Вплив гідродинамічної нестійкості струменя металу на дисперсність гранул при розпиленні

Processy litʹâ, 2020, Tom 141, №3, p.8-18

Анотація

Надійшла 29.06.2020

УДК 621.762.2

Для виробництва високоякісних заготовок і виробів, призначених для машинобудування та інших галузей промисловості, використовуються металеві порошки, в тому числі з високо-легованих сплавів. Існують різні методи одержання порошкових матеріалів. Провідне місце серед технологій отримання високоякісних порошків металів і сплавів належить способам розпилення розплавів, що, насамперед, зумовлено високою продуктивністю і економічністю цього процесу. Найважливішою характеристикою розпиленого порошку є гранулометричний склад і форма частинок. Відомо, що формування частинок за розмірами і геометрією визначається не тільки фізичними параметрами розплаву (в’язкість, поверхневий натяг, температура) і газу-енергоносія (температура, витрата, швидкість тощо), але й параметрами розпилення. У роботі досліджено технологічні процеси отримання металевих порошків при газово-му і відцентровому розпиленні на основі встановлених закономірностей руху струменя слабов’язкого розплаву і залежності гранулометричного складу порошків-гранул від гідродинамічної нестабільності струменя. Наведено формули для розрахунку та теоретичні схеми подачі струменя слабов’язкого розплаву. Показано, що на поверхні струменя рідкого металу виникають поздовжні хвилі нестійкості, але розвиток отримує тільки одна, з максимальною амплітудою. Кіно- і фотозйомкою процесу розпилення сплаву Ni−50%Fe показано, що рух струменя розплаву нестабільний, поступово відбувається його дроблення, а потім розпад на фрагменти різної конфігурації. Проаналізовано емпіричні моделі різних авторів, які враховують велику кількість параметрів розпилення і відмінність їх впливу на розмір одержуваних частинок при газовому та відцентровому розпиленні. Встановлено, що визначаль-ним параметром впливу на розмір гранул в обох випадках є діаметр струменя металу, який розпадається за рахунок нестійкості, aС dMe~ D . Результатами експериментальних досліджень процесів розпилення високолегованих сплавів, проведених в умовах дослідного виробництва «УкрНДІспецсталь» і ПрАТ «Дніпроспецсталь», доведено, що газове розпилення обмеженого струменя розплаву дозволяє отримати частинки з мінімальними відмінностями в їх розмірі. При відцентровому розпиленні важливу роль відіграє довжина струменя розплаву до обертового диску, зі зменшенням якої зростає вихід дрібних фракцій.