Диспергирование расплавов

Измельчение в твердом состоянии.

Методы получения порошков

Различают физико-химические и физико-механические методы.

Физико-механические методы.

Довольно распространенный метод в ПМ. Практически этим методом можно превратить в порошок любой металл.

Под измельчением понимают уменьшение начального размера частиц металла путем разрушения внешних усилий, преодолевающих силы сцепления. Измельчение дроблением, размолом или истиранием – старейший способ перевода частиц в порошкообразное состояние. Он может быть как самостоятельным способом получения металлических порошков, или дополнительной операцией при других способах их изготовления.

Способ применяют при производстве порошков хрупких металлов и сплавов, таких как Be, Si, Sb, Cr, Mn, ферросплавы, сплавы Al-Mg. Размол вязких пластичных материалов затруднен, т.к. они в большей степени расплющиваются, а не разрушаются.

В качестве сырья используют стружковые и другие отходы, образующиеся при обработке металлов.

Виды механического измельчения:

– обработка металлов резанием (редко)

- измельчение в шаровых вращающихся мельницах

- измельчение в шаровых вибрационных мельницах

- измельчение в планетарных центробежных мельницах

- измельчение в гироскопических мельницах

- измельчение ультразвуком.

Недостатки литых сплавов – ликвационная и химическая неоднородность, круглые и неравномерные по размеру зерна, контрастный фазовый состав, обусловленный выделением тугоплавких составляющих по границам растущих дендритных зерен, рассеянная мегадендритная микропористость.

Распыленные порошки лишены этих недостатков.

Расплав перегревают с обеспечением высокой степени его однородности на атомарном уровне за счет полного разрушения наследственной структуры твердого состояния и интенсивного перемешивания, а дисперсные частицы кристаллизуются с очень высокими скоростями охлаждения вплоть до нескольких десятков миллионов градусов в секунду.

Классификация по трем признакам

1 – вид энергии, используемой для создания расплава

- электродуга

- плазма

- лазерный нагрев

- электронный нагрев

- индукционный нагрев

2 – вид силового воздействия на расплав при диспергировании

- силы гравитации

- энергия газовых и водяных струй

- центробежные силы

- энергия газов и паров, выделяющихся из расплава

- силы механического воздействия

- магнитогидродинамические силы

- воздействие ультразвука

3 – среда реализации процесса плавления и диспергирования

- окислительная

- восстановительная

- инертная

- реакционная среда заданного состава

- вакуум.

3. Центробежное распыление. Этот процесс основан на выдавливании расплава из быстро вращающегося контейнера или отрыве капель расплава от вращающегося диска. Средний размер получаемых частиц обычно 150-200 мкм. Специальные методы центробежного распыления - бестигельное расплавление вращающегося с высокой скоростью слитка (несколько тысяч оборотов в минуту) и отрыв капель расплава позволяют получать мелкие сферические порошки. Такой метод позволяет получать порошки металлов, имеющих очень высокую чистоту.

 

Физико-химические методы получения порошков.

 

Физико-химические методы – это такие технологические процессы, при использовании которых получение порошка связано с существенным изменением химического состава исходного материала в езультате проходящих в нем глубоких физико-химических превращений. По сравнению с механическими физико-химические более универсальны, причем некоторые требования, предъявляемые к металлическим порошкам можно удовлетворять, только используя эти методы для получения.