Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Насыпной вес, насыпной вес утряски металлических порошков

01.05.2019

Насыпной вес представляет собой вес единицы объема свободно насыпанного порошка. Насыпной вес зависит от плотности укладки частиц и определяется главным образом размером частиц и их распределением по фракциям, а также формой частиц. Величина, обратная насыпному весу, называется насыпным объемом. Знание величины насыпного веса (объема) очень существенно при конструировании пресс-форм, а также в практике прессования, особенно когда дозировка шихты осуществляется объемным методом. Постоянство размеров и плотности спрессованных брикетов в этом случае зависит от неизменности насыпного веса шихты.

Объем порошка до прессования в 2—3 и более раз превышает объем спрессованного брикета. При конструировании пресс-формы необходимо рассчитывать объем полости, в которой должен вместиться порошок. Основой для таких расчетов служат данные о величине насыпного объема или насыпного веса. Порошки с малым насыпным весом требуют пресс-форм с большей полостью, и наоборот.

Величина насыпного веса порошков часто оговаривается в ТУ и ГОСТах.

Насыпкой вес определяется с помощью несложного прибора волюмометра, который представляет собой прямоугольный кожух со стеклянными перегородками, наклоненными под углом 30° (рис. 59). Порошок засыпают сверху через воронку, хвостовик которой имеет отверстие около 4 мм и длину 2 см. Под прибором устанавливается мерная чашка объемом обычно 25 см3. Избыток порошка в мерке срезается стеклянной пластинкой, и проба взвешивается. Насыпной вес определяют несколько раз и рассчитывают среднее значение. В табл. 23 по данным Гетцеля приведены величины насыпных весов ун различных металлических порошков, а также величины относительной плотности, которая определяется из выражения т = ун/ук (в %).
Насыпной вес, насыпной вес утряски металлических порошков

Плотность укладки частиц зависит от степени заполнения мелкими частицами пустот между крупными частицами, от образования и разрушения мостиков или арок при засыпании порошка, от легкости скольжения частиц относительно друг друга. Все эти процессы определяются, как уже говорилось, в основном гранулометрическим составом порошка и формой его частиц. Относительная плотность сферических частиц одного размера в зависимости от расположения при насыпке (кубическая, ромбоэдрическая, орторомбическая структуры) может колебаться от 53% (кубическая структура) до 74% (ромбоэдрическая структура). Для промышленных сферических порошков, применяемых при изготовлении фильтровых материалов, тн составляет обычно 60—65%.

Наличие выступов и неровностей на поверхности частиц затрудняет их перемещение друг относительно друга, и поэтому порошок с негладкой поверхностью обладает меньшим насыпным весом. Для увеличения насыпного веса применяют обкатку либо отжиг порошка.

Обкатка, или гранулирование, проводится во вращающемся конусном барабане, где частицы порошка, смешанные предварительно для скрепления с пластификатором, постепенно приобретают форму, близкую к сферической.

Обкатка порошков может проводиться в шаровой мельнице, в этом случае, как показано в работе, насыпной вес восстановленного железного порошка при обкатке в течение 32 час. может увеличиться с 1,7 до 3,0 г/см3. Количество мелких фракций в результате размола порошка при обкатке увеличивается, а поверхность порошковых частиц становится более гладкой.

Отжиг порошка, приводящий к сглаживанию поверхности и изменению гранулометрического состава, также может увеличивать ун (рис. 60). Влияние температуры отжига на ун было изучено в работах. Иногда отжиг приводит, наоборот, к понижению ун, что можно объяснить изменением ситового состава в сторону уменьшения количества мелких фракций и возможным разрыхлением поверхности частиц в результате выделения газов или других процессов. Однако отжиг порошка при достаточно высоких температурах (>Трекр) приводит, как правило, к увеличению насыпного веса. Регулировать насыпные характеристики порошка целесообразно не путем дополнительной обработки, а варьируя режимами изготовления порошка, т. е. изменяя температуру и длительность восстановления, длительность размола, параметры электролиза и др. Ранее мы уже обсуждали влияние плотности тока на гранулометрический состав электролитического порошка, влияние температуры восстановления окислов вольфрама на насыпной объем порошка (см. табл. 9) и влияние содержания углерода в расплавленном чугуне на насыпные характеристики.

