Механикалық легирлеуге арналған жабдықтар

№ 14 дәріс. Механикалық легирлеуге арналған жабдықтар

Механикалық легирлеу шарлар көмегімен ұнтақталуға арналған әртүрлі жабдықтарда жүргізіле алады: аттриторларда, дірілді диірмендерде, жоғары жылдамдықты араластырғыштарда және тіпті кәдімгі шарлы диірмендерде. Алғаш рет бояулар мен пигменттер өндірісі үшін араластырғыш қондырғы ретінде қолданылған аттриторлар, стационарлы, сумен суытылатын, тығыз қақпақты тік орналасқан сыйымдылықтан тұратын шарлы диірменді көрсетеді. Қақпақ оның осі бойынша орнатылған, электрқозғалтқыштан айналысқа түсетін тығыздаушы білікті – араластырғышты бекітеді (21 сурет). Айналмалы араластырғыш (қанаттар) шарларды араластырады, олардың кинетикалық энергиясын тиімді механикалық легирлеуді алу үшін жеткілікті жоғары деңгейге дейін жеткізеді.

Ұнтақтаушы денелер ретінде, жалпы жағдайларда шарикті подшипниктерде қолданылатын, жоғары көміртекті хромды болаттан жасалған термоөңделген шарлар пайдаланылады. Тот баспайтын болат және вольфрам карбиді сияқты басқа материалдар шектеулі табыспен сынақталды.

а – аттритор (1 – корпусы, 2 – шарлар, 3 – айналмалы қанат);

б – дірілді диірмен (7 – қозғалтқыш, 2 – дірілдеткіш, 3 – серіппелер,

4 – шарлар мен ұнтақталатын шикіқұрам толтырылған барабан)

Аттритордың жұмысшы параметрлері. Сыйымдылығы 4 л (диаметрі 17 және биіктігі 18 см) кәдімгі ыдыс, ұнтақтаушы шарлар мен ұнтақтан тұратын, қосынды тиеудің ~10 кгқамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Аттритордағы механикалық легирлеу айналу жиілігінің кең диапазонында жүзеге асырылады. Дегенмен айналудың өте төмен жиілігі процестің жүру уақытын барынша ұзартып жібереді, ал өте жоғары жиілігі – өңдеудің уақытын қысқарта алғанымен – үлкен қыздыруға соқтырады, өндірілетін ұнтақтың мөлшерінің азаюына, тығыздаушының жылдам тозуына және, ең маңыздысы, болат ұнтақтаушы шарлардың желінуінен ұнтақтың темірмен ластануына келтіреді.

22 суреттен  20 % Cr никельде бірқалыпты таралуы үшін қажетті (легирлеуден максимал тиімділікті қамтамасыз ететін) өңдеу уақытының аттритордың айналу жиілігіне тәуелділігін зерттеу нәтижелері көрсетілген. Осы графиктен айналу жиілігінің үлкен мәндерінде өңдеу тиімділігінің төмендеу мүмкіндігін көруге болады, бұл ортадан тепкіш күштер салдарынан болатыны ықтималды.

Оптималды режимдерді анықтау үшін, жалпы жағдайларда, «айналымның жалпы мөлшері – айналу жиілігі» координаталарында график тұрғызылады және аттритор араластырғышының айналуының оптималды жылдамдығы таңдалады (23 сурет).

Өңдеудің басқа параметрлерінің ішінен шарлар массаларының ұнтақ массасына қатынасы мен шарлар диаметрлері ерекше мәнге ие болады. Бастапқы ұнтақтар бөлшектерінің орташа мөлшерлеріде легирлеу кинетикасына бірқатар әсер тигізеді. Параметрлерді оптималдау бойынша қойылған эксперименттер шарлар массасы мен ұнтақтың қатынасы 30:1 және шарлардың диаметрінің 8 мм болуы легирлеудің максимал тиімділікті болуы үшін оптималды болатынын көрсетті.

Нарықтық өнім. Аттритор ЛДУ-3МПР (араластырғыштар мен қаптарының жиынтығы). Ұнтақтау валының айналу жылдамдығы 0-ден 7000 айн/мин дейін біркелкі реттелетін қондырғы. Валдың айналу жиілігінің айқындығы немесе араластырғыштардың айналымдағы жылдамдығы жарық диодты индикаторда. Электрқозғалтқыш 0,55 кВт, 220 В жиілікті түрлендіргішпен Mitsubishi. Көлемдері 1,2; 0,5; 0,25 л болатын, суыту-қыздыру жейдесімен және жартылай қақпақпен жабдықталған өзара алмастырылатын ұнтақтау контейнерлерімен жабдықтала алады.

Аттритор Р48 (24 сурет) келесідей жетістіктерге ие:

• Материалдардың кең ассортименті
• Материалдардың жұқа (майда) ұнтақталуы
• Инертті газ ортасында жұмыс істеу
• Қымталып орындалған
• Араластырғыштың айналу жиілігін реттеу
• Араластырғышты алуға, шарларды алмастырғышты және контейнерлермен жұмыс істеуге арналған көтергіш құрылғылы
• Шарларды алмастыру кезінде аударуға арналған бұрылысты құрылғылы

 Аттритордың техникалық деректері 8 кестеде келтірілген.

