Физико-механический метод

При физико-механическом способе изготовленияпорошков превращениеисходного материалав порошок происходитпутём механического измельченияв твердомили жидком состоянии без изменения химического состава исходного материала. К физико-механическим способам относят дробление и размол, распыление, грануляцию и обработку резанием измельчаемого материала.

Измельчение твердых материалов - уменьшение начальных размеров частиц путем разрушения их под действием внешних усилий. Различают измельчение дроблением, размолом или истиранием. Наиболее целесообразно применять механическое измельчение хрупких металлов и их сплавов таких, как кремний, сурьма, хром, марганец, ферросплавы, сплавы алюминия с магнием.

Размол вязких пластичных металлов (медь, алюминий и др.) затруднен.В случаетаких металлов наиболее целесообразно использование я качестве сырья отходов образующиеся при обработке металлов (стружка, обрезка и др.).

При измельчении комбинируются различные виды воздействия на материал статическое – сжатие и динамическое – удар, срез – истирание. Первые два вида имеют место при получении крупных частиц, второй и третий – при тонком измельчении. При дроблении твердых тел затрачиваемая энергия выполняет работу упругого и пластического деформирования и разрушения, нагрева материалов, участвующих я процессе размельчения.

Для грубого размельчения используют щековые, валковые и конусные дробилки и бегуны; при этом получают частицы размером 1-10 мм, которые являются исходным материалом для тонкого измельчения, обеспечивающего производство требуемых металлическихпорошков. Исходным материалом для тонкого измельчения может быть и стружка, получаемая при точении, сверлении, фрезеровании и других операциях обработки резанием; при резании получают кусочки стружки размером 3...5 мм почти для любых металлов путем изменения режимов резания, углов резания и введения колебательных движений. Окончательный размол полученного материала проводитсяв шаровыхвращающихся, вибрационных или планетарных центробежных, вихревых и молотковых мельницах. Шаровая мельница - простейший аппарат, используется для получения относительно мелкихпорошков сразмером частиц от нескольких единиц до десятков микрометров. При более высокой частоте воздействия внешних сил на частицы материала применяют вибрационные мельницы.В такихмельницах воздействие на материал заключается я создании сжимающих и срезывающих усилий переменной величины, что создает усталостное разрушение порошковых частиц. Тонкое измельчение трудноразмалываемых материалов часто выполняют на планетарных центробежных мельницах с шарами, используемыми для размола. По сравнению с шаровыми мельницамив планетарныхцентробежных мельницах, размолв сотнираз интенсивнее и одновременнов несколькораз менее производителен, так эта мельница периодического, но не непрерывного (как шаровая) действия с ограниченной загрузкой измельчаемого материала.

Распыление и грануляция жидких металлов является наиболее простым и дешевым способом изготовленияпорошков металловс температурой плавления до1600 С: алюминия, железа, сталей, меди, цинка, свинца, никеля и других металлов и сплавов.

Сущность измельчения расплава состоитв дробленииструи расплава либо высокоэнергонасыщенным газом или жидкостью, либо механическим распылением, либо сливанием струи расплава жидкую среду (например воду). Из многих вариантов наиболее широко применяется схема распыления металлов, представленная на рис. 3, Основной частьютехнологического узлаявляется форсунка.

Для распыления металл плавятв электропечах.В зависимостиот свойств расплава и требований к качествупорошкераспыление осуществляют воздухом, азотом, аргоном, гелием, а для защиты от окисления – инертным газом. Распыление воздухом – самый экономичный способ изготовленияпорошков. Основные параметры процесса распыления: давление и температура газового потока, температура расплава. Охлаждающей средой для распыленной струи может быть вода, газ, органическая жидкость.