Metāla pulvera ražošanas tehnoloģija

Izgudrojums attiecas uz metodi un procesu metāla pulvera pagatavošanai ar atomizācijas palīdzību.

Fona tehnoloģija

1820. gados gaisa atomizāciju izmantoja krāsaino metālu pulveru ražošanai, bet 1950. un 1960. gados to plaši izmantoja metālu un sakausējumu pulveru ražošanai. 1970. gadu beigās un 1980. gadu sākumā, attīstoties datortehnoloģijām un modernām vadības tehnoloģijām, atomizācija sāka intensīvi attīstīties. Pašlaik tradicionālā gāzes atomizācijas shēma ir šķidras gāzes, piemēram, šķidra slāpekļa un šķidra argona, izmantošana pēc gazifikācijas uzsildīšanas, augstas temperatūras augstspiediena gāzes izmantošana šķidrā metāla atomizēšanai daļiņās. Tagad gāzes atomizācijā vairāk tiek izmantota inerta gāze vai augstspiediena gaiss utt. Trūkums ir tāds, ka inertas gāzes pārvēršana šķidrumā un pēc tam spiedienā palielina izmaksas un rada bīstamas transportēšanas sekas.

Izgudrojuma mērķis ir nodrošināt metodi metāla pulvera sagatavošanai ar atomizāciju un atrisināt augsto izmaksu problēmu, kas saistīta ar metāla pulvera sagatavošanu ar atomizāciju. Lai atrisinātu tehnisko problēmu, izgudrojums nodrošina metodi metāla pulvera sagatavošanai ar atomizāciju, kas ietver šādas darbības: šķidruma atomizators tiek iepriekš uzsildīts un iztvaicēts, lai iegūtu gāzveida atomizatoru, kur atomizators ir šķidrs 10 °C-30 °C atmosfērā, un metāla pulveris tiek iegūts, ievadot gāzveida atomizatoru atomizatora paplātē un veicot metāla šķidruma gāzes atomizēšanu. Atomizētā viela ir viela ar viršanas temperatūru diapazonā no 50 °C līdz 200 °C. Kur smidzinātājs ir etanols vai smidzinātājs ir etanola un ūdens maisījums. Atomizators ir ūdens, un pirms šķidruma atomizatora iepriekšējas spiediena paaugstināšanas, uzsildīšanas un gazifikācijas, atomizators ietver arī šādas darbības: skābekļa destilēšanu un atdalīšanu, neapstrādāta ūdens sterilizēšanu un dejonizāciju, lai iegūtu attīrītu šķidru ūdeni. Neapstrādāts ūdens ir jebkurš ūdens krāna ūdenī, jūras ūdenī vai destilētā ūdenī. Metāla šķidruma gāzes atomizācija ietver: Spiedienā, kas nav mazāks par 1,1 MPa, un temperatūrā, kas nav zemāka par atomizatora viršanas temperatūru, metāla šķidrumu atomizē iztvaicētais atomizators.

Pēc tam, kad metāla šķidrums ir gāzēts un iegūts metāla pulveris, metāla pulvera reducēšanas process ietver arī šādas darbības. Pēc metāla šķidruma gāzēšanas, lai iegūtu metāla pulveri, no izsmidzināšanas paplātes izvadītā gāzes izsmidzināšana tiek atgūta. Šis izgudrojums nodrošina metodi metāla pulveru sagatavošanai, atomizējot vielu, kas ir šķidra atmosfērā no 10 °C līdz 30 °C, aerosoli ir šķidrā stāvoklī. Salīdzinot ar inerto gāzi un slāpekli, kas normālā temperatūrā un spiedienā ir gāzveida, izgudrojumam nav nepieciešams sašķidrināt atomizēto materiālu no gāzveida stāvokļa, tādējādi samazinot šķidrā atomizētā materiāla iegūšanas izmaksas; normālā temperatūrā un spiedienā atomizators ir šķidrs, tāpēc transportēšanas procesā nav nepieciešama augstspiediena transportēšana, kas samazina transportēšanas izmaksas un atomizatora bīstamību. Rezumējot, izgudrojuma piedāvātā metāla pulvera sagatavošanas metode ar atomizāciju var ievērojami samazināt atomizētā materiāla materiāla izmaksas, tādējādi samazinot metāla pulvera sagatavošanas izmaksas. Lai sniegtu skaidrāku priekšstatu par izgudrojuma iemiesojuma vai iepriekšējās tehnikas tehnisko shēmu, turpmāk sniegts īss zīmējumu apraksts, kas jāizmanto iemiesojumā vai iepriekšējās tehnikas aprakstā; tālāk aprakstītie pievienotie zīmējumi ir tikai daži no šī izgudrojuma iemiesojumiem, un citus pievienotos zīmējumus parastie tehniķi šajā jomā var iegūt bez radoša darba. Att.

