Анализ и кинетика процесса термоцентробежного распыления слитков из плавленых карбидов вольфрама

Abstract

Проанализирован процесс получения порошков из стали и плавленых карбидов вольфрама со сферическими гранулами способом термоцентробежного распыления. Определены кинетические составляющие процесса, рассчитаны толщина и скорость движения жидкого металла, текущего от центра распыляемой заготовки в радиальном направлении и приведена их зависимость от угловой скорости вращения заготовки, скорости ее подачи в зону плавления и вязкости распыляемого материала. Рассмотрены различные режимы распыления слитков в зависимости от интенсивности процесса и объема жидкого металла, образующегося на торце слитка. Определена роль жидкого кольца сплава на кромке заготовки и его влияние на каплеобразование в ходе распыления. Рассмотрены особенности термоцентробежного распыления эвтектического сплава карбида вольфрама WC + W₂C. Отмечено существенное влияние на стабильность процесса скорости подачи заготовки в зону плазменной дуги. Установлено, что распыление в зависимости от скорости плавления заготовки может протекать в капельном, струйном или пленочном режимах. Для сплавов карбидов вольфрама предпочтительнее капельный режим распыления. Расчетным путем спрогнозированы минимальные и максимальные размеры гранул порошка в зависимости от предполагаемого режима распыления.

Process of producing powders of steel and fused tungsten carbides with spherical granules by the method of thermal centrifugal spraying was analyzed. Kinetic components of the process were determined, thickness and rate of motion ofliquid metal, flowing from the center of billet being sprayed in a radial direction were calculated, their dependence on angular rate of billet rotation, speed of its feeding into the zone of melting and viscosity of material being sprayed wasgiven. Different modes of ingots spraying depending on intensity of process and volume of liquid metal, formed at the ingot end, are studied. Role of a liquid ring of alloy at billet edge and its effect on drop formation during spraying was determined. Peculiar features of thermal centrifugal spraying of eutectic alloy of tungsten carbide WC + W₂C are studied. A significant effect of billet feed speed into the plasma arc zone on stability of the process was noted. It was found that the spraying depending on billet melting speed can proceed in drop, spray or film modes. A drop mode of spraying is preferable for alloys of tungsten carbide. Using calculations, the minimum and maximum powder granules were predicted depending on preset spraying mode.