Введение к работе
В работе приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований магнитовибрирующего слоя (МВС) и динамики гранулометрического состава порошка в зависимости от времени измельчения и параметров электромагнитного воздействия. Предложена опытно-промышленная технология получения порошков магнитотвердых материалов для изготовления постоянных магнитов.
Актуальность темы. Порошки мапштотвердыг. материалов находят широкое применение в различных областях техники и народного хозяйства, используются в радиотехнике, приборостроении, вычислительной технике, в системах управления, магнитной записи звуков, изображений. В настоящее время' в качестве постоянных магнитов наиболее распространены материалы на основе редкоземельных элементов и ферриты. Практическое значение магнитных порошковых материалов определяется их магнитными и немагнитными характеристиками, которые чувствительны к структуре материала. При производстве порошков хрупких металлов и сплавов широко применяют механическое измельчение. В последние годы особую актуальность приобрели исследования процесса измельчения с применением различных дополнительных воздействий. Особое место в ряду воздействий занимает электромагнитное поле, допускающее простую техническую реализацию и автоматизацию производства порошковых материалов с заданными свойствами.
Указанные тенденции в области порошковой металлургии обуславливают актуальность темы работы, посвященной исследованию процессов измельчения порошков магнитотвердых материалов, а также разработке новых приемов и технологических процессов получения порошковых изделий высокого качества.
Работа выполнена в соответствии с планом бюджетной работы кафедры физики ДГТУ по теме: «Магнитовибрационные технологии. Получение магнитных материалов»; комплексной научной программой «Вибротехнология»; научно-технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» по разделу 05 «Функциональные порошковые материалы» (№ 202.05.01.026); научно-исследовательской работой на тему: «Исследование механики взаимодействия твердых тел, подвергнутых вибрационному воздействию» (ГАСНТИ: 30.03.15).
Целью работы является повышение эксплуатационных характеристик постоянных магнитов за счет использования порошка заданного гранулометрического состава, получаемого помолом в бильной мельнице в электромагнитном поле, обеспечивающем максимальную дефлокуляцию порошка и его удержание в зоне измельчения, а также формирования магнитной текстуры с применением магни-товнбрационной технологии.
Для ее достижения решались следующие задачи:
1. Анализ принципов работы размольного оборудования, используемого в порошковой металлургии.
-
Установление влияния параметров электромагнитного поля на состояние порошковой шихты в МВС.
-
Определение интервалов параметров электромагнитного поля, обеспечивающих устойчивое состояние МВС и соотношений параметров, обеспечивающих переход дисперсной системы в псевдотвердую фазу.
-
Исследование влияния параметров электромагнитного поля и времени помола на гранулометрический состав получаемой шихты.
-
Разработка устройства и технологии помола порошков в МВС в мельнице ударного типа, обеспечивающей получение шихты с заданным гранулометрическим составом.
|. Установление корреляции между параметрами МВС, подученными оптическим и индуктивным методами с целью оптимизации режимов, электромагнитного воздействия при изготовлении постоянных магнитов,
7. Разработка рекомендаций по применению предложенных методик повышения качества порошковых деталей.
-
Впервые проведен помол магнитного порошка в бильной мельнице в МВС. Установлено, что при измельчении порошка феррита бария в МВС с параметрами индукции постоянного поля 15,4 мТ и градиенте индукции переменного поля 90 мТ/м время помола сокращается с 70 до 12 мин за счет удержания шихты в зоне бил, а также активизации процессов самоизмельчения.
-
Впервые предложена аналитическая зависимость распределения порошка по крупности от времени помола, позволяющая прогнозировать гранулометрический состав порошка при помоле в бильной мельнице в МВС, учитывающая исходный гранулометрический состав, а также вклады в процесс помола действия бил и самоизмельчения.
-
Установлены значения индукции постоянного и градиента индукции переменного полей, при которых разрушаются флокулы вплоть до 1-3 частиц.
-
Теоретически и экспериментально установлены значения индукции постоянного и градиента индукции переменного полей, позволяющие получить ферромагнитное упорядочение частиц дисперсной системы при переходе в псевдотвердую фазу.
-
Предложены принципиальная конструкция мельницы и рекомендации для реализации промышленной технологии измельчения порошков магнитотвердых материалов в МВС, которая позволяет получать шихту с заданным гранулометрическим составом. Разработана методика по выбору оптимальных режимов электромагнитного воздействия на порошковый материал с целью максимальной дефлокуляции и интенсификации процесса самоизмельчения.
-
Разработана методика выбора оптимальных режимов электромагнитного воздействия на порошок в пресс-форме при сухом прессовании с целью повышения степени магнитной текстуры изделия.
Результаты, полученные в работе, были применены при разработке технологии измельчения ферромагнитных материалов и получения шихты, используемой для изготовления постоянных магнитов для измерительных устройств в условиях предприятий ОАО «Роствертол» и «Россервис - Дон». АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ
Основное содержание диссертации опубликовано в 26 статьях и тезисах, 10 из которых в ведущих рецензируемых научных журналах, 1 работа выполнена без соавторов, подана заявка на патент РФ (per. № 2006103313, приоритет от 06.02.2006). Результаты работы были доложены и обсуждены на следующих международных и Всероссийских конференциях: XIII Международная конференция по постоянным магнитам, 25-29 сентября 2000 г., Суздаль, Россия; научно-техническая конференция «Технология получения и применения порошковых и композиционных функциональных материалов» 16-18 сентября 2003 г., Ростов н/Д, Россия; JEMS'04 Joint European Magnetic Symposia: 5-10 Sept., Dresden, Germany, 2004; XVII Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях», 1-3 июня 2004 г., Кострома, Россия; научно-техническая конференция «Прогрессивные технологические процессы в металлургии и машиностроении. Экология и жизнеобеспечение. Информационные технологии в промышленности и образовании», 7 -9 сентября 2005 г., Ростов н/Д, Россия; Euro РМ2005 Powder Metallurgy Congress and Exhibition, 2-5 October 2005, Prague, Czech Republic; Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы машиноведения и высоких технологий», 2005, Ростов н/Д, Россия; 2nd International Workshop on Materials Analysis and Processing in Magnetic Fields, 19-22 March 2006, CNRS Grenoble, France; Международная научно-техническая конференция «Проблемы трибоэлектрохимии», 16-19 мая 2006 г., Новочеркасск, Россия; научно-технический семинар «Применение низкочастотных колебаний в технологических целях», 4-7 октября 2006 г., Дивноморск, Россия.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ
