<<
>>

Смешивание порошковых многокомпонентных смесей

Смешивание является одной из первых основных операций процесса производства изделий из порошковых сталей. Смешивание заключается в приготовлении однородной механической смеси из неметаллических и металлических порошков, имеющих разную форму частиц порошков, различный химический, а также гранулометрический состав, и отличающихся технологическими и химическими свойствами.

Главная задача смешивания - получение макрооднородной смеси различных отдельных частиц порошков при их начальном произвольном расположении между собой.

На результат смешивания оказывают влияние следующие факторы: форма частиц, их средний размер, число смешиваемых компонентов, гранулометрический состав как общий и так и по отдельным компонентам, плотность компонентов, соотношение их количеств и степень их различия, коэффициент трения между частицами, их способность к агрегации и даже степень изменения гранулометрического состава, а также конструкция смесителя [1-3].

Приняв во внимание все перечисленные факторы, можно сделать вывод, что смешивание является случайным процессом. Поэтому количественное соотношение компонентов в порошковой смеси следует описывать вероятностными величинами. Количественным критерием оценки однородности порошковой смеси служит ее среднеквадратичное отклонение от среднего значения является.

В современных исследования время смешивания выбирается так, чтобы более 95% проб соответствовали требованиям.

Из литературных источников [2, 4] следует, что при продолжительности смешивания более 3 часов однородность смеси меняется незначительно. При

этом начинается измельчение частиц порошка и их взаимодействие, которое является нежелательным.

В практике порошковой металлургии для смешивания применяются различные смесительные устройства, такие как шаровые вращающиеся мельницы, атритторы, вибрационные мельницы, планетарно -центробежные мельницы, вихревые и пр.

В случае смешивания смеси с сильным отличием количества различных компонентов, сначала готовят вспомогательную смесь, которую называют лигатурой. При этом соотношение компонентов в ней берут 50:50. Далее к этой смеси добавляют оставшийся порошок [4, 5].

В настоящее время на предприятиях порошковой металлургии проводят мокрое смешивание. Мокрое смешивание - это смешивание с добавлением жидкости, которая препятствует разделению смеси по компонентам. В качестве жидкостей для смешивания могут использоваться спирт, ацетон, вода с ингибиторами коррозии и др. Такой вид смешивания имеет свои преимущества, оно более интенсивнее, чем сухое, так как в присутствии жидкости снижается коэффициент трения, ослабляется действие электростатических сил, практически весь материал участвует в смешивании, не оседая на стенках смесителя, поэтому после смешивания готовая смесь получается требуемого химического и гранулометрического состава. Применение мокрого смешивания требует и дополнительных операций, таких как удаление влаги и последующая сушка готовой смеси.

По конструктивным особенностям смесители можно разделить на аппараты с вращающимся и неподвижным корпусом. По механизму смешивания на конвективные, диффузионные и конвективно-диффузионные. По характеру технологического процесса они делятся на аппараты периодического и непрерывного действия [6-9].

В работах [6-9] указывается на равномерное распределение компонентов

порошковой смеси при смешивании в планетарно-центробежных мельницах. Измельчение частиц в планетарно-центробежных мельницах (ПЦМ) происходит гораздо интенсивнее, чем в мельницах других типов.

Большое преимущество ПЦМ это то, что смешивание может происходить в нескольких барабанах, количество барабанов варьируется от 2 до 5 и даже более. Направление вращения барабанов может, как совпадать с направлением вращения общего для них вала, так и быть противоположным.

Поведение размольных тел в движущемся барабане зависит от скоростей вращения относительно обеих осей.

Тела двигаются по окружностям, центром которых является ось барабана [9].

С увеличением скорости вращения барабанов можно наступает режим "отрыва". Размольные тела начинают перекатываться в сегменте и вращаются вокруг своих центров тяжести. При дальнейшем увеличении оборотов наступает "водопадный" режиме работы, как в шаровой вращающейся мельнице.

В первом режиме работы ПЦМ измельчение материала идет за счет истирания между внутренней поверхностью барабана и наружной поверхностью шаров.

При работе в режиме "отрыва" истирание происходит во всем объеме шаровой загрузки, также добавляется ударное воздействие со стороны размольных тел, которое усиливается по мере увеличения скоростей вращения [9].

Главным недостатком многих мельниц и в том числе ПЦМ является загрязнение материала из-за натирания материала шаров [9].

К достоинствам ПЦМ можно отнести их высокую удельную производительность, низкую металлоемкость, высокую энергоемкость. Они могут работать также в режиме самоизмельчения, без загрузки мелющих тел. При этом измельчение происходит главным образом истиранием . Самым

большим их преимуществом является интенсификация процесса измельчения приводит к большему КПД по сравнению с другими мельницами.

Но у ПЦМ имеются и серьезные недостатки: знакопеременные нагрузки, которым подвергаются подшипники создают большие проблемы с масштабированием планетарных мельниц; они предназначены в основном для мокрого помола продукта из-за невозможности эффективного отвода образующегося при помоле тепла.

При попадании в среду сверхвысоких контактных взаимодействий внутри барабанов, материалы не только измельчаются, но и «заряжаются» энергией, которая может очень сильно изменить их физические и химические свойства, то есть может произойти процесс механоактивации материалов. Механоактивация позволяет создавать материалы с новыми свойствами, приобретенными в результате механохимических реакций, происходящих при измельчении [10-13].

1.2.

<< | >>
Источник: Тер-Ваганянц Юлия Суреновна. Влияние режимов термической обработки на структуру и свойства порошковых низколегированных сталей, модифицированных наноразмерными порошками Ni и NiO. Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук. Москва - 2019. 2019

Еще по теме Смешивание порошковых многокомпонентных смесей:

  1. Исследование процесса смешивания шихты для низколегированных порошковых сталей
  2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСЕЙ, ПРЕССОВАНИЯ И СПЕКАНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ С НАНОЧАСТИЦАМИ Ni и NiO
  3. Смешивание исходных материалов
  4. Исследование микроструктуры и изломов закаленных низколегированных порошковых сталей
  5. Способы формования порошковых материалов
  6. Термическая обработка порошковых сталей
  7. Исследование процесса прессования шихты низколегированных порошковых сталей
  8. Способы спекания порошковых материалов
  9. Определение пластичности низколегированных порошковых сталей с нанодисперсными добавками
  10. Особенности спекания порошковых сталей с наноразмерными добавками