Научные основы и практические аспекты разработки технологий порошковой металлургии, основанных на использовании магнитовибрирующего слоя

• Автор: Егорова, Светлана Ивановна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 394 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Г. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы получения порошков магнитных материалов.

1.1.1. Физические, технологические характеристики порошков

и их магнитные свойства. Методы измерений

1.1.2. Технологические схемы получения порошков ферромагнитных материалов

1.1.3. Измельчение твердых материалов при получении тонкодисперсных порошков

1.1.4. Методы получения порошка из металлоотходов

1.2. Магнитная анизотропия ферромагнетика.

1.3. Способы интенсификации технологических процессов с образованием пссвдоожижснного слоя
1.3.1.Реологические свойства многофазной среды при вибрационном, акустическом, гидроаэрационном псевдоожижениях.
1.3.2. Свойства многофазной среды при электродинамическом ожижении.
1.3.3. Магнитоожижение в многофазных средах
1.4. Заключение. Постановка цели и задач исследования.
II. МАГНИТОВИБРИРУЮЩИЙ СЛОЙ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ.
2.1. Частица магнитного материала в переменном и постоянном магнитных полях.
2.1.1. Частица в однородном переменном магнитном поле
2.1.2. Расчет кинематических характеристик частиц порошка в переменном неоднородном магнитном поле.
2.1.3. Расчет э.д.с. индукции, наводимой в круговом контуре движущейся частицей
2.2. Влияние режимов электромагнитного воздействия на состояние магнитовибрирующего слоя.
2.2.1. Модель разрушения агрегатов в неоднородном переменном магнитном поле.
2.2.2. Условие перехода дисперсной системы из вязкотекучего
в псевдотвердое состояние.
2.2.3. Колебания магнитных струн под действием сил электромагнитного поля.
2.3. Экспериментальная установка для реализации магнитовибрирующего слоя
2.4. Выводы
III. МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В
МАГНИТОВИБРИРУЮЩЕМ СЛОЕ
3.1. Исследование процессов разрушения агрегатов и вторичного агрегирования в магиитовибрирующем слое
3.1.1. Фотометрический способ исследования процессов дезагрегации в магнитовибрирующем слое.
3.1.2. Индуктивный способ исследования интенсивности движения частиц в магнитовибрирующем слое
3.2. Влияние параметров электромагнитного воздействия на степень разрушения агрегатов в магиитовибрирующем слое.
3.3. Влияние параметров электромагнитного воздействия па формирование структурированного состояния дисперсной среды
3.4. Резонансные колебания дисперсной среды в электромагнитном поле
3.5. Оценка средней силы взаимодействия частиц в порошках магнитотвердых материалов
3.6. Выводы
IV. ТЕХНОЛОГИИЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И СМЕШИВАНИЯ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В МАГНИТОВИБРИРУЮЩЕМ СЛОЕ.
4.1. Исходные материалы для измельчения.
4.2. Экспериментальная установка, реализующая измельчение магнитных материалов в магнитовибрирующем слое
4.2.1. Конструкция экспериментальной установки для измельчения магнитных материалов в магнитовибрирующем слое.
4.2.2. Математическая обработка результатов экспериментов
4.2.3. Влияние конструктивных особенностей мельницы на эффективность помола.
4.3. Влияние параметров электромагнитного поля на эффективность и качество измельчения.
4.3.1. Влияние индукции постоянного, градиента индукции переменного магнитных полей и времени на эффективность и качество измельчения
4.3.2. Роль самоизмельчения порошка в процессе помола
4.3.3. Выбор режимов измельчения.
4.4. Математическое моделирование зависимости гранулометрического состава порошка от времени измельчения и параметров электромагнитного воздействия
4.5. Технологическая схема получения шихты.
4.6. Смешивание порошковых компонентов
4.7. Выводы.
V. ТЕХНОЛОГИЯ МАГНИТОВИБРАЦИОННОЙ СЕПАРАЦИИ ОТХОДОВ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ.
5.1. Экспериментальная установка, реализующая сепарацию в магнитовибрирующем слое.
5.2. Переработка шламов, образующихся на операции шлифования
5.3. Влияние режимов электромагнитного воздействия на степень разделения магнитных и немагнитных фракций.
5.4. Применение технологии магнитовибрационной сепарации шламов подшипникового производства
5.4.1. Применение порошка, полученного при сепарации шлифовального шлама
5.4.2. Применение абразива, полученного при сепарации шлифовального шлама
5.5. Выводы
VI. ДОЗИРОВАНИЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ.
6.1. Конструктивные особенности дозатора.
6.2. Влияние параметров электромагнитного поля на текучесть порошков магнитотвердых материалов
6.2.1. Наведенная текучесть из камеры, имеющей форму конуса
