Из многочисленных известных способов гранулирования в порошковой металлургии применяют, в частности, используя надлежащие присадки-пластификаторы, механическое и термическое гранулирование и комбинацию этих способов. Очень тонкие порошки (в основном с частицами <5 мкм) можно гранулировать, применяя сушку распылением. При гранулировании с присадками их часто добавляют в составе раствора, равномерно распределяющегося по поверхности частиц порошка.
При механическом гранулировании порошок уплотняют в виде заготовки-шашки, которую затем измельчают, протирая через сито. Давление прессования выбирают таким, чтобы не затруднялось измельчение, а полученные гранулы обладали хорошей текучестью.
В порошковой металлургии особое применение нашло термическое гранулирование. Порошок или смесь порошков в свободно насыпанном виде или после предварительного прессования подвергают первичному спеканию. Правильный выбор температуры такого спекания обеспечивает получение агломерата, подвергаемого затем измельчению. Гранулы состоят из спекшихся частиц исходного порошка; агломерат просеивают до желательного гранулометрического состава, обеспечивая хорошую текучесть. В пластичных металлах (меди, серебре) вследствие высоких местных уплотнений возможны газовые включения, обусловливающие при спекании гранулята вспучивание, трещины или нежелательные изменения формы заготовки. У материалов такого рода плотность гранулята не должна превышать плотности прессованной заготовки.
Способы гранулирования можно комбинировать. При механическом гранулировании можно применять присадки, а перед термическим — прессовать порошок. Термическое гранулирование применяют также, если при получении или подготовке порошков используют восстановительный или неполный отжиг. Такое гранулирование проводят при температурах начала спекания частиц порошка. Следующие за этим грубое и тонкое измельчения агломерата проводят так, чтобы при просеивании получить продукт с хорошей текучестью.
Все шире применяют новый метод гранулирования — сушку распылением (например, при получении твердых сплавов). Порошок в виде пульпы распыляют через форсунки или разбрызгиванием с поверхности быстровращающегося диска. Капли, падая в сушильной камере, принимают шаровую форму и высушиваются .Распыленный материал сушат вводимым в камеру горячим потоком азота или аргона и собирают в виде гранул в нижней части скруббера. Сушку распылением часто проводят в замкнутом цикле: горячий газ охлаждают, удаляя из него испарением жидкость, очищенный газ через нагреватель возвращают снова в скруббер.
Из механических способов гранулирования наиболее распространены: гранулирование окаткой во вращающемся барабане-смесителе или на поддоне с возвратно-поступательными движениями (качаниями).
Гранулирование во вращающемся смесителе. Замешенную смесь помещают в смеситель (конусный или сигарообразный) и обрабатывают в нем в течение некоторого времени. При вращении смесь скатывается в гранулы шарообразной формы диаметром 0,5— 3 мм. Гранулы рассевают по фракциям на вибрационном сите с набором различных сеток. Для прессования отбирают фракцию, состоящую из гранул размером от 0,1 до 0,5 мм. Более крупную фракцию гранул протирают через сито и добавляют к последующей партии смеси, поступающей на грануляцию. Более мелкие гранулы, представляющие собой очень твердые комочки смеси, выводят из процесса в отходы.
Недостатки указанного способа грануляции: значительное количество отходов, большая твердость гранул, для прессования которых требуются большие давления, привели к замене его другими методами.
Последовательный рассев замешенной смеси на вибрационном сите через сетки с различной частотой отверстий. В этом случае смесь под действием вибрации скатывается в комочки различной величины, которые обладают достаточно хорошей текучестью для заполнения гнезда прессформы.
Комочки смеси очень мягкие и хорошо уплотняются при прессовании, в связи с чем брак по "непропрессовке", а также крупные поры в изделиях, спрессованных из таких гранул, почти исключаются.
Указанный способ гранулирования не сопровождается образованием отходов в связи с тем, что та часть смеси, которая не используется как гранулы, присоединяется к следующей партии, поступающей на грануляцию.
Данный способ грануляции имеет разновидности, при которых замешенную смесь перед гранулированием либо увлажняют бензином, либо предварительно брикетируют, а затем снова растирают. Брикетирование способствует некоторому упрочнению гранул, но не столь большому, чтобы вызвать «непропрессовку».
Все известные способы гранулирования позволяют получать гранулы, обеспечивающие изготовление качественных изделий при условии прессования на прессах-автоматах.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9 .
2.1. Зависимость степени измельчения от времени помола
| №№ | Время размола, мин | Масса порошка фракции 50 мкм, г | Отношение выхода от времени размола, г,мин |
График зависимости выхода мелкой фракции от времени размола.