Насыпной вес и текучесть (см. ниже) отечественных и зарубежных железных порошков приведены в табл. 24 и 25.

Для сравнения укажем, что насыпной вес карбонильного порошка железа со сферическими частицами может составлять 3,4—3,5 г/см3. Отличие насыпных весов у разных видов железного порошка объясняется различиями в технологии производства, которые определяют форму порошковых частиц, их гранулометрический состав и другие факторы, влияющие на ун. Наиболее низким насыпным весом обладают порошки, полученные газовым восстановлением, что связано с развитой формой частиц, наличием внутренних пор в частицах и большим количеством мелких фракций.

В практике металлокерамического производства в зависимости от требований, предъявляемых к получаемым материалам, используют порошки как с большим насыпным весом, так и с малым. Например, при изготовлении конструкционных изделий, когда прессование осуществляется при высоких давлениях, целесообразнее использовать порошки с большим насыпным весом, ибо прессуемость таких порошков лучше. Порошки с малым насыпным весом обладают тем преимуществом, что их можно спрессовать в брикеты высокой пористости (до 40% и выше). Это позволяет успешно использовать такие порошки в производстве антифрикционных и некоторых других материалов.

Влияние ситового состава на насыпной вес можно проиллюстрировать данными табл. 26 для электролитической меди.

Необходимо иметь в виду, что приведенные данные отражают влияние ситового состава на ун не в чистом виде, ибо нет уверенности в том, что одинаковые фракции разных порошков обладают идентичной формой частиц. Тем не менее из данных табл. 26 видно, что увеличение содержания тонких фракций ведет к уменьшению ун.

Следует подчеркнуть, что на практике влияние количества тонких фракций на насыпной вес порошка не всегда бывает однозначным. С одной стороны, тонкие частицы в связи с плохой текучестью могут при насыпке образовывать пустоты, что приводит к уменьшению ун. С другой стороны, мелкие фракции, заполняя промежутки между крупными частицами, увеличивает насыпной вес.

Наиболее однозначной характеристикой порошков, с которой связан насыпной вес, является удельная поверхность. Почти во всех случаях, когда речь идет о смеси фракций, можно считать, что с увеличением удельной поверхности порошков уменьшается их насыпной вес, и наоборот (см. рис. 60).

Результаты определения ун по описанному методу не всегда могут лечь в основу проектирования пресс-форм. Особенно это проявляется при прессовании тонкостенных изделий и изделий сложных форм, потому что величина насыпного веса зависит и от формы заполняемой полости. В работе предложен прибор для определения ун с использованием различных мерных чашек (рис. 61).

Исследуемый порошок засыпается в цилиндр, который может передвигаться благодаря винту по поверхности стола. Мерная чашка требуемой формы и объема крепится заподлицо с поверхностью стола. После заполнения чашек порошком цилиндр возвращается на место и следуют обычные операции взвешивания. В табл. 27 помещены результаты определения ун на этом приборе с использованием цилиндра без сердечника и с сердечником.

Данные этой таблицы наглядно показывают влияние объема заполняемой полости на насыпной вес.

Кроме насыпного веса свободной насыпки, на практике часто используется такая характеристика, как насыпной вес утряски ут. Эта величина выше, чем ун, на 20—50% вследствие лучшей укладки частиц при встряхивании. Все отмеченные выше закономерности ун применимы и к ут. Вибрация сосуда с порошком вызывается либо вручную постукиванием, либо свободным падением сосуда с порошком, либо с помощью специальных вибраторов.

Сравнение различных методов определения ут для ряда железных порошков было проведено в работе. Частота циклов в этих опытах не превышала 50 гц, а общее количество циклов доходило до нескольких сотен и тысяч. Значения ут для различных вариантов не отличались друг от друга более чем на 2—7%. Авторы рекомендуют использовать пневматический горизонтальный вибратор, при котором величина ут получается максимальной.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: