Технологія виготовлення металевого порошку

Винахід стосується способу та процесу приготування металевого порошку шляхом розпилення.

Фонові технології

У 1820-х роках повітряне розпилення використовувалося для виготовлення порошків кольорових металів, а в 1950-х і 1960-х роках воно широко застосовувалося для виробництва порошків металів і сплавів. Наприкінці 1970-х і на початку 1980-х років, з розвитком комп'ютерних технологій та сучасних технологій управління, розпилення вступило в період бурхливого розвитку. В даний час традиційна схема газового розпилення полягає у використанні рідкого газу, такого як рідкий азот, рідкий аргон, після нагрівання газифікації, за допомогою високотемпературного газу високого тиску, спрямованого на рідкий метал, розпилення металу на частинки. Зараз газове розпилення частіше використовується інертний газ або повітря високого тиску тощо. Недоліком є ​​перехід від інертного газу до рідкого, а потім перехід під тиском, збільшення витрат та небезпечне транспортування.

Винахід спрямований на забезпечення способу приготування металевого порошку шляхом розпилення та вирішує проблему високої вартості приготування металевого порошку шляхом розпилення. Для вирішення технічної проблеми винахід пропонує спосіб приготування металевого порошку шляхом розпилення, який включає такі етапи: рідкий розпилювач попередньо нагрівають та випаровують для отримання газоподібного розпилювача, причому розпилювач є рідиною в атмосфері з температурою 10°C-30°C, а металевий порошок отримують шляхом пропускання газоподібного розпилювача в лоток розпилювача та проведення газового розпилення рідкого металу. Розпилена речовина являє собою речовину з температурою кипіння в діапазоні від 50°C до 200°C. Причому розпилювачем є етанол або розпилювачем є суміш етанолу та води. Розпилювачем є вода, і перед тим, як рідкий розпилювач попередньо стискають, нагрівають та газифікують, розпилювач також включає такі етапи: дистиляцію та видалення кисню, стерилізацію та деіонізацію необробленої води для отримання очищеної рідкої води. Сира вода - це будь-яка вода у водопровідній воді, морській воді або дистильованій воді. Газове розпилення рідкого металу включає: при тиску не менше 1,1 МПа та температурі не нижче точки кипіння розпилювача рідкий метал розпилюється пароподібним розпилювачем.

При цьому, після розпилення рідкого металу в газовому вигляді та отримання металевого порошку, процес відновлення металевого порошку також включає наступні етапи. При цьому, після розпилення рідкого металу в газовому вигляді для отримання металевого порошку, газовий розпил, що виходить з розпилювального лотка, рекуперується. Цей винахід пропонує спосіб приготування металевих порошків шляхом розпилення рідкої речовини в атмосфері від 10°C до 30°C, при цьому аерозолі перебувають у рідкому стані. Порівняно з інертним газом та азотом, які є газоподібними за нормальної температури та тиску, винахід не потребує розрідження розпиленого матеріалу з газоподібного стану, тим самим знижуючи вартість отримання рідкого розпиленого матеріалу; за нормальної температури та тиску розпилювач є рідким, тому транспортування під високим тиском не потрібне в процесі транспортування, що знижує вартість транспортування та небезпеку розпилювача. Підсумовуючи, спосіб приготування металевого порошку шляхом розпилення, запропонований винаходом, може значно знизити вартість розпиленого матеріалу, тим самим знижуючи вартість приготування металевого порошку. Для чіткішого уявлення про технічну схему втілення винаходу або попереднього рівня техніки нижче наведено короткий опис креслень, необхідних для використання у втіленні або описі попереднього рівня техніки. Додані креслення, описані нижче, є лише деякими варіантами втілення цього винаходу, а інші додані креслення можна отримати без творчої праці для звичайних техніків у цій галузі. Рис.

На рис. 1 зображено блок-схему методу приготування металевого порошку шляхом розпилення, а на рис. 2 зображено схему локальної структури розпилювальної вежі.

Для кращого розуміння фахівцями в технічній галузі схеми винаходу, нижче наведено детальніше пояснення з доданими кресленнями та конкретним варіантом реалізації. Очевидно, що описані варіанти реалізації є лише частиною варіантів реалізації винаходу, а не всіма. Виходячи з варіантів реалізації винаходу, всі інші варіанти реалізації, отримані звичайними техніками в цій галузі без виконання творчої роботи, підпадають під сферу захисту винаходу. Як показано на рис. 1, рис. 1 надає блок-схему способу приготування металевого порошку шляхом розпилення, що передбачено варіантом реалізації винаходу, який може включати: Етап S1: попереднє випаровування рідкого розпилювача під тиском для отримання газоподібного розпилювача. Розпилювач у цьому варіанті реалізації стосується речовини, яка є рідкою за нормальної температури та тиску. Зокрема, це може бути речовина, яка є рідкою в атмосфері від 10 °C до 30 °C. Етап S2: газоподібний розпилювач вводиться в розпилювальний лоток, і металева рідина розпилюється газоподібно для отримання металевого порошку.

