Казармщиков И.Т. - Производство металлических конструкционных материалов (1092920), страница 28

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 28)

Образующийся в ходе восстановленияхлористый водород поступает на регенерацию соляной кислоты.К числу основных достоинств гидрометаллургического способа следуетотнести высокую чистоту порошка и почти полная регенерация водорода исоляной кислоты, образующихся на стадиях растворения металлосодержащегосырья и восстановления хлоридов. Кроме того, нерастворимый осадок имеет своюсамостоятельную ценность, так как после перевода в раствор получаемогометалла он обогащается другими ценными компонентами.Для случая использования легированного металлосодержащего сырья можнорегулировать состав получаемого порошка путем селективного восстановлениясложных хлоридов.9.3 Прессование металлических порошковПрессование металлических порошков представляет собой технологическуюоперацию, в результате которой под действием приложенного усилия избесформенного сыпучего порошка получается прочное тело – прессовка по формеи размерам близкая форме и размерам готового изделия.Сложность явлений, сопровождающих уплотнение порошка и многообразиетребований к свойствам готовых изделий вызывают необходимость проведенияспециальных операций по подготовке порошка к формованию.Основными операциями при подготовке порошков к прессованию являются:– отжиг;– классификация (рассев);– смешивание.Отжиг.

Этот вид обработки порошков применяют с целью повышения ихпластичности, улучшения прессуемости и формуемости. При отжиге снимаетсянаклеп, происходит восстановление оксидов, оставшихся при получении порошкаили образовавшихся в результате окисления металла при хранении порошка.Чаще всего отжигу подвергают порошки, полученные механическимизмельчением твердых материалов.

Такие порошки содержат значительныеколичества оксидов, растворенных газов и наиболее наклепаны.Нагрев осуществляют в защитной среде (восстановительной, инертной иливакуум) при температуре порядка 0,4 – 0,6 температуры плавления металла впроходных или других печах, идентичных используемым при восстановлении испекании. Для более тщательной очистки порошков от различных примесей частоиспользуют атмосферы с галогенсодержащими добавками. Так, отжиг железногопорошка в атмосфере смеси водорода с хлористым водородом приводят кполучению порошков, более чистых по кремнию и марганцу, так как наличиехлористого водорода способствует образованию легко испаряющихся хлоридовкремния и марганца.Классификация.

Под классификацией понимают разделение порошков повеличине частиц на фракции, используемые затем либо непосредственно дляформования, либо для составления смеси, содержащей требуемый процент частицнужного размера.Классификация порошков осуществляется обычно в аппаратах,применяемых в химическом производстве и обогатительном деле. В практикепорошковой металлургии чаще всего применяют ситовую классификациюпорошков.

Для этого используют различные типы сит, основными из которыхявляются помещаемые в кожух с вытяжной вентиляцией механические сита сэлектромагнитным или рычажным вибраторами. Сетки изготавливают избронзовой или латунной проволок, шелка или капрона с размером ячеек,аналогичным тем, которые применяются в ситовом анализе.Часто для классификации порошков применяют многодечные механическиевибросита, в которых движение сетчатых дек осуществляется от электродвигателячерез клиноременную передачу.При затруднении свободного просева порошка используют протирочныеситовые устройства, в которых специальное приспособление с небольшимусилием давит на порошок, способствуя его проходу через сетку.Классификация порошков с размером частиц менее 40 – 50 мкмосуществляют с помощью воздушных сепараторов, обеспечивающихвысаживание твердых частиц из несущего газового потока под действием на нихсилы тяжести.В воздушном сепараторе разделяемый материал в потоке газа поступает вкольцевое пространство, скорость потока в котором снижается в несколько раз, икрупные частицы под действием силы тяжести выпадают и удаляются черезпатрубок.

Воздушный поток далее проходит через тангенциально установленныелопатки, приобретая вращательное движение. Более крупные частицы поддействием центробежных сил отбрасываются на стенки корпуса сепаратора,опускаются по ним и выводятся через другой патрубок. Мелкие частицы сгазовым потоком поступают в циклон, где происходит их выделение.Очень эффективными аппаратами для разделения порошков являютсяциклоны-сепараторы. В корпус циклона по касательной к окружности вводятгазовый поток, содержащий твердые частицы, который приобретает вращательноедвижение. На каждую частицу действуют сила тяжести, увлекающая её вниз,центробежная сила, выталкивающая частицу в радиальном направлении и силадавления потока, заставляющая частицу двигаться по окружности.

В итогечастицы движутся по спирали и, достигнув стенки корпуса, перемещаются поконусу к выпускному штуцеру. Мелкие частицы выносятся из циклона и могутбыть выделены в следующем циклоне. Работа воздушных сепаратороврегулируется изменением скорости газового потока. Производительностьциклонов-сепараторов очень высока, а конструкция достаточна проста.Смешивание порошков.

Смешивание является одной из важных операцийпри изготовлении материалов и изделий из порошков. Оно заключается вприготовлении однородной механической смеси из порошков различногохимического и гранулометрического состава. Задачи смешивания – превращениесовокупности частиц твердых компонентов в макрооднородную смесь.Результат смешивания определяется формой и величиной частиц, числомсмешиваемых компонентов и соотношением их количеств, коэффициентомтрения между частицами, способностью частиц к слипанию и другимифакторами.Наиболеераспространеннымявляетсямеханическоесмешиваниекомпонентов в шаровых мельницах, аналогичных применяемым при размоле, исмесителях различных типов.

