Powders are an important group of materials used as substrates and products in chemical and related industries. Due to their cohesiveness there is a serious problem with storage, handling and processing. In this review flowabilty as an important property of powders was discussed and operational problems caused by insufficient powder flow were presented. The popular methods of powder flowability improvement were reviewed. The techniques of powder flow evaluation with particular emphasis on new proposals and modifications of existing methods were also presented.
Purpose: Powder metallurgy (PM) lacks a clear method to analyse the combined carbon content based on metallography visualisation, and this article describes the creation of such a method for powder materials. Design/methodology/approach: Different methods are used to analyse combined carbon within metallurgical samples, and the hardness of components within the automotive industry is related to this question. Findings: The main aim of this paper is to determine if optical microscopy provides a reliable means to assess the combined carbon content. Research limitations/implications: For checking these items, the Optical Microscope will be used, density, hardness of sinter material, and particle size laser analysis of powder for creating the observed compact, and SEM microscope. Practical implications: This investigation provides standardised rules that can be implemented within any material laboratory. Originality/value: The analysis of powder particle size, hardness test, density check, and the investigation of the structure of powder element are presented.
Ze względu na fakt, że komórka Jenike’go została zaprojektowana i jest stosowana do testów materiałów proszkowych pod obciążeniem rzędu setek kPa, charakterystycznych dla procesów wielkotonażowych, jest nieodpowiednim narzędziem do badań materiałów w warunkach obciążeń znacznie poniżej 10 kPa. Ponadto, konstrukcja komórki Jenike’go sprawia, że ścinaniu poddawany jest wąski obszar testowanej próbki, podczas gdy większość materiału pozostaje nieruchoma. Jako alternatywę zaproponowano badanie w szczelinowym reometrze pierścieniowym, skonstruowanym w taki sposób, że pasmo ścinania obejmuje całą objętość testowanego materiału. Po przeprowadzonych badaniach eksperymentalnych zastosowano symulację komputerową ścinania proszku, opartą na metodzie DEM, do przeanalizowania rozkładów czasowo-przestrzennych niemierzalnych eksperymentalnie właściwości fizycznych złoża. Wyniki symulacji stanowią podstawę wniosku o pasmie ścinania wypełniającym całą szczelinę reometru.
EN
Due to the fact that Jenike's cell has been designed and used for testing powder materials under load of hundreds of kPa, characteristic for large-tonnage processes, it is an in appropriate tool for testing materials under load conditions well below 10 kPa. As an alternative, an annular cell rheometer test constructed in such a way that the shear band covers the entire volume of material tested is proposed. After the experimental tests, a computer simulation of powder shearing, based on the Discrete Element Method (DEM), was used to analyze time-spatial distributions of experimentally unmeasurable physical properties of the powder bed. The simulation results proved that the shearing band cover sentire rheometer gap.
W pracy przeprowadzono analizę wpływu rozmiaru ziarna w magnetycznie miękkich materiałach kompozytowych na ich właściwości magnetyczne. W pracy wykorzystano próbki rdzeni cylindrycznych wykonanych przez autorów z mieszaniny żelaza z polichlorkiem winylu. Badania obejmowały wyznaczenie takich parametrów jak indukcja nasycenia, natężenie koercji i stratność. Zbadano ponadto wpływ częstotliwości magnesowania na stratność materiału.
EN
The application of soft magnetic composites increases in different branch of electric and electronic engineering. For this reason, it is very important to understand the micro-structural effects on their magnetic properties. The paper focuses on the effect of grain size variations of soft magnetic composites on their magnetic properties such as saturation flux density, coercive field strength, power losses etc. During research self-developed materials made of a mixture of pure iron and polyvinyl chloride were used. Three different grain sizes of Fe, namely: up to 50 μm, 50 μm – 100 μm and 100 μm – 150 μm were used in the study. All samples contained 99,5% Fe and 0,5% PVC. The grain size of PVC was 100 μm – 150 μm. The effect of grain size variations on the shape of hysteresis loops was also examined. In the paper it was proved, that the increase of grain size improves magnetic properties of ready-made cores, e.g. the power losses are decreased upon the grain size increase. The aforementioned effect is particularly visible for higher excitation frequencies e.g. at f = 400 Hz.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zoptymalizowano proces mieszania wysokoenergetycznego w młynie planetarno-kulowym, stanowiący nowoczesną metodę mechanochemicznej poprawy sypkości materiałów proszkowych. W badaniach stosowano silnie kohezyjną skrobię ziemniaczaną, którą domieszkowano nanocząstkami Aerosilu. Analizowano wpływ głównych parametrów procesu (czas mieszania, prędkość obrotowa, ilość dodanego Aerosilu) na wartości wskaźników sypkości proszku (kąt nasypu, ściśliwość), stosując metodę powierzchni odpowiedzi i centralny rotalny plan kompozycyjny. Wykazano, że zaproponowana metoda wysokoenergetycznego mieszania w połączeniu z metodą powierzchni odpowiedzi stanowi efektywne narzędzie poprawy sypkości materiałów proszkowych i optymalizacji parametrów procesu mieszania.
