Badania procesów sferoidyzacji plazmowej mieszanek proszkowych W-Re-Ni i W-Re-Ni-Fe

• Autorzy: Majewski T. , Dębski A.

Warianty tytułu

EN

Investigation of plasma spheroidization processes of W-Re-Ni and W-Re-Ni-Fe powders mixtures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań dotyczących sferoidyzacji plazmowej mieszanek proszkowych W-Re-Ni oraz W-Re-Ni-Fe. Proszki wytworzone w ten sposób charakteryzują się m.in bardzo dobrą zagęszczalnością, co może w konsekwencji poprawić właściwości gotowego spieku. Przewiduje się, że materiały te mogą znaleźć zastosowanie w produkcji rdzeni pocisków przeciwpancernych, a także wysokoprądowych styków elek- trycznych. Przedstawiono schemat procesu otrzymywania sferoidyzowanych mieszanek proszkowych (rys. 1). Sferoidyzacja była realizowana z wykorzystaniem stanowiska do natryskiwania plazmowego, w komorze wypełnionej gazem obojętnym. W artykule zamieszczono zdjęcia mieszanek plazmowych przed modyfikacją i po niej, które pokazują zmiany wielkości i kształtu cząstek proszków zachodzące w trakcie procesu sferoidyzacji (rys. 3 i 4). Pokazano również odpowiadające tym stadiom rozkłady granulometryczne. Wyniki badań wskazują, że w rezultacie modyfikacji otrzymano cząstki o kształcie sferycznym oraz nastąpiło zwiększenie ich średnicy. Warunki prowadzenia tego procesu spowodowały, że nastąpiło utlenienie proszków, dlatego w końcowej fazie produkcji należało je poddać redukcji. Wykazano, że temperatura 900°C jest wystarczająca dla uzyskania pełnej redukcji tlenków w badanych mieszankach proszkowych (rys. 6, tab. 1). W pracy przedstawiono również wy niki badań naprężeń wewnętrznych w cząstkach proszków (rys. 7), które pozwoliły stwierdzić, że modyfikacja w strumieniu plazmy jest przyczyną znacznego wzrostu naprężeń w porównaniu z tymi, jakie występują po długotrwałym mieszaniu w mieszalniku kulowym. Takie „uaktywnienie” proszków może umożliwić intensyfikację procesów dyfuzji w trakcie wytwarzania spieku, a przez to możliwość obniżenia temperatury lub skrócenia czasu operacji spiekania.

EN

Selected measurement results of plasma spheroidization used for W-Re-Ni and W-Re-Ni-Fe powder mixtures are presented in the paper. Powders produced in this way have a very good compressibility which, in turn, can improve final sinter properties. One can expect that those materials can be used for production of armour-piercing kinetic energy penetrators or high-current contacts. The scheme for production process of the spheroidized powder mixtures is presented (Fig. 1). The spheroidization was carried out on the stand for plasma spraying in the chamber filled with neutral gas. The pictures of plasma mixtures before and after modification, which show changes in size and shape of powder particles, as well as corresponding to these mixture types size distributions are also presented in the paper (Fig. 3 and 4). Measurement results show that after modification powder particles are of spherical shape and their diameters increase. The conditions of the spheroidization process led to powder oxidation and that is why in the final production stage the powders were subjected to reduction. It was demonstrated that temperature of 900°C is sufficient for complete oxide reduction in the tested powder mixtures (Fig. 1, Tab. 1). Test results of internal stresses in powder particles revealed that exactly modification in plasma jest is responsible for significant growth of these stresses, compared to stresses after long-term mixing in a ball mixer (Fig. 7). Such “activation” of powder can intensify diffusion processes during powder production thus giving a chance to lower temperature or shorten sintering process.

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszków; sferoidyzacja; plazma; wolfram; ren

EN

powder metallurgy; spheroidization; plasma; tungsten; rhenium

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 5
• Strony: 464--468
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Majewski T.

• Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Dębski A.

• Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia

• [1] Leżański J.: Proszki metali i wysokotopliwych faz. Metody wytwarzania, Wydawnictwo AGH, Kraków (1994).
• [2] Lawley A.: Atomization. The production of metal powders. Metal Powder Industries Federation, Princeton, New Jersey (2003).
• [3] Li Y., Khor K. A., The effect of plasma condition on the spheroidization of zircon and alumina mixtures. Journal of Materials Processing Technology 89-90 (1999) 532÷537.
• [4] Buolos M.: Plasma power can male better powders. MPR (2004) 16÷22.
• [5] Baran Z., Brzozowski W., Lewandowski B., Rutkowski W., Stele W.: Sferoidyzacja proszków metali i niemetali przy użyciu płomienia plazmowego. II Konferencja Metalurgii Proszków, Kraków, 20-23.IX (1967) 95÷107.
• [6] Dziubiński J., Klimpel A.: Napawanie i natryskiwanie cieplne. WNT, Warszawa (1985).
• [7] Morel S.: Powłoki natryskiwane cieplnie. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej (1997).
• [8] Boulos M.: Powder densification and spheroidization using induction plasma technology. Tekna Plasma Systems Inc. Sherbrooke, Quebec, Canada (2008).
• [9] Majewski T., Dębski A.: Badania procesu sferoidyzacji proszku wolframu i molibdenu w strumieniu plazmy. Biuletyn WAT LVI 3 (2007) 181÷195.
• [10] Majewski T.: Modification of W and Re powders by plasma technique. Solid State Phenomena 165 (2010) 130÷135.
• [11] Bukat A., Rutkowski W., Teoretyczne podstawy procesów spiekania. Wyd. „Śląsk” (1974) 157÷172.
• [12] Majewski T., Michałowski J., Piętaszewski J.: Analiza możliwości zastosowania renianu (VII) niklu (II) w procesach wytwarzania metali ciężkich zawierających ren. Biuletyn WAT LVIII 2 (2009) 189÷200.

Uwagi

PL

Badania zostały sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki projekt nr N N508 617740.