100–400 meshin metallijauheen vesisumutin

Tyhjiöilmasumutuksella valmistetun jauheen etuna on korkea puhtaus, alhainen happipitoisuus ja hieno jauhekoko. Vuosien jatkuvan innovaation ja parantamisen jälkeen tyhjiöilmasumutusjauheteknologiasta on kehittynyt tärkein menetelmä korkean suorituskyvyn omaavien metalli- ja metalliseosjauheiden valmistukseen, ja siitä on tullut johtava tekijä uusien materiaalien tutkimuksen ja uusien teknologioiden kehittämisen tukemisessa ja edistämisessä. Toimittaja esitteli tyhjiöilmasumutuksen periaatteen, prosessin ja jauheen jauhatuslaitteet sekä analysoi tyhjiöilmasumutuksella valmistettujen jauheiden tyyppejä ja käyttötarkoituksia.

Sumutusmenetelmä on jauheen valmistusmenetelmä, jossa nopeasti liikkuva neste (sumutusväliaine) iskee metalli- tai seosnesteeseen tai rikkoo sen hienoiksi pisaroiksi, jotka sitten tiivistyvät kiinteäksi jauheeksi. Sumutettujen jauhehiukkasten kemiallinen koostumus on täsmälleen sama kuin sulan seoksen, ja nopea jähmettyminen myös hienontaa kiteistä rakennetta ja poistaa toisen faasin makrosegregaation. Yleisesti käytetty sumutusväliaine on vesi tai ultraääni, jota kutsutaan vastaavasti vesisumutukseksi ja kaasusumutukseksi. Vesisumutuksella valmistetuilla metallijauheilla on korkea saanto ja taloudellinen saanto, ja jäähdytysnopeus on nopea, mutta jauheilla on korkea happipitoisuus ja epäsäännöllinen morfologia, yleensä hiutaleita. Ultraäänisumutustekniikalla valmistetulla jauheella on pieni hiukkaskoko, korkea pallomaisuus ja alhainen happipitoisuus, ja siitä on tullut tärkein menetelmä korkean suorituskyvyn pallomaisten metalli- ja seosjauheiden valmistukseen.

Tyhjiösulatuksen korkeapainekaasun sumutusjauhetekniikka yhdistää korkeatyhjiötekniikan, korkean lämpötilan sulatustekniikan, korkeapaine- ja suurnopeuksisen kaasutekniikan, ja se on tuotettu vastaamaan jauhemetallurgian kehitystarpeita, erityisesti aktiivisten alkuaineiden jauhetta sisältävien korkealaatuisten seosten tuotantoon. Ultraääni-/kaasusumutusjauhetekniikka on uusi nopea jähmettymistekniikka. Nopean jäähdytysnopeuden ansiosta jauheella on rakeisuuden hienous, tasainen koostumus ja korkea kiinteän aineen liukoisuus.

Edellä mainittujen etujen lisäksi tyhjösulatuksen ja korkeapainekaasun atomisoinnin avulla tuotetulla metallijauheella on seuraavat kolme ominaisuutta: puhdas jauhe, alhainen happipitoisuus, hienon jauheen korkea saanto ja korkea ulkonäkö, pallomaisuus. Tästä jauheesta valmistetuilla rakenne- tai toiminnallisilla materiaaleilla on monia etuja perinteisiin materiaaleihin verrattuna fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien suhteen. Kehitettyjä jauheita ovat superseosjauhe, lämpöruiskutusseosjauhe, kupariseosjauhe ja ruostumaton teräsjauhe.

1 Tyhjiöilmasumutusjauheen jauhatusprosessi ja -laitteet

1.1 Tyhjiöilmasumutusjauheen jauhatusprosessi

Tyhjiö-ilmasumutusjauhemenetelmä on uudentyyppinen prosessi, joka on kehitetty metallijauheen valmistusteollisuudessa viime vuosina. Sen etuna on materiaalien vaikea hapettuminen, metallijauheen nopea sammutus ja korkea automaatioaste. Spesifinen prosessi on se, että sen jälkeen, kun seos (metalli) on sulatettu ja puhdistettu induktiouunissa, sula metallineste kaadetaan lämpöeristyskerrokseen ja tulee ohjausputkeen ja suuttimeen, ja sulavirtaus sumutetaan korkeapainekaasuvirtauksella. Sumutettu metallijauhe jähmettyy ja laskeutuu sumutustorniin ja putoaa jauheenkeräyssäiliöön.

Sumutuslaitteet, sumutusultraääni ja metallinesteen virtaus ovat kaasun sumutusprosessin kolme perusnäkökohtaa. Sumutuslaitteessa ruiskutettu sumutusultraääni kiihtyy ja on vuorovaikutuksessa ruiskutetun metallinesteen virtauksen kanssa muodostaen virtauskentän. Tässä virtauskentässä sula metallivirtaus katkeaa, jäähdytetään ja jähmettyy, jolloin saadaan tiettyjä ominaisuuksia omaavaa jauhetta. Sumutuslaitteiden parametreihin kuuluvat suuttimen rakenne, katetrin rakenne ja katetrin sijainti jne., sumutuskaasu ja sen prosessiparametrit sisältävät ultraääniominaisuudet, ilman tulopaineen ja ilman nopeuden jne., ja metallinesteen virtaus ja sen prosessiparametrit sisältävät metallinesteen virtausominaisuudet, ylikuumenemisen, nestevirtauksen halkaisijan jne. Ultraäänisumutuksella voidaan säätää jauheen hiukkaskokoa, hiukkaskokojakaumaa ja mikrorakennetta säätämällä erilaisia ​​parametreja ja niiden koordinaatiota.

