Разработка компактной охладительной камеры для процессов остывания при производстве металлического порошка
Авторы: Гайсина А.Р.
Опубликовано в выпуске: #6(150)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-6-2367
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Порошковая металлургия и композиционные материалы
Представлена разработка конденсационной камеры охлаждения металлических порошков, используемых в процессах сфероидизации. В применяемой на практике схеме получения металлических порошков после расплава и распыления металла наступает этап застывания частиц, приобретающих сферическую форму под действием поверхностного натяжения. Для промышленного использования необходим большой поток газопорошковой смеси, поэтому требуются камеры для застывания частиц значительных размеров. В случае применения стандартных охладительных камер с плоской верхней частью возможно оседание частиц в их углах. В связи с этим решается задача оптимизации газовой динамики потока в камере для предотвращения его срыва на входе, а также уменьшения скорости движения частиц при сохранении структуры центрального потока. Предложен метод газового торможения потока частиц для малогабаритной камеры, в которой реализуется этот метод газового торможения. Приведены параметры работы системы. Разработана исследованная методом CFD математическая модель движения частиц в камере.
EDN TZMFPF
Литература
[1] Terekhov S. Thermophysical properties of metals in quasi-two-phase model. Physics of Metals and Metallography, 2024, no. 124, pp. 1293–1302. DOI: 10.1134/S0031918X23602196
[2] He Yahua, You Jing, Dickey Michael, Wang Xiaolin. Controllable flow and manipulation of liquid metals. Advanced Functional Materials, 2023. DOI:10.1002/adfm.202309614
[3] Ortega-Jimenez C., Andino G., Segura W., Andino G., Pavón C., Valladares S., Donaire H., Flores L., Padilla C. Systematic review of powder metallurgy: current overview of manufactured materials and challenges for future research. Materials Science Forum, 2020, no. 1015, pp. 36–42. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1015.36
[4] Зленко M.A., Нагайцев M.B., Довбыш B.M. Аддитивные технологии в машиностроении. Москва, ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015.
[5] Bissett Н., van der Walt I.J., Havenga J.L., Nel J.T. Titanium and zirconium metal powder spheroidization by thermal plasma processes. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, October 2015, vol. 5, pp. 937–942.
[6] Vert R., Pontone R., Dolbec R., Dionne L., Boulos M.I. Induction plasma technology applied to powder manufacturing: example of titanium-based materials. In: 22nd International Symposium on Plasma Chemistry, July 5–10, 2015. Antwerp., Belgium, P-II-7-32.
[7] Hossein Sehhat M., Ming C. Leu. Numerical study and experimental validation of copper powder plasma spheroidization process. 26 June 2023, Research Square. DOI: 10.21203/rs.3.rs-3085172/v1
[8] Li Yan, Song Mei, Zhang Yu, Li Yan, Zhang Xiao. Preparation of GH3536 spherical powder for addictive manufacturing by plasma spheroidization. Materials Science Forum, 2022, vol. 1058, pp. 141–147. DOI: 10.4028/p-4zi20s
[9] Nkhasi Nthateng, du Preez Willie, Bissett Hertzog. Plasma spheroidisation and characterisation of commercial titanium grade 5 powder for use in metal additive manufacturing. In: MATEC Web of Conferences, 2023, paper 388. DOI: 10.1051/matecconf/202338803004
[10] Boulos M., Fauchais P., Pfender E. Plasma-particle momentum. Heat and Mass Transfer, 2023. DOI: 10.1007/978-3-030-84936-8_29