Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 2. 2017 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 18 Среднемассовая температура потока воздушной, или азотной плазмы на срезе сопла плазмотрона – до 7000 К, аргоновой плазмы – до 11000 К, что позволяет обрабатывать не только легкоплавкие, но и тугоплавкие металлы и керамику. Плазмотрон укомплектован узлом кольцевого ввода порошка с его газодинамической фокусировкой (Рис. 2). На конструкцию узла получен патент РФ [6]. Узел кольцевого ввода обеспечивает равномерный, распределённый ввод порошка в поток термической плазмы, что существенно повышает производительность и эффективность обработки порошков (по сравнению с точечным вводом производительность обработки выросла почти на порядок). Рис. 2. Узел кольцевого ввода: а – принципиальная схема кольцевого ввода порошка; б – фотография треков частиц порошка истекающих из радиально-кольцевой щели узла ввода при холодной продувке [7] Эксперимент был проведен на медном порошке марки ПМС-1. Порошок был предварительно просушен для достижения максимальной сыпучести и наименьшей степени прилипания к стенкам бункера дозатора и каналам узла кольцевого ввода. После проведения подготовительных работ просушенный порошок засыпался в бункер дозатора. После чего производился запуск плазмотрона и порошок при помощи транспортирующего газа, через узел кольцевого ввода, вводился в поток термической плазмы. Поток фокусирующего газа обеспечивал максимальную концентрацию частиц порошка на оси потока плазмы. В качестве плазмообразующего газа использовался воздух, в качестве защитного газа (завеса анода) – смесь воздуха и небольшого количества пропан-бутана. Пропан-бутан, распределяясь преимущественно в пограничном слое потока плазмы в канале анода плазмотрона, связывал кислород воздуха и обеспечивал, таким образом, минимальную эрозию материала анода. Добавка пропан-бутана в транспортирующий и фокусирующий газы (основной газ – воздух) обеспечивала минимальное окисление частиц обрабатываемого порошкового материала. Таким образом формировался высокотемпературный гетерогенный поток, где и проходила обработка частиц исходного порошка. При этом на перемещающиеся частицы воздействовал ряд основных сил, таких как сила тяжести, сила поверхностного натяжения, сила динамического давления потока плазмы [8]. Сфероидизацию исходного порошка обеспечивает сила поверхностного натяжения частиц, находящихся в жидкой фазе. Обработанный порошок собирался в емкость с водой, которая находилась на расстоянии ~ 1м от среза сопла плазмотрона, где он охлаждался, сохраняя при этом полученную форму.