EN
Potato starch and foamed SiO₂ nanopowder were mixed in a planetary ball mill to study the cohesive powder flowability of the mixt. The effect of mixing time, mixing speed and SiO₂ amount on flow indices (angle of repose, compressibility index) was detd. by using response surface methodology based on central composite rotatable design. The mechanochem. method of powders treatment was an efficient tool for improvement of cohesive powder flowability and the process optimization.
This contribution presents a neglected method of measuring powder surface area that uses the capillary elevation phenomenon. Such measurement has a potential to distinguish a fine surface texture of measured powder materials. The method has been verified experimentally on smooth steel spheres with diameters of 0.5 mm, 1.0 mm, 1.2 mm, and 1.6 mm, for which the theoretical values of specific surface area can be calculated and compared with the measurement results. The deviation of these experimentally determined values from the reference theoretical ones was less than 1%. New alternative experimental arrangements and related theoretical relations and simulations are presented.
PL
Artykuł poświęcony jest zaniedbanej metodzie pomiaru powierzchni właściwej proszku przy użyciu zjawiska kapilarnego wzniesienia. Taki pomiar jest w stanie rozróżnić miałką teksturę badanego proszku. Metoda została sprawdzona przez przeprowadzenie eksperymentu na gładkich stalowych kulach o średnicach 0,5 mm, 1,0 mm, 1,2 mm, oraz 1,6 mm, dla których można wyliczyć teoretyczne wartości powierzchni właściwej i porównać z wynikami pomiaru. Odchylenie wartości uzyskanych podczas eksperymentu w relacji do wartości teoretycznych wyniosło mniej niż 1%. Praca prezentuje nowe alternatywne metody eksperymentalne wraz z powiązaną teorią i symulacją.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Magnetic composites made of powder are more often applied in modern electric machines as magnetic circuits. These magnetic materials can be divided into two groups: soft magnetic composites and bonded permanent magnets. The main purpose of the work was to design, manufacture and measure parameters of a brushless DC motor with powder magnetic circuits. The powder magnetic core has been prepared from iron powder bonded by resin and 4 pole permanent magnet which has been prepared from powder of Nd-Fe-B melt-spun ribbon bonded also by resin. Permanent magnet DC brushless motor with nominal power of 250 W and rotational speed of 6000 rpm has been designed based on measured parameters of powder materials. Measurements of brushless DC motor supplied from commercially available electronic commutator have been done.
PL
Kompozytowe materiały magnetyczne wykonane z proszku spajanego tworzywem coraz częściej pełnią rolę obwodu magnetycznego w maszynach elektrycznych. Materiały tego typu można podzielić na dwie grupy: kompozyty magnetycznie miękkie i spajane magnesy trwałe. Celem pracy było zaprojektowanie, wykonanie, a następnie wyznaczenie parametrów silnika BLDC z proszkowym obwodem magnetycznym. Stojan maszyny wykonano ze sproszkowanego żelaza spajanego żywicą, a magnes z proszku z szybko chłodzonej taśmy Nd-Fe-B również spajanego żywicą. Bezszczotkowy silnik prądu stałego z magnesem trwałym o mocy znamionowej 250 W i prędkości znamionowej 6000 obr/min został zaprojektowany na podstawie zmierzonych właściwości fizycznych materiałów proszkowych. Wyznaczone w czasie pomiarów parametry silnika BLDC zasilanego z komercyjnego komutatora przedstawiono w artykule.
W artykule opisano technologię dozowania próżniowego, która bazuje na jednej z najnowszych metod dozowania materiałów sypkich, wykorzystującej technikę próżniową. W artykule przedstawiono zaprojektowany i wykonany w ITR, system próżniowego dozowania materiałów sypkich. System ten wyposażony jest między innymi w wielostopniową pompę eżektorową, przetwornik wagowy i zaprojektowaną orginalną głowicę dozującą umożliwiającą dokładne i wydajne dozowanie.
