Техника / 1. Металлургия

Д.т.н. Егорова С.И., к.т.н. Егоров Н.Я.

Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Россия

Влияние градиента индукции переменного магнитного поля на однородность шихты при измельчении ферромагнитных материалов

В процессе измельчения, применяемого в технологии изготовления порошков, изменяется дисперсный состав шихты, который оказывает влияние на формирование микроструктуры порошковых изделий [1,2]. Определение гранулометрического состава, однородности дисперсного состава полученной шихты, несомненно, важная характеристика дисперсной среды. Одним из методов получения порошков ферромагнитных материалов заданной дисперсности - механическое измельчение в ударной мельнице в псевдоожиженном слое, обеспечивающем разрушение агрегатов и удержание материала в зоне помола [3].

Для проведения исследований измельчали феррит стронция со средним размером частиц 81,3 мкм, дисперсией 97,6 мкм, медианой 55,0 мкм в мельнице без электромагнитного воздействия на дисперсную среду и в магнитных полях: постоянном с индукцией 15,4 мТл; переменном с градиентом индукции от 27,5 мТл/м до 75 мТл/м. Силовые линии переменного и постоянного магнитных полей располагались взаимно перпендикулярно и параллельно плоскости вращения бил. Определяли процентное содержание частиц до 5 и 30 мкм в продуктах помола в зависимости от времени измельчения и градиента индукции переменного магнитного поля (рис. 1, 2).

Из приведенных на рис. 1, 2 экспериментальных результатов видно, что при измельчении ферромагнитного материала в псевдоожиженном слое получается порошок более однородный по размеру частиц, чем при измельчении без электромагнитного воздействия при фиксированном времени помола. Например, через 6 мин помола без электромагнитного воздействия в порошке процентное содержание частиц менее 5 мкм составляет 1,6% , а через 20 мин – 19,7% и больше 30 мкм имеют 16,6% частиц (рис.1). При измельчении в магнитном поле с градиентом индукции 27,5 мТл/м через 6 мин помола процентное содержание частиц менее 5 мкм – 17,8% и через 20 мин возрастает до 35,6% и более 30 мкм имеют 1,7% частиц (рис. 2а). В поле с градиентом индукции 75 мТл/м через 6 мин помола процентное содержание частиц менее 5 мкм – 20,6% и через 20 мин увеличивается до 67,7% и более 30 мкм имеют всего 0,2% частиц (рис. 2б).

Рис.1. Зависимости процентного содержания частиц до 5 и 30 мкм в продуктах помола в зависимости от времени измельчения без электромагнитного воз-действия

Рис. 2. Зависимости процентного содержания частиц до 5 и 30 мкм в продуктах помола в зависимости от времени измельчения в постоянном магнитном поле с индукцией 15,4 мТл и переменном магнитном поле с градиентом индукции: а) 27,5 мТл/м; б) 75 мТл/м

Из приведенных результатов следует, что параметрами электромагнитного поля можно задавать не только средний размер частиц, но и степень однородности порошка. Получение порошка малой дисперсии по размерам достигается за счет удержания порошка в зоне вращения бил, принудительного перемешивания, а также самоизмельчения из-за многочисленных соударений частиц друг с другом при хаотическом движении.

Литература:

1. Крамар Г.П., Панова Ю.И., Пасынков В.В. Влияние микроструктуры на диэлектрический спектр ферритов // Физика твердого тела. – 1983. – Т. 76, № 1. – С. 95 – 100.

2. Журавлев Г.И., Голубков Л.А., Страхова Т.А. Основные типы микроструктуры ферритов и пути их реализации // Порошковая металлургия. – 1990. - № 6. – С. 68 – 73.

3. Егоров И.Н., Егоров Н.Я., Лянгузов Н.В. Тонкое измельчение ферромагнитных материалов в бильной мельнице. / Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.- 2011, № 1. – С. 89 – 92.