Слід зазначити, що оскільки для розпилення рідкого металу використовується газ, газоподібний стан розпилювача повинен підтримуватися під час його введення в розпилювальний лоток; крім того, коли розпилювач використовується для розпилення рідкого металу, він розпилює рідкий метал під високим тиском, що подібно до звичайного розпилення для приготування металевого порошку. Як показано на рис. 2, рис. 2 надає схематичну діаграму локальної структури розпилювального лотка відповідно до варіанту реалізації винаходу. У процесі розпилення металу рідкий метал 2 стікає вниз з напрямку над розпилювальною пластиною 1; водночас розпилювальний газ розпилюється через канал струменя 3 з обох боків рідкого металу 2, що стікає вниз, створюючи удар на рідкий метал 2, що, у свою чергу, утворює порошкоподібний метал. Більшість розпилених газів, що використовуються в даний час, - це азот або інші інертні гази. Але цей газ у промисловому транспортуванні часто потрібно спочатку охолодити, а потім стиснути в рідину, як при низькій температурі, так і при високому тиску. По-перше, зрідження рідкого азоту або рідкого інертного газу, який є газоподібним за нормальної температури та тиску, є відносно дорогим, а також дорого зберігати рідкий азот у зрідженому стані під час транспортування, в результаті чого зростає вартість розпилювача, що, у свою чергу, призводить до вищої вартості металевого порошку. У цьому винаході речовина, яка є рідкою за нормальної температури та тиску, безпосередньо використовується як розпилювач, і її легше отримати, ніж речовину, яка є газоподібною за нормальної температури та тиску і не потребує зрідження речовини, винахід знижує вартість придбання розпилювача та не потребує використання транспортування за високого тиску та низької температури в процесі транспортування. Отже, розпилювач, що використовується у винаході, може значно знизити вартість отримання розпилювача, тим самим зменшуючи вартість приготування металевого порошку шляхом розпилення.

За бажанням, у конкретному варіанті реалізації винаходу, розпилювачем може бути вода, етанол або суміш води та етанолу, серед інших. Враховуючи, що розпилення металевого порошку в процесі приготування потребує остаточного випаровування. Тому, щоб зменшити вартість випаровування рідких аерозолів у газоподібні аерозолі, як аерозолі можна використовувати речовини з відносно низькою температурою кипіння. Звичайно, зрозуміло, що їхня температура кипіння не повинна бути занадто низькою, інакше вони будуть більш леткими. Тому, в іншому конкретному варіанті реалізації винаходу, розпилений матеріал може додатково включати речовину з температурою кипіння в діапазоні від 50°C до 200°C. Звичайно, розпилювач з вищою температурою кипіння не виключається у винаході, і розпилювач з температурою кипіння від 50°C до 200°C у цьому варіанті реалізації є більш кращим варіантом реалізації, оскільки винахід може зменшити вартість випаровування розпиленої рідини. В іншому конкретному варіанті реалізації винаходу розпилювачем може бути вода. Слід зазначити, що ціна води є відносно низькою порівняно з іншими речовинами. Вартість розпилювача може бути значно зменшена. Крім того, вода, яка використовується як розпилювач у цьому варіанті реалізації, може бути легкодоступною, такою як морська вода, водопровідна вода або дистильована вода. Як варіант, щоб уникнути домішок у воді, вода може також містити:

Сиру воду очищують дистиляцією, стерилізацією та деіонізацією для отримання очищеної рідкої води. Рідка вода використовується як розпилювач для приготування металевого порошку шляхом розпилення користувачем після газифікації, що може ефективно запобігти окисленню домішок у воді, кисню тощо до металу. Крім того, щоб уникнути неминучого часткового окислення отриманого металевого порошку під час процесу приготування, після отримання металевого порошку його можна додатково обробити реакцією відновлення. Зокрема, металевий порошок також можна змішувати з відновлювальним газом для проведення реакції відновлення за певних умов реакції, і, зрештою, отримати більш чистий металевий порошок. Виходячи з довільного варіанту реалізації, в іншому конкретному варіанті реалізації винаходу, винахід може додатково включати: При тиску не менше 1,1 МПа та не менше температури кипіння розпилювача рідкий метал розпилюється пароподібним розпилювачем. Зокрема, коли газоподібний розпилювач випаровує рідкий метал, гарантується, що розпилювач не розріджується. Тому необхідно проводити розпилення металу в середовищі високої температури та високого тиску. Зокрема, розпилення може виконуватися під тиском вище 1,1 МПа та при температурі вищій за точку кипіння розпилювача. Слід зазначити, що у варіантах реалізації, де розпилювачем є вода, може застосовуватися тиск не менше 1,1 МПа, але для таких речовин, як етанол, також може застосовуватися тиск 0,6 МПа або 0,7 МПа.

За бажанням, в іншому конкретному варіанті реалізації винаходу, він може додатково включати: після розпилення металевої рідини газом високого тиску, отримання металевого порошку, газоподібні аерозолі, що виходять з розпилювального лотка, рекуперуються. Оскільки розпилювач є рідким за нормальної температури та тиску, коли газовий розпилювач виходить з розпилювача високої температури та високого тиску, температура та тиск падають, розпилювач може перетворитися на рідину. Його легше переробляти, ніж газоподібні речовини, що додатково економить кошти. Варіанти реалізації в цій специфікації описані поступово. Кожен варіант реалізації підкреслює відмінності від інших варіантів реалізації. Однакові або подібні частини кожного варіанту реалізації посилаються одна на одну. Для пристрою з описом варіанту реалізації опис є простим, оскільки він відповідає методу з описом варіанту реалізації, як описано в розділі методів. Спосіб приготування металевого порошку шляхом розпилення, що пропонується винаходом, детально представлений. У цій статті принцип та реалізація винаходу описані на конкретних прикладах, які використовуються лише для того, щоб допомогти зрозуміти метод та його основну ідею. Слід зазначити, що винахід може бути вдосконалений та модифікований без відокремлення від принципу винаходу для звичайного технічного персоналу в технічній галузі, ці вдосконалення та модифікації також підпадають під сферу захисту, передбачену формулою винаходу.