Search

Problem. Recently, there is a tendency to increase volumes of use of spherical powders. But due to high cost of spherical powders obtained by conventional technologies, improvement of current more economical methods of its production is interesting. Goal. The goal is to substantiate formation of metal powders of spherical shape (or near to it) at high-pressure water atomization with use of swirl jet. Methodology. On the basis of results of atomization of medium-carbon ferromanganese with use of modified annular hydraulic nozzle and wellknown literature data, conditions for spheroidization of metal drops at atomization «in spout» are analyzed. By mathematical modelling method the semiempirical equation for definition of average median size of powder particles is deduced. Results. Using the example of atomization of ferromanganese, possibility of obtaining powders with particle shape near to spherical by water atomization is confirmed. The model of atomization is proposed. It is shown that impact is carried out by water, but through thin gas layer, without direct contact of water and metal. Thickness of gas layer is important. At optimal parameters of atomization solidification time of drops increases, that is favourable for obtaining particles of spherical shape or near to it. Originality. Model of water atomization of melts «in spout» is proposed. Conditions needed to form particles of spherical or spheroidal shape during water atomization are substantiated. Engineering equation to determine median size of powder particles is obtained. Practical value. Described technology is promising to produce metal powders with particles of spherical shape or near to it. Use of obtained powders of ferromanganese for coating of welding electrodes demonstrated the advantage over ground powders such as elimination of swelling coating during production of electrodes, better plastic strength of coating, and higher impact strength of welded seam at negative temperatures., Аннотация. В статье рассмотрен процесс распыления порошков водой высокого давления «в смерче». На примере распыления ферромарганца подтверждена возможность получения порошков с формой частиц, близкой к сферической. Предложена модель распыления. Показано, что воздействие осуществляется водой, но через тонкий слой газа, без прямого контакта вода-металл. Полученные порошки, используемые для обмазки сварочных электродов, имеют преимущество перед молотыми порошками., Анотація. Визначення проблеми. В останній час спостерігається тенденція збільшення обсягів використання сферичних порошків. Але через високу вартість сферичних порошків, отриманих за традиційними технологіями, представляє інтерес удосконалення наявних більш економічних способів їх виробництва. Мета. Метою є обґрунтування формування порошків металів сферичної (або близької до неї) форми в процесі розпилення водою високого тиску з використанням закрученого струменя. Методологія. На підставі результатів розпилення середньовуглецевого феромарганцю з використанням модифікованої кільцевої гідравлічної форсунки, а також відомих літературних даних проаналізовано умови для сфероїдизації крапель металу під час розпилення «в смерчі». Методом математичного моделювання виведено напівемпіричне рівняння для визначення середнього медіанного розміру частинок порошку. Результати. На прикладі розпилення феромарганцю підтверджена можливість отримання порошків з формою частинок, близькою до сферичної, розпиленням водою. Запропонована модель розпилення. Показано, що вплив здійснюється водою, але через тонкий шар газу, без прямого контакту вода-метал. Велике значення має товщина газового прошарку. У разі оптимальних параметрів розпилення досягається збільшення часу затвердіння крапель, що сприяє отриманню частинок сферичної або близької до сферичної форми. Наукова новизна. Запропонована модель розпилення розплавів водою «в смерчі». Обґрунтовані умови, необхідні для формування частинок сферичної або сфероїдальної форми під час розпилення розплавів водою. Отримано інженерне рівняння для визначення медіанного розміру частинок порошку. Практична цінність. Описана технологія є перспективною для виробництва порошків металів з частинками сферичної або близької до неї форми. Використання отриманих порошків феромарганцю для обмазки зварювальних електродів показало перевагу перед меленими порошками: виключення спучування обмазки під час виготовлення електродів, кращу пластичну міцність обмазки та вищу ударну в’язкість звареного шву за негативних температур. Ключові слова: порошок, розпилення водою, смерч, форсунка, форма частинок, сфероїдизація, зварювальні електроди.