1. attēlā parādīta metāla pulvera sagatavošanas metodes plūsmas diagramma ar atomizāciju, bet 2. attēlā parādīta atomizācijas torņa lokālā struktūras diagramma.

Lai tehniskās jomas speciālistiem būtu vieglāk izprast izgudrojuma shēmu, turpmāk sniegts detalizēts skaidrojums ar pievienotajiem rasējumiem un konkrēto iemiesojumu. Acīmredzot aprakstītie iemiesojumi ir tikai daļa no izgudrojuma iemiesojumiem, nevis visi. Pamatojoties uz izgudrojuma iemiesojumiem, visi pārējie iemiesojumi, ko iegūst parastie tehniķi šajā jomā, neveicot radošu darbu, ietilpst izgudrojuma aizsardzības jomā. Kā parādīts 1. attēlā, 1. attēlā ir sniegta izgudrojuma iemiesojumā paredzētās metāla pulvera sagatavošanas metodes plūsmas diagramma ar atomizāciju, kas var ietvert: S1. darbību: šķidruma atomizatora iepriekšēja iztvaicēšana zem spiediena, lai iegūtu gāzveida atomizatoru. Šajā iemiesojumā smidzinātājs attiecas uz vielu, kas normālā temperatūrā un spiedienā ir šķidra. Konkrēti, tā varētu būt viela, kas ir šķidra atmosfērā no 10 °C līdz 30 °C. S2. darbība: gāzveida atomizators tiek ievadīts atomizācijas smidzināšanas paplātē, un metāla šķidrums tiek atomizēts ar gāzi, lai iegūtu metāla pulveri.

Jāatzīmē, ka, tā kā šķidra metāla atomizēšanai tiek izmantota gāze, atomizatora gāzveida stāvoklis ir jāsaglabā, kad to ievada izsmidzināšanas paplātē; turklāt, kad atomizators tiek izmantots šķidra metāla atomizēšanai, tas tiek izmantots šķidrā metāla izsmidzināšanai augstā spiedienā, kas ir līdzīgi parastajai atomizēšanai metāla pulvera sagatavošanai. Kā parādīts 2. attēlā, 2. attēlā ir sniegta izgudrojuma iemiesojuma atomizējošās izsmidzināšanas paplātes lokālās struktūras shematiska diagramma. Metāla atomizēšanas procesā metāla šķidrums 2 plūst uz leju no virziena virs atomizēšanas izsmidzināšanas plāksnes 1; vienlaikus atomizēšanas gāze tiek izsmidzināta caur strūklas kanālu 3 abās metāla šķidruma 2 pusēs, plūstot uz leju, radot triecienu uz metāla šķidrumu 2, kas savukārt rada metāla pulveri. Lielākā daļa pašlaik izmantoto atomizēto gāzu ir slāpeklis vai citas inertas gāzes. Taču šī gāze rūpnieciskajā transportā bieži vien vispirms ir jāatdzesē, saspiežot to šķidrumā, zemas temperatūras un augsta spiediena transportā. Pirmkārt, šķidrā slāpekļa vai šķidras inertas gāzes, kas normālā temperatūrā un spiedienā ir gāzveida, sašķidrināšana ir salīdzinoši dārga, un arī šķidrā slāpekļa uzturēšana šķidrā stāvoklī transportēšanas laikā ir dārga, kā rezultātā palielinās atomizatora izmaksas, kas savukārt noved pie augstākām metāla pulvera izmaksām. Šajā izgudrojumā viela, kas normālā temperatūrā un spiedienā ir šķidra, tiek tieši izmantota kā atomizators, un to ir vieglāk iegūt nekā vielu, kas normālā temperatūrā un spiedienā ir gāzveida, un viela nav jāsašķidrina, izgudrojums samazina atomizatora iegādes izmaksas un transportēšanas procesā nav jāizmanto augstspiediena un zemas temperatūras transportēšana. Tādēļ izgudrojumā izmantotais atomizators var ievērojami samazināt atomizatora iegūšanas izmaksas, tādējādi samazinot metāla pulvera sagatavošanas izmaksas ar atomizāciju.

