Особенности продукта

| Высокоскоростное вращение с высокой энергетикой 0–600/оборот 0–1600, бесступенчато регулируемое.

| Соотношение вращения к ротации 1:2,6

| Оснащён системой дистанционного управления с передатчиком, интеллектуальным управлением с помощью компьютеров, мобильных телефонов, планшетов и других терминалов

| Сухое шлифование, мокрое шлифование, шлифование под вакуумом, шлифование с защитой атмосферы

| Интеллектуальное цифровое управление одной кнопкой, более простое

| Может хранить 3 режима и 15 схем, с функцией самозапуска памяти при отключении питания

| Конструкция предохранительного выключателя для открытия крышки и функции самоблокировки при эксплуатации для обеспечения безопасности

Параметр продукта

Принцип работы

Благодаря геометрической структуре и специальному режиму движения измельчающего носителя высокочастотные и высокоинтенсивные столкновения, сдвиги и трение, непосредственно возникающие между измельчающей средой и образцом, обеспечивают образцу чрезвычайно эффективное измельчение с такими характеристиками, как высокая скорость обработки, малый размер частиц образца, а также их однородность и согласованность.

Обзор продукта

Принцип работы высокоскоростной шаровой мельницы и планетарной шаровой мельницы одинаков. Обе они используют центробежную силу для того, чтобы частицы шаров в камере сталкивались друг с другом и измельчали материал. Шары в измельчающей камере подвергаются воздействию наложения силы Кориолиса (силы вращательного отклонения) при движении вместе с измельчающей камерой. Таким образом, движение измельчающих шаров генерирует высокую энергию, необходимую для разрушения образца. Центробежная сила, действующая на измельчающую камеру, заставляет измельчающие шары двигаться в направлении вращения. Из-за различия скоростей движения внутренней стенки измельчающей камеры и шаров образец и стенка камеры испытывают интенсивное трение и удары, в результате чего выделяется большое количество кинетической энергии. Эта совокупность ударов и трения делает планетарную шаровую мельницу чрезвычайно эффективной при измельчении, что приводит к появлению ещё одного экспериментального результата — «механического сплавления».

Механическое легирование — это технология получения порошков, при которой порошок металла или сплава подвергается длительному и интенсивному воздействию и столкновениям между частицами порошка и измельчающими шариками в планетарной шаровой мельнице для механического легирования, что приводит к многократному возникновению холодной сварки и разрушению частиц порошка, вызывая атомную диффузию внутри частиц и, таким образом, получение легированного порошка.

Порошок, полученный методом механического легирования, не похож на легированный материал, образующийся при литье металла или сплава, где каждый компонент полностью достигает атомной связи и формирует однородный твёрдый раствор или соединение. В большинстве случаев, в пределах ограниченного времени шаровой мельницы, каждый компонент может лишь достичь или приблизиться до атомного расстояния в тех точках, линиях и поверхностях, где происходит контакт; конечным результатом становится лишь смесь или композит с очень равномерным распределением каждого компонента. Когда время шаровой мельницы очень длительное, в некоторых системах может также происходить диффузия в твёрдом состоянии, что позволяет каждому компоненту достичь атомной связи и сформировать сплав или соединение.

Выбор продукта

Выбор высокоскоростных шаровых мельниц требует соблюдения нескольких условий. Скорость должна достигать определённой высокой величины. Согласно отечественной планетарной шаровой мельнице объёмом 2 л, диаметр основной планетарной пластины должен достигать 36 см, частота вращения планетарного устройства — 360 об/мин, а частота вращения барабана — 720 об/мин. При скорости ниже этой значения образцу трудно получить сильное ударное воздействие и значительную кинетическую энергию, и проведение высокоэнергетической шаровой мельницы становится невозможным. Материалы каждого модели шаровой мельницы и мезона нашей компании следующие: стальной шаровый бункер из нержавеющей стали, циркониевый шаровый бункер, корундовый шаровый бункер, карбидный шаровый бункер, шаровый бункер с защитой в вакуумной атмосфере, циркониевые шары, шары из нержавеющей стали, карбидные шары; другие материалы, такие как агат, нейлон, полиуретан, политетрафторэтилен, не поддаются высокоэнергетической шаровой мельнице.

