Atomizor de apă cu pulbere metalică de 100 mesh – 400 mesh

Pulberea preparată prin atomizare cu aer în vid are avantajele unei purități ridicate, unui conținut scăzut de oxigen și unei dimensiuni fine a particulelor de pulbere. După ani de inovație și îmbunătățire continuă, tehnologia pulberii de atomizare cu aer în vid s-a dezvoltat în principala metodă de producere a pulberilor metalice și aliajelor de înaltă performanță și a devenit un factor principal care susține și promovează cercetarea de noi materiale și dezvoltarea de noi tehnologii. Editorul a prezentat principiul, procesul și echipamentul de măcinare a pulberilor pentru atomizarea cu aer în vid și a analizat tipurile și utilizările pulberii preparate prin atomizarea cu aer în vid.

Metoda de atomizare este o metodă de preparare a pulberii în care fluidul care se mișcă rapid (mediul de atomizare) lovește sau sparge metalul sau aliajul lichid în picături fine, care sunt apoi condensate în pulbere solidă. Particulele de pulbere atomizate nu numai că au exact aceeași compoziție chimică omogenă ca aliajul topit dat, dar, datorită solidificării rapide, rafinează structura cristalină și elimină macrosegregarea celei de-a doua faze. Mediul de atomizare utilizat în mod obișnuit este apa sau ultrasunetele, care se numesc atomizare cu apă și atomizare cu gaz în mod corespunzător. Pulberile metalice preparate prin atomizarea cu apă au un randament ridicat și economic, iar viteza de răcire este rapidă, dar pulberile au un conținut ridicat de oxigen și o morfologie neregulată, de obicei fulgi. Pulberea preparată prin tehnologia de atomizare cu ultrasunete are dimensiuni mici ale particulelor, sfericitate ridicată și conținut scăzut de oxigen și a devenit principala metodă de producere a pulberilor metalice și aliajelor sferice de înaltă performanță.

Tehnologia de pulverizare cu atomizare cu gaz de înaltă presiune prin topire în vid integrează tehnologia de vid înalt, tehnologia de topire la temperatură înaltă, tehnologia gazului de înaltă presiune și de mare viteză și este produsă pentru a satisface nevoile dezvoltării metalurgiei pulberilor, în special pentru producerea de aliaje de înaltă calitate care conțin elemente active în pulbere. Tehnologia de pulverizare cu ultrasunete/atomizare cu gaz este o nouă tehnologie de solidificare rapidă. Datorită ratei mari de răcire, pulberea are caracteristici de rafinare a granulelor, compoziție uniformă și solubilitate ridicată în solide.

Pe lângă avantajele menționate mai sus, pulberea metalică produsă prin atomizarea gazului la presiune înaltă prin topire în vid are următoarele trei caracteristici: pulbere pură, conținut scăzut de oxigen; randament ridicat de pulbere fină; sfericitate ridicată a aspectului. Materialele structurale sau funcționale fabricate din această pulbere prezintă numeroase avantaje față de materialele convenționale în ceea ce privește proprietățile fizice și chimice. Pulberile dezvoltate includ pulbere de superaliaje, pulbere de aliaj prin pulverizare termică, pulbere de aliaj de cupru și pulbere de oțel inoxidabil.

1 Proces și echipament de măcinare a pulberii cu atomizare cu aer în vid

1.1 Procesul de măcinare a pulberii cu atomizare cu aer în vid

Metoda de pulverizare prin atomizare cu aer în vid este un nou tip de proces dezvoltat în industria de fabricare a pulberii metalice în ultimii ani. Aceasta prezintă avantajele oxidării dificile a materialelor, călirii rapide a pulberii metalice și gradului ridicat de automatizare. Procesul specific constă în faptul că, după topirea și rafinarea aliajului (metalului) într-un cuptor cu inducție, lichidul metalic topit este turnat în stratul de izolație termică și intră în tubul de ghidare și duză, iar fluxul de topitură este atomizat de fluxul de gaz de înaltă presiune. Pulberea metalică atomizată se solidifică și se depune în turnul de atomizare și cade în rezervorul de colectare a pulberii.

