ABOUT INFLURNCE OF TENPERATURE GAS AND FUSION ON SIZE OF MICROGRANULES AT GAS DISPERSION

  • Yurii Ternovoy Zaporozhe national university
  • Natalya Lichkonenko Zaporozhe national university

Abstract

Spraying liquid metals today is one of the most high-tech and productive methods forproducing high-quality metal powders. Earlier theoretical and experimental studies have establishedthat the dispersion of a powder depends on the viscosity, surface tension and temperatureof the melt; however, the main factors affecting the fractional composition of the resultingpowders are the pressure and temperature of the energy carrier gas. When non-ferrous metalsand alloys sprayed, designs of nozzles operating on a blast, the temperature of which exceedsthe melting temperature of the sprayed metal by 100-200 °C, have long been used. And whenspraying, for example, heat-resistant alloys, heating of the energy carrier gas up to 400 °C isused. In this case, there is an increase in the dispersion of the obtained microgranules; however,the theoretical prerequisites for this phenomenon are not fully understood. Therefore, theaim of this work was to refine the theoretical concepts of the mechanism of the influence of thetemperature of the gas and melt on the size of the particles obtained. It was found that the dependenceof the particle size on the gas viscosity is rather weak. Calculations show that a twofoldincrease in temperature leads to a decrease in droplet size by about 15%. Therefore, theincrease in the dispersion of microgranules with an increase in the gas temperature or overheatingof the melt can only be explained by a more complete passage of the process of secondarycrushing of drops, which is realized due to a longer stay of the fragments of the melt in hot gas.According to the principle of equivalence, the duration of cooling can be increased in two ways:by heating the metal or by heating the gas. It is shown that when using elevated gas and melttemperatures, the gas mass flow rate decreases to ensure the same sputtering dynamics.

References

1. Газовое распыление для производства металлических порошков. Новости порошковой металлургии. 2008. № 3. URL: http:www.netramm.com/news_pm_3 нетрамм распыление газом.pdf (дата звернення 12.07.2020).
2. Терновой Ю. Ф., Кудиевский С. С., Пашетнева Н. И. Инженерные расчеты технологических процессов распыления расплавленных металлов. Запорожье : РИО ЗГИА, 2005. 149 с.
3. Глотка О. А., Овчинніков О. В. Аналіз вітчизняних жароміцних порошків на нікелевій основі, які застосовують в адитивних технологіях. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2016. № 2. С. 39-42.
4. Павленко Д. В., Бондаренко С. Г. Исследование способов управления гранулометрическим составом металлических порошков при их получении методом газодинамического распыления расплавов. Космічна наука і технологія. Додаток. 2002. № 1. С. 132-135.
5. Педаш А. А., Клочихин В. В., Лысенко Н. А. Влияние технологий изготовления металлических порошков на структуру и свойства деталей, полученных селективным лазерным плавлением. Вестник двигателестроения. 2019. № 2. С. 31-39.
6. Лыков П. А., Сафонов Е. В., Бромер К. А., Шульц А. О. Получение металлических микропорошков газодинамическим распылением. Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2012. № 33. Вып. 20. С. 107-112
7. Dowson A. G. Recent development in powder metallurgy. Metall and Metall-form. 1974. Vol. 41. No 6. P. 132-148.
8. Wiggers H., Koster S., Walzel P. Experiments to liquid metal atomization with a new prefilming nozzle. Proceedings of International Conference on Spray Deposition and Melt Forming. Bremen Universitat. 2000. Р. 569-578.
9. Грацианов Ю. А., Путимцев В. В., Силаев А. Ф. Металлические порошки из расплавов. Москва : Металлургия, 1970. 245 с.
10. Силаев А. Ф. О влиянии перегрева металлических расплавов при распылении газовым потоком на дисперсность и структуру порошка. Запорожье, 1965. 44 с.
11. Лыков П. А., Бромер К. А., Рощин В. Е., Брындин С. А. Определение технологических параметров получения металлических ультрадисперсных порошков. Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2011. Вып. 14. С. 17-19.
12. Ничипоренко О. С., Найда Ю. И., Медведовский А. Б. Распыленные металлические порошки. Киев : Наукова думка, 1980. 240 с.
13. Найда Ю. И., Ничипоренко О. С., Шашмурин В. А. Усовершенствование технологии производства порошков олова на заводе «Рязцветмет». Порошковая металлургия. 1975. № 11. С. 94-97.
14. Форсунка для распыления жидких металлов. А. с. 500903 СССР, МКИ В 22F 9/00. B 22D 23/08. B 05B 1/00. № 2054322/22-1. Заявлено 12.08.74.
15. Способ получения высокодисперсного сферического алюминиевого порошка. Патент РФ 2022715, МПК B 22F 9/08. № 4936976/02. Заявлено 16.05.91.
16. Алюминиевый сферический порошок высокой дисперсности и способ его получения. Патент РФ 2243857, МПК B 22F 9/08. № 2002124028/02. Заявлено 09.09.02.
17. Технологическая инструкция по производству первичного, сферического, дисперсного, высокодисперсного и с присадкой титана и кремния пульверизатов распылением расплавленного алюминия азотом в отделении 2 предприятия ООО «СУАЛПМ». ТИ 48010636110. Шелехов, 2010. 48 с.
18. Способ распыления расплавленных порошков. Патент РФ 2508964. МПК B 22F 9/08. № 2012150658/02. Заявлено 26.11.12.
19. Евгенов А. Г., Неруш С. В., Василенко С. А. Получение и опробование мелкодисперсного металлического порошка высокохромистого сплава на никелевой основе применительно к лазерной LMD-наплавке. Труды ВИАМ. 2014. № 3. URL : https://cyberleninka.ru/article/n/issledovaniemelkodispersnogo-metallicheskogo-poroshka-zharoprochnogo-splava-marki-ep648-vi-primenitelnok-lazernoy-lmd-naplavke-a takje-otsenka-kachestva-naplavki-poroshkovogo-materiala-na-nikelevoyosnove-na-%20(2).pdf.
20. Strauss J. T., Dunkley J. J. An experimental and empirical study of clouse-coupled gas atomization. Congress «World Powder Metallurgy».
21. Dunkley J. J. An analysis of the Gas Atomization Process. Conference «Euro Powder Metallurgy». 2002.
22. Терновой Ю. Ф., Пашетнева Н. И., Манегин Ю. В. Физико-математическая модель процесса газового распыления струи расплава. Порошковая металлургия. 1992. № 3. С. 11-15.
23. Lubanska H. Correlation of Spray Ring Data for Gas Atomization of Liquid Metals. Journal of Metals. 1970. Vol. 2. № 22. Р. 45-49.
24. Терновой Ю. Ф., Пашетнева Н. И. Внутренняя пористость в частицах распыленного порошка сплава на никелевой основе. Порошковая металлургия. 1990. № 1. С. 43-47.
Published
2021-02-17
How to Cite
Ternovoy, Y., & Lichkonenko, N. (2021). ABOUT INFLURNCE OF TENPERATURE GAS AND FUSION ON SIZE OF MICROGRANULES AT GAS DISPERSION. Scientific Journal "Metallurgy", (1), 27-35. https://doi.org/10.26661/2071-3789-2020-1-04