Большинство порошков окисляются в процессе высокоскоростного механического сплавления. Чтобы сделать эксперимент более научным и точным, используется шаровая мельница с вакуумной атмосферой; входные и выходные отверстия для образцов оснащены вакуумной перчаточной камерой из акрила Mitr или вакуумной перчаточной камерой из нержавеющей стали, чтобы предотвратить контакт образцов до и после обработки с воздухом.

Факторы, влияющие на механическое легирование

Механическое легирование — это сложный процесс, поэтому для получения идеальной фазы и микроструктуры необходимо оптимизировать дизайн ряда влияющих параметров. Ниже приведены некоторые параметры, оказывающие значительное влияние на результаты механического легирования.

1). Шлифовальное устройство

Типы измельчения. Существует множество типов измельчающих устройств для получения порошков механического сплавления, таких как планетарные мельницы, вибрационные мельницы, мешалки и др. Их энергия измельчения, эффективность измельчения, степень загрязнения материала, а также сила взаимодействия между измельчающими телами и внутренней стенкой измельчительной камеры различны; поэтому они оказывают решающее влияние на результаты измельчения. Материал и форма измельчительной камеры также оказывают важное влияние на результаты измельчения. В процессе измельчения удары и трение измельчающих тел о внутреннюю стенку измельчительной камеры приводят к отслаиванию части материала с внутренней стенки камеры и попаданию его в измельчаемый материал, вызывая тем самым загрязнение. Обычно используемые измельчительные камеры изготавливаются из закалённой стали, инструментальной стали, нержавеющей стали, P>K>5; они могут быть облицованы закалённой сталью, цементированным карбидом и другими материалами. Иногда для особых целей выбирают специальные материалы; например, если измельчаемый материал содержит медь или титан, для снижения уровня загрязнения применяют измельчительные камеры из меди или титана.

2). Скорость шлифования

Чем выше скорость шлифовального станка, тем больше энергии будет передаваться шлифуемому материалу. С другой стороны, слишком высокая скорость приведёт к слишком быстрому нагреву шлифовальной системы и чрезмерному повышению температуры, что иногда нежелательно. Например, повышенная температура может вызвать разложение пересыщенных твёрдых растворов, аморфных фаз или других метастабильных фаз, которые необходимо образовывать в процессе.

3). Время шлифования

Время измельчения является одним из важных факторов, влияющих на результаты. При определённых условиях по мере продолжения измельчения степень легирования будет становиться всё выше и выше, размер частиц постепенно уменьшится и затем достигнет стабильного равновесного состояния — то есть холодная сварка и разрушение частиц придёт к динамическому равновесию, и размер частиц больше не изменится. Однако с другой стороны, чем дольше длится процесс измельчения, тем серьёзнее становится загрязнение. Поэтому идеальное время измельчения следует определять комплексно, на основе экспериментов, исходя из требуемых результатов.

4) Мелящие тела

При выборе шлифовальных сред мы должны учитывать не только их материал и форму — например, сферическую или стержневую — как в случае шлифовальных сосудов, но также их плотность, размер и распределение. Шлифовальные шары должны обладать соответствующей плотностью и размером, чтобы оказывать достаточное воздействие на измельчаемые материалы. Эти параметры напрямую влияют на конечный продукт. Например, при измельчении смеси порошков титана и алюминия, если использовать шлифовальный шар диаметром 15 мм, впоследствии можно получить твёрдый раствор; тогда как при использовании шлифовального шара диаметром 25 мм, даже если время измельчения при тех же условиях будет больше, твёрдого раствора Ti-Al получить не удастся.

5) Соотношение шаров к материалу

Отношение шаров к материалу — это соотношение массы размольного тела к массе измельчаемого материала. Обычно размольное тело имеет сферическую форму, поэтому это соотношение называется отношением шаров к материалу. В экспериментальных исследованиях используется отношение шаров к материалу в диапазоне от 1:1 до 200:1; в большинстве случаев оно составляет около 10:1. При малотоннажном производстве или проведении испытаний это отношение может достигать 50:1 или даже 100:1.

6) Скорость заполнения

Коэффициент заполнения измельчающих сред представляет собой процентное отношение общего объема измельчающих сред к объему измельчительной камеры, а коэффициент заполнения измельчаемых материалов — это процентное отношение свободного объема измельчаемых материалов к зазорам между измельчающими средами. Если коэффициент заполнения слишком мал, производительность будет низкой; если он слишком высок, не останется достаточного пространства для полноценного перемещения измельчающих сред и материалов, в результате чего сила ударов окажется недостаточной, что неблагоприятно скажется на процессе легирования. В целом, коэффициент заполнения измельчающих сред обычно находится в пределах 60%–80%, а коэффициент заполнения материалов — в пределах 100%–130%.

7). Газовая среда

Механическое легирование — это сложный процесс реакции в твёрдом состоянии. Изменения любых параметров, таких как атмосфера шаровой мельницы, интенсивность шаровой мельницы и время шаровой мельницы, влияют на процесс легирования и даже на конечный продукт. В ходе механического легирования вследствие столкновений шаров друг с другом и шаров с банками механическая энергия преобразуется в тепловую, что приводит к очень высокому повышению температуры внутри банки шаровой мельницы. В то же время во время процесса легирования часто происходит утоньшение частиц и возникают дефекты. Свободная энергия увеличивается, и легирующие компоненты легко вступают в реакцию с кислородом из атмосферы шаровой мельницы. Поэтому в процессе механического легирования обычно используют инертные газы, такие как аргон, в качестве защитного газа. Различные атмосферы шаровой мельницы оказывают значительное влияние на метод легирования, конечные продукты и их свойства. Газовая среда при помоле является важным фактором, способствующим загрязнению, поэтому обычно процесс проводят под вакуумом или под защитой инертного газа. Однако иногда, для особых целей, необходимо проводить помол в специальной газовой среде. Например, когда требуется получить соответствующий нитрид или гидрид, помол может осуществляться в азотной или водородной среде.

8). Средство управления процессом

В процессе механического сплавления порошок подвергается серьёзной агломерации, образованию комков и прилипанию к стенкам, что значительно затрудняет сам процесс механического сплавления. По этой причине в ходе процесса часто добавляют средства управления процессом, такие как стеариновая кислота, твёрдый парафин, жидкий спирт и четырёххлористый углерод, чтобы уменьшить агломерацию порошка, образование липких шариков, прилипание к стенкам, а также износ измельчающего среды и внутренней стенки измельчающего контейнера. Это позволяет лучше контролировать состав порошка и повышать степень его извлечения.

9). Температура шлифования

Независимо от того, является ли готовый продукт МА твёрдым раствором, интерметаллическим соединением, нанокристаллом или аморфной фазой, во всех случаях речь идёт о проблемах диффузии, а на диффузию влияет температура измельчения. Таким образом, температура также является важным фактором, влияющим на процесс МА. Например, в системе Ni-50%Zr при вибрационном и шаровом измельчении порошка, если измельчение проводилось с охлаждением жидким азотом в течение 15 часов, не обнаруживалось образования аморфной фазы; при измельчении при температуре 200°C выяснилось, что порошковый материал полностью аморфизировался; при измельчении при комнатной температуре достигалась частичная аморфизаця.

Вышеуказанные факторы не являются независимыми друг от друга. Например, идеальное время измельчения зависит от типа измельчения, размера среды, температуры измельчения, соотношения шаров к материалу и т.д.

Механическое легирование обладает следующими преимуществами при синтезе сплавов с высокой температурой плавления или интерметаллических соединений: оно позволяет избежать процессов высокотемпературного плавления и затвердевания, характерных для обычных металлургических методов, обеспечивает легирование при комнатной температуре и получение однородных сплавов с мелкой структурой; при этом выход продукта высокий. Поэтому данный метод стал эффективным способом получения сплавов и новых материалов, которые трудно изготовить традиционными методами.