1.2 Tyhjiöilmasumutusjauhelaitteet

Nykyiset tyhjiösumutusjauhelaitteet koostuvat pääasiassa ulkomaisista ja kotimaisista laitteista. Ulkomailla valmistetuilla laitteilla on korkea vakaus ja korkea säätötarkkuus, mutta laitteiden kustannukset ovat korkeat, ja huolto- ja korjauskustannukset ovat korkeat. Kotimaisten laitteiden kustannukset ovat alhaiset, huoltokustannukset ovat alhaiset ja huolto on kätevää. Kotimaiset laitevalmistajat eivät kuitenkaan yleensä hallitse laitteiden ydinteknologioita, kuten sumutussuuttimia ja sumutusprosesseja. Tällä hetkellä asiaankuuluvat ulkomaiset tutkimuslaitokset ja tuotantoyritykset pitävät teknologian ehdottoman luottamuksellisena, eikä erityisiä ja teollistettuja prosessiparametreja voida saada asiaankuuluvasta kirjallisuudesta ja patenteista. Tämän vuoksi korkealaatuisen jauheen saanto on liian alhainen taloudellisesti, mikä on myös tärkein syy siihen, miksi kotimaani ei ole pystynyt tuottamaan korkealaatuista jauhetta teollisesti, vaikka aerosolijauheen tuotanto- ja tieteellisiä tutkimusyksiköitä on paljon.

Ultraäänisumutusjauhelaitteen rakenne koostuu seuraavista osista: välitaajuinen induktiosulatusuuni, lämpötilanpidätysuuni, sumutusjärjestelmä, sumutussäiliö, pölynkeräysjärjestelmä, ultraäänisyöttöjärjestelmä, vesijäähdytysjärjestelmä, ohjausjärjestelmä jne.

Tällä hetkellä aerosolisaatiota koskevat tutkimukset keskittyvät pääasiassa kahteen näkökohtaan. Toisaalta tutkitaan suuttimen rakenteen parametreja ja suihkuvirtauksen ominaisuuksia. Tarkoituksena on selvittää ilmavirtauskentän ja suuttimen rakenteen välinen suhde, jotta ultraääni saavuttaa suuttimen ulostulonopeuden pienellä ultraäänen virtausnopeudella, ja tarjota teoreettinen perusta suuttimen suunnittelulle ja käsittelylle. Toisaalta tutkitaan sumutusprosessiparametrien ja jauheen ominaisuuksien välistä suhdetta. Tavoitteena on tutkia sumutusprosessiparametrien vaikutusta jauheen ominaisuuksiin ja sumutustehokkuuteen suutinkohtaisesti jauheen tuotannon optimoimiseksi ja ohjaamiseksi. Lyhyesti sanottuna hienon jauheen tuottavuuden parantaminen ja kaasunkulutuksen vähentäminen johtavat ultraäänisumutusteknologian kehityssuuntaa.

1.2.1 Erilaisia ​​suuttimia ultraäänisumutukseen

Sumutuskaasu lisää suuttimen läpi kulkevaa nopeutta ja energiaa, mikä tehokkaasti rikkoo nestemäisen metallin ja valmistaa vaatimukset täyttävän jauheen. Suutin ohjaa sumutetun väliaineen virtausta ja virtauskuviota ja sillä on ratkaiseva rooli sumutustehokkuuden tasossa ja sumutusprosessin vakaudessa. Se on ultraäänisumutuksen keskeinen teknologia. Varhaisessa kaasun sumutusprosessissa käytettiin yleisesti vapaasti pudottavaa suutinrakennetta. Tämä suutin on rakenteeltaan yksinkertainen, sitä ei ole helppo tukkia, ja ohjausprosessi on suhteellisen yksinkertainen, mutta sen sumutustehokkuus ei ole korkea, ja se soveltuu vain 50–300 μm:n hiukkaskoon omaavan jauheen tuotantoon. Sumutustehokkuuden parantamiseksi kehitettiin myöhemmin rajoittavia suuttimia tai tiiviisti kytkettyjä sumutussuuttimia. Tiukka tai rajoittava suutin lyhentää kaasun lentomatkaa ja vähentää kineettistä energiahäviötä kaasun virtausprosessissa, mikä lisää metallin kanssa vuorovaikutuksessa olevan kaasun virtauksen nopeutta ja tiheyttä ja lisää hienon jauheen saantoa.

1.2.1.1 Ympyränmuotoinen rakosuutin

Korkeapaineinen ultraäänivirtaus tulee suuttimeen tangentiaalisesti. Sitten se purkautuu ulos suurella nopeudella muodostaen pyörteen.