Технические науки/1. Металлургия

Д. т. н. Вернигоров Ю. М., Фролова Н. Н.

Донской государственный технический университет, Россия

Тонкий помол ферромагнитных порошков в магнитовибрирующем слое

Измельчение твердых ферромагнитных материалов относится к числу основных технологических процессов порошковой металлургии. Размол осуществляется в устройствах, которые делятся по виду агрегатов; принципу действия; по требованиям, предъявляемым к технологическим свойствам порошков. Для многих технических деталей необходимо иметь порошки размером частиц, порядка 10^-6 м. Материал с таким размером частиц получают методом тонкого помола, который производят в шаровых вибрационных, вращающихся или планетарных центробежных, вихревых и молотковых мельницах[1]. Однако, движущиеся элементы мельниц, используемых сегодня в промышленности, сокращают срок службы устройств за счет вибрации, больших ударных нагрузок. Кроме того, сложность приводов управления такими мельницами снижает надежность размольных агрегатов. Необходимо отметить специфику помола порошков ферромагнитных высококоэрцитивных материалов, которые обладают рекордно высокими значениями сил межчастичного взаимодействия магнитостатической и когезионной природы. Все это требует разработки и внедрения специальных устройств и технологических приемов.

Целью данной работы является определение экспериментальных характеристик мельниц барабанного типа при помоле ферромагнитных порошков в магнитовибрирующем слое.

Блок-схема мельницы на базе неподвижного барабана представлена на рис. 1. В общее межполюсное пространство двух электромагнитов 2 и 3 помещается неподвижный барабан 1, в котором

создается магнитовибрирующий слой из ферромагнитного порошка[2]. Токи и напряжения в обмотках электромагнитов контролируются амперметрами 4, 6 и вольтметрами 5, 7.

Для эксперимента были изготовлены 3 вида барабанов c объемом рабочей камеры 290 см³: винтовой[ 3] из стали марки 12X18HT ГОСТ 5582-75 (рис. 2 а); прямой из стали той же марки (рис.2 б); стеклянный из ударопрочного стекла (рис. 2 в)

В барабан загружался порошок SmCo₅ массой 30 грамм и производился помол в течение 20 и 40 минут в постоянном и переменном магнитных полях. Через заданный временной интервал производился отбор пробы по ГОСТ 23148-78 и анализ гранулометрического состава по ГОСТ 23402-78 на металлографическом микроскопе МИМ-7. На рис. 3, 4 представлены кривые логарифмически нормального распределения размеров частиц порошка, полученных при помоле в различных барабанах.

Анализируя кривые можно сделать следующие выводы:

- в любом из трех барабанов происходит помол порошка в магнитовибрирующем слое за счет ударного разрушения частиц;

- наибольшая эффективность помола через 20 минут и 40 минут наблюдалась в винтовом барабане; 20 минут помола в винтовом барабане позволили получить фракцию со средним размером частиц в интервале 6-7 мкм; 40 минут помола- 3-5 мкм;

- ширина кривой логарифмически нормального распределения частиц по размерам для винтового барабана показывает возможность получения высокой монодисперсности порошка, при этом степень измельчения частиц составила 3,27, что в 1,5 раза больше аналогичного показателя в прямом барабане;

- помол в стеклянном и прямом стальном барабанах приводит к приблизительно похожим результатам.

Литература:

1. Либенсон Г.А. Процессы порошк. мет: в 2-х т. T.1. Производство металлических порошков / Г.А. Либенсон, Лопатин В.Ю., Комарницкий Г.В./ МИСИС.- М., 2001.-368 с. 

2. Разрушение частиц ферромагнитного материала в магнитовибрирующем слое с высокой порозностью./ Ю. М. Вернигоров, Н. Н. Фролова//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. – 2011. – Т.11, №7 (58), с.1127-1131

3. Г. В. Серга, В. Г. Серга Винтовые роторы: Монография – Краснодар, КубГАУ, 2003