8 кесте

           Р48 аттритордың техникалық деректері

 Планетарлы шарлы диірмен РМ100 (25 сурет). Бір ғана ұнтақтаушы стаканмен жұмыс істейтін, стол үстіне қойылатын ыңғайлы модель (стаканның көлемі 12-ден 500 мл дейін). Ұнтақтау, араластыру, механикалық легирлеу, гомогендеу, коллоидты ұнтақтау үшін қолданылады. Сынамалар: жұмсақ, қатты, талшықты, мортты материалдар, құрғақ және ылғалды. Кірістегі материал: 10 мм дейін. Соңғы ұнтақтылық: 1 мкм төмен. Ұнтақтау уақытының сандық қондырғысы мен ішіне орнатылған интерфейсі бар.

Планетарлы шарлы диірмен РМ200. Екі ұнтақтаушы стаканмен жұмыс істейтін, стол үстіне қойылатын модельді көрсетеді (стаканның көлемі 12-ден 125 мл дейін). Ұнтақтау, араластыру, механикалық легирлеу, гомогендеу, коллоидты ұнтақтау үшін қолданылады. Сынамалар: жұмсақ, қатты, талшықты, мортты материалдар, құрғақ және ылғалды.

Кірістегі материал: 4 мм дейін. Соңғы ұнтақтылық: 1 мкм төмен. Ұнтақтау уақытының сандық қондырғысы мен ішіне орнатылған интерфейсі бар.

Планетарлы шарлы диірмен РМ400. Тұрақты еденге қойылатын доңғалақты модель, ұнтақтаушы стакандарға арналған 4 орыны бар (көлемі 12-ден 500 мл дейін). Ұнтақтау, араластыру, механикалық легирлеу, гомогендеу, коллоидты ұнтақтау үшін қолданылады. Сынамалар: жұмсақ, қатты, талшықты, мортты материалдар, құрғақ және ылғалды.

Кірістегі материал: 10 мм дейін. Соңғы ұнтақтылық: 1 мкм төмен. Ұнтақтау уақытының сандық қондырғысы мен ішіне орнатылған интерфейсі бар.

Варио-планетарлы диірмен «пульверизетте 4». Варио-планетарлы диірмен «пульверизетте 4» кәдімгі конструкциялы шарлы диірменнің жұмыс принципін қайталауға қабілетті, осы диірмендерге сипатты тиелетін жүк түрін дәл модельдей алады, және, осылай, ұнтақтау процестерін қайталайды немесе оптималдайды. Ұнтақтау параметрлерін таңдауда үлкен диапазонның болуына байланысты, басқа шарлы диірмендермен жұмыс істеу кезінде ала алмаған нәтижелерге жетуге болады.

Бұл механикалық активтену мен легирлеу үшін идеал диірмен. Оның басты қолданылу аймағы материалдарды зерттеу аясы. Тиелетін материалдың ірілігі <10 мм кезінде соңғы ұнтақтылық 0,1 мкм дейін жете алады. Көлемі 80 мл ұнтақтау стакандарын қолдану кезіндегі пайдалы көлемі 2 х 30 мл құрайды, және 250 мл кезінде – 2 х 125 мл.

Кәдімгі шарлы диірмендерде ұнтақтау стакандары айналады және қозғалыстағы тіректі дискіде эксцентрлі орнатылған. Тірек дискінің айналу жылдамдығы қажетті болуымен таңдала алады. Ұнтақтау стаканы қатаң тіркелген ьерілісті қатынаста айналады. Ұнтақтау стакандарының және тірек дискінің қозғалыс траекториясының жабылуына байланысты, ұнтақталатын материал және ұнтақтау стаканы ішіндегі ұнтақтаушы шарлар беріліс қатынасына тәуелді пішін мен эффект қозғалысы мен траекториясын сипаттайды. Ұнтақтау үйкеліс пен жоғары энергетикалық соққының біріккен әсері есебінен жүреді. Белгіленген берілісті қатынасты планетарлы шарлы диірмендер ұнтақтаудың бір ғана процесі үшін оптималданған. Кәдімгі шарлы диірмендермен салыстырғанда жаңалықты варио-планетарлы диірмен «пульверизетте 4»-те ұнтақтау стакандарының  және тіректі дискінің айналу жылдамдығы бір-біріне тәуелсіз орнықтырыла алады. Беріліс қатынасын өзгерте отырып, ұнтақтаушы шарлардың қозғалысы мен траекториясына әсер етуге болады. Онда шарлар ұнтақтаушы стакандардың ішкі қабырғасына көлденең соғылады (соққының жоғары энергиясы), бір – біріне тангенциалды жақындайды (жоғары үйкеліс) немесе жай ғана ұнтақтау стаканының ішкі қабырғасында домалай жылжиды (ортадан тепкіш диірмендер). Үйкеліс және соққы ұысымдары арасындағы барлық аралық сатылар еркінше орнықтырыла алады. Сонымен, алғаш рет беріліс қатынасын өзгерте отырып, бір ғана диірменнің көмегімен механикалық легирлеудіде, механикалық активтенудіде жүзеге асыру мүмкіндігі пайда болды.

Әдебиет: 3 нег. [16-26]; 2 қос. [122-135], Интернет-сайттар материалдары.

Бақылау сұрақтары:

1. Аттритордың ішкі құрылысы туралы айтыңыз.
2. Аттритордың жұмыс істеу принципі.
3. Аттриторлар мен диірмендердің негізгі ерекшеліктері неде?
4. Механикалық легирлеу үшін қолданылатын диірмендер түрлері.
5. Аттриторлардың артықшылықтары мен кемшіліктері.
6. Механикалық легирлеуге арналған жабдықтардың негізгі параметрлері қандай?