[发明专利]一种行星耦合螺旋研磨金属粉末的改良方法及装置

摘要

一种行星耦合螺旋研磨金属粉末的改良方法及装置，涉及粉末冶金技术领域。本发明是为了解决现有现有技术中对于冶金粉末制作效率低，粉体破碎效果差以及在破碎过程中容易引人杂质的问题。本发明中通过螺纹杆的高速旋转为粉体提供初始速度，根据流体力学，在粉体的运动过程中存在内摩擦力，粉体与螺纹切刀之间的距离越大，速度越小，粉体间由于速度差会产生一相对剪切力，即流体剪切力，当剪切力大于团聚体的抗剪切强度即可达到团聚体破碎的效果，行星式耦合螺旋磨通过多螺杆同时转动，使粉体受到多个作用力作用，以达到快速高效的粉体破碎效果，本发明主要用于对于冶金领域粉末的预处理。

主权项

1.一种行星耦合螺旋研磨金属粉末的改良方法，其特征在于，所述方法具体实施步骤如下：步骤一：对金属粉末的研磨过程进行分析；步骤一一：根据流体力学理论，采用微元法对单体进行力学分析，其中为重力方向与流体运动方向的夹角：为半径，为轴向长度（垂直于），微元体轴向端处的压强，为密度：    （1）       （2）其中，且，式中为螺旋轴与粉体接触长度，为压强差；步骤一二：对式（2）进行积分运算可得：                              （3）步骤一三：由牛顿切应力公式可得：                                    （4）式中为动力粘度；将公式（4）代入（3）得：                            （5）式中为常数，为常数；步骤一四：根据力学分析确定通过螺旋转动提供动力，靠近螺旋轴的流体具有最大速度，距离螺旋轴距离越大，速度越小，故确定边界条件为：，                                （6）上式子中为输入螺旋轴半径；为粉体速度降为0时的半径（k为常数）步骤一五：将边界条件式（6）带入到式（5）可得：                        （7）               （8）步骤一六：根据伯努利方程：                （9）其中为粉体运动过程中所消耗的能量，为了简化模型方便计算，此时令，故：               （10）式中为密度；为粉体初始高度；为粉体最终高度；为初始位置粉体的速度；为最终位置粉体的速度；步骤二：根据金属粉体在研磨过程中的受力分析，判断金属粉体的破碎条件；步骤二一：由于粉体之间团聚力的存在，粉体颗粒发生聚合形成不同粒度的团聚体，其团聚体剪切强度为（），本发明通过流动剪切力破碎团聚体，当剪切力（）大于团聚体剪切强度（），粉体团聚体即可发生破碎，由公式（3）可知，流动切应力随着半径的增大而减小，根据螺纹切刀最初的运转速度确定与之接触粉体的初速度（）和粉末团聚体体剪切强度（），结合式（3）（10）确定粉体处理的最大有效半径，若，说明螺纹切刀输入功为无效功，无法提供破碎力；若，说明螺纹切刀输入功为有效功，此时提供的流动剪切力可以破碎粉体团聚体；步骤二二：同时将机械能转化为内能以缺陷的形式储存在粉体颗粒的表面，其中为粉体破碎的有效区域半径，此区域内粉体所受的流动剪切力均大于粉体的团聚体剪切强度，对于多螺旋耦合方式，相邻螺旋轴之间粉体团聚体破碎的有效半径为，扩大粉体活化处理区域。