Echipamentul de atomizare, atomizarea cu ultrasunete și fluxul de metal lichid sunt cele trei aspecte de bază ale procesului de atomizare a gazului. În echipamentul de atomizare, ultrasunetele de atomizare injectate accelerează și interacționează cu fluxul de metal lichid injectat pentru a forma un câmp de curgere. În acest câmp de curgere, fluxul de metal topit este spart, răcit și solidificat, obținându-se astfel o pulbere cu anumite caracteristici. Parametrii echipamentului de atomizare includ structura duzei, structura cateterului, poziția cateterului etc., gazul de atomizare și parametrii săi de proces includ proprietățile ultrasonice, presiunea de admisie a aerului, viteza aerului etc., iar fluxul de metal lichid și parametrii săi de proces includ proprietățile de curgere a metalului lichid, supraîncălzirea, diametrul fluxului de lichid etc. Atomizarea cu ultrasunete atinge scopul de a regla dimensiunea particulelor de pulbere, distribuția dimensiunii particulelor și microstructura prin ajustarea diverșilor parametri și coordonarea acestora.

1.2 Echipament de pulverizare cu atomizare cu aer în vid

Echipamentele actuale de pulverizare prin atomizare în vid includ în principal echipamente străine și echipamente autohtone. Echipamentele produse în străinătate au o stabilitate ridicată și o precizie de control ridicată, dar costul echipamentului este ridicat, iar costurile de întreținere și reparare sunt mari. Costul echipamentelor autohtone este scăzut, costurile de întreținere sunt scăzute și întreținerea este convenabilă. Cu toate acestea, producătorii autohtoni de echipamente, în general, nu stăpânesc tehnologiile de bază ale echipamentelor, cum ar fi duzele de atomizare și procesele de atomizare. În prezent, institutele de cercetare și întreprinderile de producție străine relevante păstrează tehnologia strict confidențială, iar parametrii specifici și industrializați ai procesului nu pot fi obținuți din literatura și brevetele relevante. Acest lucru face ca randamentul pulberii de înaltă calitate să fie prea mic pentru a fi economic, acesta fiind și principalul motiv pentru care țara mea nu a reușit să producă industrial pulbere de înaltă calitate, chiar dacă există multe unități de producție și cercetare științifică a pulberii de aerosoli.

Structura dispozitivului de pulverizare cu atomizare cu ultrasunete este formată din următoarele părți: cuptor de topire cu inducție de frecvență intermediară, cuptor de menținere, sistem de atomizare, rezervor de atomizare, sistem de colectare a prafului, sistem de alimentare cu ultrasunete, sistem de răcire cu apă, sistem de control etc.

În prezent, diverse cercetări privind aerosolizarea se concentrează în principal pe două aspecte. Pe de o parte, sunt studiați parametrii structurii duzei și caracteristicile fluxului de jet. Scopul este de a obține relația dintre câmpul fluxului de aer și structura duzei, astfel încât ultrasunetele să atingă viteza la ieșirea din duză, în timp ce debitul ultrasunetelor să fie mic și să ofere o bază teoretică pentru proiectarea și procesarea duzei. Pe de altă parte, a fost studiată relația dintre parametrii procesului de atomizare și proprietățile pulberii. Scopul este de a studia efectul parametrilor procesului de atomizare asupra proprietăților pulberii și a eficienței atomizării, specific duzei, pentru a optimiza și ghida producția de pulbere. Într-un cuvânt, îmbunătățirea productivității pulberii fine și reducerea consumului de gaz conduc direcția de dezvoltare a tehnologiei de atomizare cu ultrasunete.

1.2.1 Diferite tipuri de duze pentru atomizarea cu ultrasunete

Gazul de atomizare crește viteza și energia prin duză, rupând astfel eficient metalul lichid și pregătind pulberea care îndeplinește cerințele. Duza controlează curgerea și modelul de curgere al mediului atomizat și joacă un rol crucial în nivelul de eficiență al atomizării și stabilitatea procesului de atomizare, fiind tehnologia cheie a atomizării cu ultrasunete. În procesul de atomizare cu gaz timpuriu, se utiliza în general structura duzei cu cădere liberă. Această duză are un design simplu, nu se blochează ușor, iar procesul de control este relativ simplu, dar eficiența sa de atomizare nu este ridicată și este potrivită doar pentru producerea de pulbere cu o dimensiune a particulelor de 50-300 μm. Pentru a îmbunătăți eficiența atomizării, au fost dezvoltate ulterior duze restrictive sau duze de atomizare strâns cuplate. Duza strânsă sau restrictivă scurtează distanța de zbor a gazului și reduce pierderea de energie cinetică în procesul de curgere a gazului, crescând astfel viteza și densitatea fluxului de gaz care interacționează cu metalul și crescând randamentul pulberii fine.

1.2.1.1 Duză cu fantă circumferențială

Ultrasunetele de înaltă presiune intră tangențial în duză. Apoi sunt ejectate cu viteză mare pentru a forma un vârtej.