trenutačno se različita istraživanja aerosolizacije uglavnom fokusiraju na dva aspekta. S jedne strane, proučavaju se parametri strukture mlaznice i karakteristike strujanja mlaza. Svrha je dobiti odnos između polja strujanja zraka i strukture mlaznice, tako da ultrazvuk postigne brzinu na izlazu iz mlaznice dok je brzina ultrazvučnog protoka mala, te daje teoretsku osnovu za dizajn i obradu mlaznice. S druge strane, proučavan je odnos između parametara procesa atomizacije i svojstava praha. Cilj mu je proučiti učinak parametara procesa atomizacije na svojstva praha i učinkovitost atomizacije na osnovi specifičnih za mlaznicu kako bi se optimizirala i vodila proizvodnja praha. Jednom riječju, poboljšanje produktivnosti finog praha i smanjenje potrošnje plina vodi razvojni smjer tehnologije ultrazvučne atomizacije.

1.2.1 Razne vrste mlaznica za ultrazvučnu atomizaciju

Raspršujući plin povećava brzinu i energiju kroz mlaznicu, čime se učinkovito razbija tekući metal i priprema prah koji zadovoljava zahtjeve. Mlaznica kontrolira protok i uzorak protoka atomiziranog medija i igra ključnu ulogu u razini učinkovitosti atomizacije i stabilnosti procesa atomizacije, te je ključna tehnologija ultrazvučne atomizacije. U ranom procesu raspršivanja plina općenito se koristila struktura mlaznice slobodnog pada. Ova mlaznica je jednostavnog dizajna, nije je lako blokirati, a postupak upravljanja je relativno jednostavan, ali njegova učinkovitost raspršivanja nije visoka i prikladna je samo za proizvodnju praha s veličinom čestica od 50-300 μm. Kako bi se poboljšala učinkovitost raspršivanja, kasnije su razvijene restriktivne mlaznice ili čvrsto spojene raspršivače. Čvrsta ili restriktivna mlaznica skraćuje udaljenost leta plina i smanjuje gubitak kinetičke energije u procesu protoka plina, čime se povećava brzina i gustoća protoka plina u interakciji s metalom i povećava prinos finog praha.

1.2.1.1 Mlaznica s kružnim prorezom

Visokotlačni ultrazvuk ulazi u mlaznicu tangencijalno. Zatim se izbacuje velikom brzinom i formira vrtlog