Pēc izvēles, konkrētā izgudrojuma iemiesojumā atomizators var būt ūdens, etanols vai ūdens un etanola maisījums, cita starpā. Ņemot vērā, ka metāla pulvera atomizācija preparātā ir gala rezultāts, atomizators ir jāiztvaicē. Tādēļ, lai samazinātu šķidro aerosolu iztvaicēšanas izmaksas gāzveida aerosolos, kā aerosolus var izmantot vielas ar relatīvi zemu viršanas temperatūru. Protams, ir saprotams, ka tā viršanas temperatūrai nevajadzētu būt pārāk zemai, pretējā gadījumā tas ir gaistošāks. Tāpēc citā konkrētā izgudrojuma iemiesojumā atomizējamais materiāls var papildus ietvert vielu ar viršanas temperatūru diapazonā no 50 °C līdz 200 °C. Protams, izgudrojumā nav izslēgts arī smidzinātājs ar augstāku viršanas temperatūru, un šajā iemiesojumā smidzinātājs ar viršanas temperatūru no 50 °C līdz 200 °C ir vēlamāks iemiesojums, izgudrojums var samazināt atomizētā šķidruma iztvaicēšanas izmaksas. Citā konkrētā izgudrojuma iemiesojumā atomizators var būt ūdens. Jāatzīmē, ka ūdens cena ir relatīvi zema salīdzinājumā ar citām vielām. Atomizatora izmaksas var ievērojami samazināt. Turklāt šajā iemiesojumā kā atomizators izmantotais ūdens var būt viegli pieejams ūdens, piemēram, jūras ūdens, krāna ūdens vai destilēts ūdens. Alternatīvi, lai izvairītos no piemaisījumiem ūdenī, ūdens var ietvert arī:

Neapstrādātu ūdeni attīra, izmantojot destilāciju, sterilizāciju un dejonizāciju, lai iegūtu attīrītu šķidru ūdeni. Šķidru ūdeni izmanto kā atomizatoru, lai sagatavotu metāla pulveri, to pēc gazifikācijas atomizējot, kas var efektīvi novērst ūdenī esošo piemaisījumu daļiņu, skābekļa u.c. oksidēšanos par metālu. Turklāt, lai izvairītos no neizbēgamās iegūtā metāla pulvera daļējas oksidēšanās sagatavošanas procesā, pēc metāla pulvera iegūšanas var papildus ietvert metāla pulvera apstrādi ar reducēšanas reakciju. Konkrēti, metāla pulveri var arī sajaukt ar reducējošo gāzi, lai noteiktos reakcijas apstākļos radītu reducēšanas reakciju un visbeidzot iegūtu tīrāku metāla pulveri. Pamatojoties uz patvaļīgu iemiesojumu, citā konkrētā izgudrojuma iemiesojumā izgudrojums var papildus ietvert: Spiedienā, kas nav mazāks par 1,1 MPa un nav mazāks par atomizatora viršanas temperatūru, šķidro metālu atomizē iztvaicēts atomizators. Konkrēti, kad gāzveida atomizators iztvaicē šķidru metālu, tiek nodrošināts, ka atomizators nesašķidrinās. Tāpēc ir nepieciešams veikt metāla atomizēšanu augstā temperatūrā un augsta spiediena vidē. Jo īpaši atomizāciju var veikt spiedienā, kas pārsniedz 1,1 MPa, un temperatūrā, kas ir augstāka par atomizatora viršanas temperatūru. Jāatzīmē, ka iemiesojumos, kuros atomizators ir ūdens, var pielietot spiedienu, kas nav mazāks par 1,1 MPa, bet tādām vielām kā etanols var pielietot arī 0,6 MPa vai 0,7 MPa spiedienu.

Pēc izvēles, citā konkrētā izgudrojuma iemiesojumā tas var ietvert arī: pēc metāla šķidruma augstspiediena gāzes atomizācijas, iegūstot metāla pulveri, no izsmidzināšanas paplātes izplūstošie gāzveida aerosoli tiek reģenerēti. Tā kā atomizators normālā temperatūrā un spiedienā ir šķidrs, kad gāzes atomizators tiek izvadīts no augstas temperatūras un augstspiediena atomizatora, temperatūrai un spiedienam pazeminoties, atomizators var sašķidrināties šķidrumā. To ir vieglāk pārstrādāt nekā gāzveida vielas, tādējādi vēl vairāk ietaupot izmaksas. Šajā specifikācijā iemiesojumi ir aprakstīti pakāpeniski. Katrs iemiesojums izceļ atšķirības no citiem iemiesojumiem. Katra iemiesojuma vienādas vai līdzīgas daļas ir savstarpēji saistītas. Iemiesojumam atklātai ierīcei apraksts ir vienkāršs, jo tas atbilst iemiesojumam atklātajai metodei, kā aprakstīts metožu sadaļā. Detalizēti ir aprakstīta izgudrojuma sniegtā metāla pulvera sagatavošanas metode ar atomizāciju. Šajā rakstā izgudrojuma princips un ieviešana ir aprakstīta ar konkrētiem piemēriem, kas tiek izmantoti tikai, lai palīdzētu izprast metodi un tās galveno ideju. Jāatzīmē, ka izgudrojumu var uzlabot un modificēt, to neatdalot no izgudrojuma principa, lai to varētu izmantot parastais tehniskais personāls tehniskajā jomā, un šie uzlabojumi un modifikācijas ietilpst arī izgudrojuma prasību aizsardzības tvērumā.