При смешивании в шаровой мельнице смешиваниесопровождается одновременным измельчением компонентов. Если измельчениепри смешивании нежелательно, используют смесители различных типов. Этомогут быть барабанные, в том числе так называемые «пьяные бочки», применениекоторых в настоящее время ограниченно из-за их недостаточной эффективности,шнековые, лопастные, центробежные, планетарные, конусные и установкинепрерывного действия.

Широкое применение нашли двухконусные смесители,схема и принцип действия которых представлен на рисунке 59.Смешивание в лопастных или шнековых смесителях проводят приприготовлении пастообразных смесей. Такие смесители эффективны при добавкек порошку различных веществ, улучшающих процесс прессования, напримерраствора каучука в бензине, парафина или его раствора в бензине.Для улучшения смешивания разнородных компонентов используютпланетарные смесители которые представляют собой емкость, совершающуювращение в трех измерениях, создавая вихревое кружение находящихся в нейкомпонентов.

Качально-трясущееся движение сосуда приводит к чередованиюускорения и замедления в процессе перемешивания частиц, что способствуетбыстрому и качественному перемешиванию разнородных материалов.Смешивание порошков может осуществляться в газовой (воздух, инертныйгаз) или в жидкой (вода, спирт, бензин и др.) средах. В жидкой среде смешиваниепроисходит значительно интенсивнее, чем в газовой. Это объясняется тем, чтоввод жидкости в смесь способствует созданию повышенного давления в тонкихщелях частиц за счет действия капиллярных сил и распространению трещин вчастицах, что приводит к доизмельчению компонентов. Однако, следует иметь ввиду, что применение так называемого мокрого смешивания не всегдаэкономически выгодно. Например, использование воды в качестве жидкой средывызывает необходимость применения сушки в защитной атмосфере илипроведения дополнительного восстановительного обжига из-за возможностиокисления металлических порошков.

Это ведет к усложнению технологии иповышает себестоимость продукции.При смешивании компонентов с резко различающимися плотностямииспользуют особые приемы. Например, применяют раздельную загрузкукомпонентов по частям, перемешивая сначала более легкие с более тяжелымкомпонентом, а затем к такой смеси добавляют остальные компоненты. Внекоторых случаях хорошие результаты достигаются при перемешиванииразноплотных компонентов в вакууме.

В этом случае поведение компонентов независит от их плотности и частицы внутри смесителя движутся с одинаковымискоростями, что обеспечивает высокую равномерность объёмного распределениякомпонентов в смеси.В случае плохих технологических характеристик смеси (низкая текучесть,прессуемость) её подвергают грануляции, под которой понимают операциюобразования устойчивых комочков сфероидальной формы, состоящих изсравнительно большого числа частиц.Для улучшения прессуемости и грануляции порошков при смешивании всмеситель вводят пластифицирующие добавки (растворы в органическихжидкостях парафина, воска, каучука и др.), которые обволакивают частицы и припрессовании создают дополнительную прочность прессовок, облегчая их трениемежду стенками пресс-формы и самими частицами.

Кроме присадок,улучшающих процесс прессования, в смесь могут вводится добавки,формирующие те или иные свойства прессовок. Например, поризаторы,обеспечивающие высокую пористость изделий.Результаты смешивания контролируют либо по физико-технологическимсвойствам шихты, определяя гранулометрический состав, насыпную массу,текучесть, прессуемость, либо химическим анализом проб. На практике обычноконтролируют часть технологических характеристик смеси и проводятхимический анализ проб из неё.9.3.1 Общие закономерности процесса прессованияПрессование представляет собой формирование металлического порошкапутём приложения давления к порошку, находящемуся в закрытой форме илиоболочке. Основные закономерности процесса прессования рассмотрены напримере формования простейшей заготовки в стальной прессформе.

(рисунок 60).При формовании в собранную и установленную на плиту пресса прессформузасыпается порция порошковой смеси и устанавливается пуансон, через которыйот пресса на порошковую смесь передается соответствующее давление и поддействием усилия начальный объём сыпучей порошковой смеси уменьшается,происходит деформирование её и формируется брикет, называемый прессовкой,заданной формы и размеров. После выдержки при заданном давлении нагрузкаснимается и спрессованная заготовка выталкивается из пресс-формы.Прессование в закрытых пресс-формах может быть односторонним, когда усилиепрессования прикладывается к одной из торцовых поверхностей будущейпрессовки или двухсторонним – при приложении усилия прессования с двухсторон.Изменение объёма порошковой массы происходит в результате смещения идеформации отдельных частиц и связано с заполнением пустот, образовавшихсяпри свободной насыпке порошка, при которой частицы в полости пресс-формырасполагаются хаотически, образуя так называемые мостики или арки.Дляпластичныхметалловдеформациявначалеограниченнаприконтактными участками малой площади, а затем распространяется в глубьчастиц.

Характеристики

Список файлов книги