УСТРОЙСТВО ВВОДА ПОРОШКА В ПЛАЗМЕННУЮ СТРУЮ

УСТРОЙСТВО ВВОДА ПОРОШКА В ПЛАЗМЕННУЮ СТРуЮ.
Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для производства композиционных порошков, предназначенных для газотермического напыления зашитных покрытий.
Известно устройство для ввода порошка в плазменную струю, в котором напыляемый порошок подается из дозатора транспортируюшим газом по каналу в сопло горелки, куда также поступает рабочий газ и откуда он истекает в виде плазменной струи (Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление, Москва Машиностроение, 1985г., стр.143-144 ). Порошковый материал, подаваемый в верхнюю зону плазменной струи, нагревается плазмой и с ускорением переносится на поверхность основного материала для образования покрьггия. Известное устройство предполагает одновременную подачу смеси металлической и тугоплавкой составляющих.
Как указано выше, конструкция известного устройства такова, что позволяет подавать порошковый материал только в определенную зону плазменной струи, а именно, только в верхнюю ее часть. Таким образом, недостатком конструкции известного устройства является определенный стационарный угол подачи порошкового материала в плазменную струю, что обусловливает невозможность сохранения и прогнозирования (по отношению к исходному) состава и структуры композиционных частиц.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать конструкцию устройства ввода порошка в плазменную струю, обеспечивающую возможность подачи порошкового материала в любую нужную зону плазменной струи, что позволит получать композиционные частицы на основе тугоплавких соединений с прогнозируемыми физико-механическими характеристиками.
Поставленная задача решена в нредлагаемой конструкции устройства ввода порошка в плазменную струю, включающего транспортирующий канал, в котором транспортирующий канал в виде стальной трубки впаян в сферу, помещенную в корпус со сферической полостью, корпус имеет два отверстия, ширина каждого из которых составляет не менее одного диаметра трубки, а выВ 22 F 1/02
сота - не менее четьфех диаметров, при этом отверстия расноложены ниже и выше центра полости, а стальная трубка связана с дозатором гибким шлангом.
Предлагаемое устройство позволяет изменять угол ввода частиц тугоплавкой составляющей композиционного порошка по отношению к центру плазменной струи. Материал может подаваться в различные зоны плазменной струи (см. фиг.2)и, следовательно, подвергаться воздействию разных температур. Угол подачи может меняться в пределах 9-45. Такой способ подачи позволяет обрабатывать тугоплавкие порошки с различной структурой исходных частиц: компактной и плотной, рыхлой и пористой, обеспечивая получение материала покрытия с практически неизменным химическим составом ядра, то есть с сохранением химической индивидуальности тугоплавкого материала, а, следовательно, и его физико-механических характеристик. Предлагаемое устройство предполагает раздельную обработку тугоплавких порошков по фракциям 40100 мкм и 1-40 мкм, что дает возможность проводить плакированиеконгломерацию частиц дисперсностью 40-100 мкм и плакированиеконгломерацию частиц с размером 1-40 мкм. Разделение обработки по фракциям обеспечивает получение заданного состава материала и по требованиям к составу тугоплавкой составляющей, и по требованиям к содержанию металласвязки. Кроме того, может быть налажено безотходное производство композиционных порошков.
Предлагаемое устройство, изображенное на фиг.1, вьшолнено из стали. Трубка - транспортирующий канал (1), например, диаметром 5 мм впаяна в сферу (2). Сфера (2) помещена в корпус (3), имеющий сферическую полость. Трубка (1) выведена наружу с двух сторон через отверстия в корпусе, расположенные ниже ( на передней стенке, вид А ) и выше ( на задней стенке, вид В ) центра. Каждое из отверстий имеет ширину не менее одного диаметра трубки и высоту - не менее четырех диаметров трубки, что обеспечивает изменение угла а в пределах 9-45°. Стальная трубка (1) соединена с дозатором гибким шлангом. Угол а устанавливают с помощью транспортира (4), расположенного на трубке (1), вне корпуса.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Предлагаемое устройство используют для ввода порошка в плазменную струю при раздельной подаче порошков металла-связки и тугоплавкой
составляющей. Исходный порошок тугоплавкой составляющей в виде мехапической смеси частиц дисперсностью 40-100 мкм или 1-40 мкм вводят в плазменную струю через транспортирующий канал (1), при этом расположение канала в корпусе (2) позволяет управлять углом (а) его расположения по отнощению к центру плазменной струи и, следовательно, управлять углом подачи порошка в плазменную струю. В случае подачи порошка непосредсвенно под срез плазменной струи трубка располагается по оси сферической цолости и угол а равен 0°. Угол а меняется от 9° до 45° в зависимости от состава исходного порошка, его дисперсности и требований, предъявляемых к конечному продукту: степени металлизации, обеспечиваемой гетерогенной конденсацией металла и стабильности химического состава по отношению к исходному материалу (см. табл.). Из дозатора порошок металла-связки подают под срез сопла плазмотрона, а порошок тугоплавкой составляющей подают из другого дозатора через стальную трубку-транспортирующий канал предлагаемого устройства, позволяющего изменять угол ввода частиц порошка в плазменную струю. С целью предварительного создания рабочего пара в зоне конденсации включение дозаторов осуществляют не одновременно, а последовательно: сначала включают дозатор подачи порошка металла-связки, а затем дозатор подачи тугоплавкого порошка. Параметры плазменного процесса: ток дуги 600-800 А, плазмообразующий газ - аргон, напряжение 90-100 В, скорость подачи порошка 3,6-4,2 кг/час.
Таблица.
Конструкция позволяет изменять угол от О  до 45 °. Рабочий диапазон изменения угла а 9-45°, Уменьшение угла менее 9° приводит к появлению оксидных пленок, формирующихся при окислении частиц тугоплавкой составляющей. Увеличение угла более 45° не позволяет создать необходимые температурно-временные условия для протекания процесса гетерогенной конденсации.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обрабатывать порошки с любой (компактной и пористой) структурой исходных частиц и с разделением по фракциям, что обеспечивает возможность получения конечного продукта с прогнозируемыми составом, структурой и физико-механическими характеристиками.