EN
The technology of the vacuum dosage was described in the article, which is based on one of the newest methods of the dosage of loose materials. Its utilization, in designed and manufactured in ITR system for the vacuum dosage of loose materials, was presented. This system is equipped, among others, with multistage ejector pump, weight transducer and newly designed unique dosing head, enabling the exact and effective dosage.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań fluidyzacji niskich warstw materiałów proszkowych z grupy C wg klasyfikacji Geldarta z dodatkowym wykorzystaniem mieszania mechanicznego. Dokonano obliczeń porównawczych prędkości krytycznej dla jednego z badanych materiałów ziarnistych, stosując 35 równań kryterialnych dostępnych w literaturze. Zaproponowano własne równanie kryterialne pozwalające wyznaczać prędkość krytyczną dla złóż fluidalnych materiałów pylistych dodatkowo mieszanych mechanicznie.
EN
The results of research on fluidization combined with mechanical stirring (group C of Geldart classification) have been presented. On the base of 35 correlation equations some comparative calculations of critical velocity for a selected powder material have been done. An own correlation for determination of critical velocity for powder materials in fluidization process combined with mechanical stirring has been proposed.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The ultimate aim of this work was to investigate structure and properties massive Fe-6.67%mass.C and Fe-0.4%mass.C materials obtained by mechanical alloying and sintering. Design/methodology/approach: The powders of the iron-carbon alloys obtained by mechanical alloying method and after that the powders were sintering. The sintering process was conducted by using the impulseplasma method. In this article the usability of mechanical alloying method and sintering to produce the massive Fe-C materials were presented. The morphology of voids of iron-carbon sinters was analyzed using the scanning electron microscopy method. The distribution of powder particles was determined by a laser particle analyzer. The observation of the shape and size of the grains was carried out by means of the LEICA optical microscope. Then one performed the measurements of the hardness with the Vickers method. The density of the sinters was measured using the Multivolume Pycnometer 1305. Findings: The laboratory tests show that, by using the mechanical alloying method, one can produce powder of Fe-6.67%mass.C and Fe-0.4%mass.C alloys with intentional chemical constitution and desirable structure. The structure of the alloyed materials is homogeneous and fine-grained and inside the materials didn't find some impurities and undesirable phases. The sintering by using the impulse-plasma method makes the sinters with close to theoretical density with non-variable nanocrystaline structure possible. The hardness of the sinters were 1300 HV and 250 HV adequately. Research limitations/implications: Property of Fe-C alloys correction is possible by refinement of grains and modification of phases composition. Nanocrystaline size of grain is advisable to make it in correct technology of producing bulk materials with nanocrystaline structure. All of the presented experiments in this article are made on a laboratory scale. At the present time, most often, the mechanical alloying and the sintering processes of nanocrystaline materials are only just in the laboratory scientific research. In the nearest future the producing of amorphous and nanocrystaline materials will take place not only in the laboratory scale and move to the industry. Originality/value: The powders produced by using mechanical alloying techniques can be use to produce bulk materials with desirable mechanical, physical and chemical properties.
W artykule porównano własności magnetyczne oraz mechaniczne toroidalnych rdzeni magnetycznie miękkich o osnowie polimerowej wzmacnianych nanokrystalicznymi proszkami stopów kobaltu. Proszki otrzymano w procesie wysokoenergetycznego mielenia amorficznej taśmy na osnowie kobaltu Co68Fe4Mo1Si13,5B13,5 wyżarzonej izotermicznie w atmosferze argonu przed mieleniem. Uzyskane wyniki porównano z własnościami magnetycznymi toroidalnych rdzeni wytworzonych z litych taśm. Ponadto przedstawiono wpływ warunków procesu wysokoenergetycznego mielenia na własności magnetycznie miękkie materiału proszkowego oraz wpływ udziału silikonowej osnowy na własności magnetyczne i mechaniczne rdzeni kompozytowych
EN
