«ВИЛС» разработал новый способ получения металлического порошка методом центробежного распыления
«Всероссийский институт легких сплавов», входящий в структуру Ростеха, разработал новый способ получения металлического порошка методом центробежного распыления заготовки, а также необходимое для его реализации инновационное устройство. Разработка упрощает технологический процесс получения металлического порошка, обеспечивает повышение выходов годного, снижает эксплуатационные затраты и улучшает качество продукции.
Новый способ получения металлического порошка включает подачу заготовки во вращающийся распылительный узел, совмещенный с узлом плазменной плавки, плавку и центробежное распыление заготовки с образованием частиц, их охлаждение и затвердевание при полете в газе.
«Технический эффект разработки достигается за счет того, что распылительный узел с осевым отверстием для ввода через него заготовки в зону плавления выполнен из материала, идентичного с материалом заготовки. Это ведет к гарантированному смачиванию поверхности распылительного узла расплавом заготовки. При этом обеспечивается нагрев совмещенных в одной плоскости торцов заготовки и распылительного узла, достигается самопроизвольное формирование конфигурации рабочей поверхности распылительного узла и ее очищение от окисных плен для создания условий полного смачивания и образования стационарной пленки расплава», – комментирует заместитель генерального директора ОАО «ВИЛС», д.т.н., профессор Генрих Гарибов.
Сформированный однажды таким приемом узел распыления можно затем использовать многократно, вплоть до выработки ресурса, в других циклах распыления одноименного материала. За счет этого понижаются эксплуатационные затраты, повышается надежность и качество получаемого порошка.
Новое устройство, разработанное для применения предложенного метода, содержит накопитель заготовок с приспособлением для их поштучной подачи, камеру плавления с откатной крышкой, камеру механизмов с узлом распыления, систему выпуска порошка с приемником, а также систему подачи и рециркуляции газа.
Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что накопитель снабжен приемным столом с механизмом наклона, разделителем заготовок с рольгангом и шлюзовой камерой ввода заготовки в рабочее пространство устройства.
Камера механизмов обеспечена собственным рольгангом со сталкивателем заготовок на опорные приводные барабаны, устройством стыковки заготовок, распылительным узлом в виде полого цилиндра с индивидуальным приводом вращения, введенным в камеру плавления соосно с плазмотроном. Нажимные ролики с приводами подъема/опускания, в шарнирных узлах которых установлены сайлентблоки, равномерно распределены по длине опорных барабанов, а барабаны снабжены шлицевыми валами, на которые посажен роликовый зажим-люнет, сообщенный с механизмом продольной подачи. Все элементы камеры механизмов смонтированы на платформе с пневмоподвеской.
Система выпуска порошка снабжена промежуточным накопителем с охладителем, просеивающей машиной с сепаратором и выполнена в виде отъемного модуля на транспортной тележке. Плазмотрон имеет трехкоординатный механизм со следящим устройством. Кроме того, полый цилиндр узла является составным по длине, он имеет два участка из разных материалов, один – рабочий – одинаков с материалом заготовки, а второй выполнен из материала с более высокими теплопроводящими характеристиками, чем у первого. При этом участок из материала с повышенной теплопроводностью обеспечен газовой охлаждающей системой с возможностью интенсивного отвода тепла от узла распыления.
«Совокупность новых конструктивных решений обеспечивает снижение эксплуатационных затрат. Так, снабжение системы выпуска порошка промежуточным накопителем с охладителем, просеивающей машиной с сепаратором, а также изготовление этой системы в виде отъемного модуля на транспортной тележке гарантируют дополнительное охлаждение порошка. Это особенно важно, например, при производстве крупных его фракций», – комментирует Генрих Гарибов. Охлаждение подготавливает порошок к сепарации и просеиванию, устраняя «схватывание» горячих частиц порошка между собой и перегрев просеивающего полотна машины.
Наличие в составе системы выпуска просеивающей машины и сепаратора обеспечивают получение полностью кондиционных партий порошка непосредственно в установке. При этом поддерживается строго контролируемая защитная среда над порошком. Компоновка системы выпуска порошка в виде отъемного модуля на транспортной тележке обеспечивает быстрый перевод установки на работу с другим материалом.
Снабжение откатной крышки камеры плавления трехкоординатным механизмом со следящим устройством перемещения плазмотрона по торцу оплавляемой заготовки повышает выход годного порошка за счет устранения крупных частиц (отрывов), срывающихся с кромки заготовки при неравномерном ее плавлении.
Снабжение камеры механизмов вращения и продольной подачи платформой с пневмоподвеской, на которой смонтированы механизмы и собственный рольганг со сталкивателем, решает задачу как повышения качества продукции (порошка) за счет устранения фактора вибрации заготовки, так и повышения надежности оборудования.
Изобретение подтверждено патентом РФ №2645169. Исключительное право на изобретение сохраняется до 15 июня 2036 года.
«ВИЛС» – стратегическое предприятие в области создания новых технологий и производства металлургической продукции из специальных сплавов. Обладает замкнутым металлургическим производственным циклом, интегрированным с испытательной и исследовательской базой. В инновационном портфеле института находится 100 патентов. Научные кадры и производственные мощности сосредоточены на единой площадке в Москве. Крупнейшим акционером «ВИЛС» является дочерняя структура Ростеха – АО «РТ-Проектные технологии».
Пресс-служба «Всероссийского института легких сплавов»