Universal Portable Unit for Hydro-vacuum Dispersion of Metallic Melts: Improvement of the Technological Process

Давид Сахвадзе; Гіго Джандіері; Бесік Саралідзе; Георгі Сахвадзе; Анзор Купарадзе; Ната Сулаквелідзе

doi:10.15330/pcss.25.1.127-135

Автор(и)

Давид Сахвадзе Інститут механіки машин Двалі, Тбілісі, Грузія
Гіго Джандіері Інститут механіки машин Двалі, Тбілісі, Грузія; Незалежний дослідник, Лейпциг, Німеччина
Бесік Саралідзе F. Тавадзе Інститут матеріалознавства та металургії, Тбілісі, Грузія
Георгі Сахвадзе Metal Powder Ltd., Тбілісі, Грузія
Анзор Купарадзе G3D Ltd, Кутаїсі, Грузія
Ната Сулаквелідзе G3D Ltd, Кутаїсі, Грузія

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.25.1.127-135

Ключові слова:

Гідровакуумне диспергування, металевий порошок, моделювання, oптимізація

Анотація

Розвиток технології і техніки диспергування металевих сплавів важливий як з точки зору підвищення якості порошків, так і збільшення обсягів виробництва і підвищення економічної та екологічної безпеки техносфери. Металевий порошок є незамінним функціональним компонентом багатьох сучасних галузей промисловості. На фоні зростаючих вимог до виробництва металевих порошків ми розробили та оптимізували новий пристрій для гідровакуумного диспергування розплавів, суть інноваційності та перевага якого полягає у всмоктуванні та диспергуванні розплаву в напрямку, протилежному напрямку. дії сили тяжіння, в умовах гравітаційного перевантаження 150-200g, де основну роботу виконує гідравлічне розрідження, що виникає внаслідок різкого (на 162°) заломлення напрямку та швидкого розширення кільцевого потоку води високого тиску, з накладення просторових ударно-пульсуючих хвиль, що генеруються в зовнішній оболонці утвореного конусоподібного вихору. Апарат характеризується високою продуктивністю і низькими енерговитратами, а порошки - підвищеною питомою поверхнею, підвищеною чистотою і високою активністю.

Посилання

J.J. Dunkley, Metal Powder Atomisation Methods for Modern Manufacturing: Advantages, limitations and new applications for high value powder manufacturing techniques, Johnson Matthey Technolology Review, 63(3), 226 (2019); https://doi.org/10.1595/205651319X15583434137356.

I. Korobeinikov, A. Perminov, T. Dubberstein and O. Volkova, Modification of Liquid Steel Viscosity and Surface Tension for Inert Gas Atomization of Metal Powder, Metals, 11(3), 521 (2021); https://doi.org/10.3390/met11030521.

C. Fredriksson, Sustainability of metal powder additive manufacturing, Procedia Manufacturing, 33, 139 (2019); https://doi.org/10.1016/j.promfg.2019.04.018.

D. Powell, E. W. Rennie Allan, L. Geekie and N. Burns, Understanding powder degradation in metal additive manufacturing to allow the upcycling of recycled powders, Journal of Cleaner Production, 268, 122077 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122077.

J. Grubbs, B.C. Sousa and D. Cote, Exploration of the Effects of Metallic Powder Handling and Storage Conditions on Flowability and Moisture Content for Additive Manufacturing Applications, Metals, 12, 603 (2022); https://doi.org/10.3390/met12040603.

A. Vignes, A. Krietsch, O. Dufaud, A. Santandréa, L. Perrin and J. Bouillard, Course of explosion behaviour of metallic powders – From micron to nanosize, Journal of Hazardous Materials, 379, 120767(2019), https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.120767.

A.V. Baranovskiy, G.A. Pribytkov, M.G. Krinitcyn, V.V. Homyakov and G.O Dankovcev, Mechanical activation of self-propagating high temperature synthesis in titanium, carbon black and iron-based alloy powder mixtures, AIP Conference Proceedings, 2167 (1),. 020031(2019); https://doi.org/10.1063/1.5131898.

X. Liu, X. Zhang, J. Li, Q. Zhu, N.G. Deen and Y. Tang, Regeneration of iron fuel in fluidized beds Part II: Reduction experiments, Powder Technology, 420, 118183 (2023); https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.118183.

A.E. Zverovshchikov and G.S. Bolshakov, Simulation of the kinematics and gas dynamics of the centrifugal dispersion stand, Journal of Physics: Conference Series, 2094, 042046 (2021); https://doi.org/10.1088/1742-6596/2094/4/042046.

S.A. Cegarra; J. Pijuan and M.D. Riera, Cooling Rate Modeling and Evaluation during Centrifugal Atomization Process, Journal of Manufacturing and Materials Processing, 7, 112 (2023); https://doi.org/10.3390/jmmp7030112.

P. Kustron, M. Korzeniowski, A. Sajbura, T. Piwowarczyk, P. Kaczynski and P. Sokolowski, Development of High-Power Ultrasonic System Dedicated to Metal Powder Atomization, Applied Sciences, 13 (15), 8984(2023); https://doi.org/10.3390/app13158984.

D. Sakhvadze, G. Jandieri, T. Tsirekidze, I. Gorbenko, Device for producing metallic powder from melt, GE Patent 20156384B, Oct. 12, 2015.

D. Sakhvadze, G. Sakhvadze, G. Jandieri, Method for metallic powder preparation and device for implementation thereof, GE Patent 20207078B, Mar. 10, 2020.

D. Sakhvadze, G. Jandieri and J. Bolkvadze, Novel technology of metal powders production by hydrovacuum dispersion of melts, Journal of Machines, Technologies, Materials, 12(6), 236 (2018); https://stumejournals.com/journals/mtm/2018/6/236.

G.V. Jandieri, I.F. Gorbenko, D.V. Sakhvadze and T.I. Tsirekidze, Innovative hydrovacuum technology of granulation of metal melts, Electrometallurgy Today, 4 (133), 70 (2018); https://doi.org/10.15407/sem2018.04.06.

D. Sakhvadze, G. Jandieri, G. Jangveladze and G. Sakhvadze, A new technological approach to the granulation of slag melts of ferrous metallurgy: obtaining glassy fine-grained granules of improved quality, Journal of Engineering and Applied Science, 68, 22 (2021); https://doi.org/10.1186/s44147-021-00019-7.

J.E. Matsson, An Introduction to SOLIDWORKS Flow Simulation, Stephen Schroff publisher, USA: SDC Publications, ch. 3, 57 (2022).

I.V. Bazhenov, Automated complex for determination of aluminum activity and gas release kinetics, Construction Materials, 8, 16 (2015); (in Russ.). Accessed: 10.10.2023. [Online]. Available: https://journal-cm.ru/images/files/2015/2015_08_016-017.pdf.