Magnetic and mechanical properties are compared in the paper of the toroidal magnetically soft cores with the polymer matrix reinforced with the nanocrystalline powders from cobalt alloys. The powders were obtained in the high energy milling of the Co68Fe4Mo1Si13,5B13,5 amorphous ribbon with the cobalt matrix isothermally annealed in the argon atmosphere before milling. The results obtained were compared with the magnetic properties of the toroidal cores fabricated from the solid ribbons. Moreover, the high energy milling process conditions effect on the soft magnetic properties of the powder material is presented, as well as the influence of the silicon matrix fraction on magnetic and mechanical properties of the composite cores. The compressed Co77Si11,5B11,5 powder compared to the loosely poured powder is characteristic of the higher saturation induction BS = 0.94 T. The lowest value of the saturation induction is demonstrated by the compressed powder annealed at the temperature of 560 degrees Celsius. It is also characteristic of the highest value of the coercion field Hc = 31497. Particles of the Co68Fe4Mo1Si13,5B13,5 powder are distributed evenly in the composite in the entire polymer matrix with the higher fraction of the reinforcement material in the composite; whereas, with the reduction of the powder fraction, local clusters of the metallic powder occur. Composites with the silicone polymer matrix are characteristic of the increase of saturation induction Bs and coercion field Hc along with the increase of the mass portion of the Co68Fe4Mo1Si13,5B13,5 powder in the composite. Tensile strength MPa and elongation E decrease with the mass portion increase of the metallic powder; whereas, the Young 's modulus and average modulus Eavg grow with the mass portion of the powder. The static compression test results confirm that along with the growing Co68Fe4Mo1Si13,5B13,5 powder portion, the ultimate tensile strength UTS increases and elongation decreases.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Due to many valuable advantages of fluidized bed over other types of operating processes, it has a variety of industrial applications. However, fluidized bed processing of very fine solid particles is not feasible. In this paper there were presented common problems connected with this process as well as the practical methods of copying with them. The reader's attention was drawn to potentially deadly risks in any process operation that employs such fine materials.
PL
Ze względu na wiele cennych zalet warstwy fluidalnej w porównaniu z innymi procesami operacyjnymi, fluidyzacja ma mnóstwo zastosowań przemysłowych. Jednakże procesy fluidalne z udziałem materiałów proszkowych nie zawsze są łatwe do przeprowadzenia. W niniejszej pracy przedstawiono problemy związane z tym procesem, jak również dokonano przeglądu praktycznych metod radzenia sobie z nimi. Zwrócono także uwagę na niebezpieczeństwo pracy z materiałami o tak drobnej granulacji.
W artykule zaprezentowano doświadczenia firmy Hoganas AB Szwecja i Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu, dotyczące spiekania i obróbki cieplno-chemicznej materiałów proszkowych na bazie Astaloy CrMo. Przedstawiono wpływ temperatury spiekania i prędkości chłodzenia na statyczne i dynamiczne własności Astaloy CrMo z różną zawartością węgla i gęstością. Omówiono wpływ wysokich temperatur spiekania z nawęglaniem w próżni w jednym etapie, na mechaniczne własności próbek. Omówiono proces wegloazotowania i azotonawęglania spieków z Astaloy CrMo. Przedstawiono ocenę stabilności wymiarowej części z proszku Astaloy CrMo po spiekaniu w warunkach produkcyjnych, na przykładzie pierścieni łożyskowych.
EN
This paper presents experience of Hoganas AB Sweden and Metal Forming Institute, concerning sintering and heat and chemical treatment of powder materials on the basis of Astalloy CrMo. The influence of sintering temperature and velocity of cooling upon static and dynamic properties of Astalloy CrMo with various contents of carbon and density is presented. The Processes of nitrocarburizing and cyaniding of sinters made of Astalloy CrMo was discussed. The rating of dimensional stability after sintering in manufacturing conditions for example bearing rings is presented.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono dwie metody pomiaru współczynnika dyfuzyjności cieplnej oparte na założeniu quasi-statycznego transportu ciepła w cylindrycznej próbce. Pomiarów można dokonywać w materiałach proszkowych i lepkich płynach.
Przedstawiono analizę stanu obecnego metalurgii proszków na kontynentach amerykańskich i w niektórych krajach Europy. Szczegółowo przeanalizowano rynek polski i określono przewidywane potrzeby krajowe. Porównano wskaźniki techniczno-ekonomiczne charakteryzujace produkcję jednej tony wyrobów produkowanych tradycyjną technologią obróbki skrawaniem i metodą zagęszczania i spiekania proszków metali. Rozważono problemy polskich zakładów produkujących części z materiałów proszkowych, które dla osiągnięcia poziomu produkcji Europy Zachodniej wymagają nakładów inwestycyjnych.
EN
The paper presents the state of powder metallurgy as it is today in Americans and in some European countries. The Polish market has been analysed in detail and expected domestic demand has been determined. Technical-economical data characterizing the manufacture of a ton of products made by the traditional method of machining have been compared to those characterizing production by compacting and sintering metal powders. Problems of Polish enterprises manufacturing metal powder parts, who need investiments to achieve the West European production level, have been considered.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.