6.2.2. Наведенная текучесть из камеры, имеющей форму цилиндра
6.3. Рекомендации по практическому применению технологии дозирования порошков, не имеющих естественной текучести.
6.4. Выводы
VII. ФОРМИРОВАНИЕ ТЕКСТУРЫ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
7.1. Конструкция формообразующей оснастки технологии сухого прессования с использованием магнитовибрирующего слоя
7.2. Выбор режимов электромагнитного воздействия при формировании структуры ферромагнитного упорядочения из частиц в ферритовых порошках
7.3. Влияние режимов электромагнитного воздействия на размер зерна спеченных магнитов.
7.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Аутогезия зависит от природы частиц, размеров частиц, состояния поверхности, от параметров среды, в которой они находятся Сила адгезионного взаимодействия зависит еще и от состояния поверхности стенок прессформы. Оценка аутогезионных и адгезионных взаимодействий необходима для правильного выбора способа диагностики порошкового материала, режима воздействия на дисперсную систему при формовании изделия. Аутогезию высокодисперсных порошков исследуют на приборе, работающем по методу разъемного цилиндра . Сыпучесть дисперсных материалов зависит от сил межчастичного взаимодействия и характеризуется косвенными показателями, среди которых наиболее распространенным является угол естественного откоса . Силы взаимодействия частиц в порошке определяются только экспериментально. Применяют различные методы вибрационные, центрифугирование водяного и воздушного потоков. Качественно новым методом является электродинамический. За частицей, находящейся на электроде, наблюдают в микроскоп, измеряют ее размер, постепенно увеличивают напряжение на электродах до момента отрыва наблюдаемой частицы от электрода. Величина напряжения, при котором произошел отрыв, фиксируется. Значение силы прилипания находят из выражения
где е0 8, Фм электрическая постоянная, й расстояние между электродами, р плотность материала частицы, г размер частицы, и напряжение, при котором частица отрывается от электрода. Основной недостаток данного способа сложность проведения анализа и низкая точность. Если на электроде находятся частицы не одного размера, то более мелкие частицы начнут движение при меньшем напряжении на электродах, чем более крупные частицы и измерение силы прилипания значительно усложняется. Технологические характеристики текучесть, прессуемость, насыпная плотность, плотность утряски, уплотняемость и спекаемость зависят от размеров, формы частиц, их взаимодействия, распределения по фракциям, межчастичного трения , . Технологические характеристики порошков важны для рациональной организации процесса автоматического прессования . Для быстрого и равномерного заполнения прессформы нужна хорошая текучесть порошка. Текучесть порошка обычно уменьшается, а время истечения возрастает при увеличении удельной поверхности, шероховатости частиц, при усложнении их формы, при увеличении межчастичного взаимодействия, т. При заполнении прессформ порошками тонкодисперсных материалов происходит их а1регирование в загрузочном бункере. По ГОСТ 9 текучесть выражают числом секунд, за которое г порошка вытекает через калибровочное отверстие размером 2,5 мм конусной воронки . Порошок металлических материалов из бункера просыпается под собственным весом в прессформу . С целью расширения технологических возможностей применяют механизм разрыхления порошка в бункере. Подвешенные параллельно оси бункера ленты из фольги оказывают малое сопротивление течению порошка, а в местах контакта порошка с поверхностью лент нарушается взаимное сцепление частиц, что приводит к повышению текучести порошков . С этой же целью бункер снабжают перегородками, параллельными плоскости, проходящей через ось бункера, причем перегородки выполнены со сквозными отверстиями . Наиболее прогрессивные способы увеличения текучести порошка способы стимулированной текучести. Для этого бункер снабжают механизмом принудительной подачи порошка в прессформу вибраторы и рыхлители порошка , , механизмы ударной подачи порошка, выполненные в виде лопастного ротора различной конструкции 0 2. Управление движением порошка может осуществляться путем воздействия на него электрическим полем, которое создается в пространстве между электродами 3. При механических способах создания стимулированной текучести порошка существенным недостатком является неравномерность заполнения прессформ и низкая точность дозирования. Как уже отмечалось, управление движением тонкодисперсных порошков магнитотвердых материалов электродинамическим способом невозможно, так как изза сильного магнитостатического взаимодействия не происходит эффективного ожижения дисперсной системы.