[发明专利]一种检验静电分离设备去除夹杂物能力的方法

说明书

一种检验静电分离设备去除夹杂物能力的方法，采用等离子旋转电极制备EP 741 NP金属粉末，与同粒度范围染红的Al₂O₃夹杂物进行比例混合后，进行静电去夹杂，对静电去夹杂后的粉末进行Al₂O₃夹杂物数量的确定来检验去除夹杂能力。本发明所述等离子旋转电极所制备的EP 741 NP高温合金粉末球形度高，粒度分布集中，夹杂物Al₂O₃和染色剂具有成本低、制备步骤简单的优点；同时，染红的夹杂物在体视显微镜下与EP 741 NP高温合金粉末具有较高区分度，可以有效判断去夹杂效率，从而指导改进工艺提高设备去夹杂的能力。

技术领域

本发明属于高温合金制粉技术领域，特别涉及一种检验静电分离设备去除夹杂物能力的方法。

背景技术

EP741NP高温合金由俄罗斯研制成功并广泛应用于米格29、米格31战斗机、依尔-114民用机等合金涡轮盘和轴等关键部位，是俄罗斯高水平飞机气涡轮发动机零部件的重要组成材料。目前EP741NP高温合金主要使用等离子旋转电极方法制备。等离子旋转电极是利用低电压高电流的等离子弧作为热源，在密封的雾化室中将高速旋转的EP741NP合金棒料电极端部熔化，在离心力的作用下薄层液态金属雾化成极小的液滴飞射出去, 同时在惰性气体介质中以极快的速度进行冷却。飞射出去的小液滴由于表面张力的作用凝固成球形的粉末颗粒。利用等离子旋转电极法制备出的EP741NP高温合金粉末具有球形度高、粒度分布范围窄、细粉收得率高等特点。

利用等离子旋转电极法制备出来的EP741NP高温合金粉末中掺杂有不同于合金粉末的夹杂物，夹杂物主要来自于母合金的熔渣和陶瓷。合金中小缺陷将对材料性能产生明显影响，而小缺陷形成的重要原因之一就是粉末制造过程中引入的非金属夹杂，夹杂物的数量和尺寸将严重影响盘件的低周疲劳性能。因此，如何去除EP741NP高温合金粉末中的非金属夹杂，对获得高质量的航空发动机用的关键部件具有重要意义。与金属粉末尺寸差异较大的夹杂物使用分级筛分的方法，利用不同目数的筛网进行粒度分级把尺寸与球形合金粉末有较大区别的夹杂物筛分出来。而对于尺寸与合金粉末相近的夹杂物，主要使用静电分离设备去除夹杂物。目前我国主要采用的静电分离设备是三级静电分离器。静电分离器为密封室，工作气氛是高纯氩气，内装有3个旋转金属辊筒作为沉淀电极和与之相对的电晕电极及清理电极。其分离原理是利用不同材料导电的差异性进行静电分离。具有高压的电晕电极与接地的沉淀电极的电位差达到某一数值时，发生电晕放电现象，从而在两极间产生电晕电场，材料微粒进入电场后带电，在电力的作用下趋向被接地的沉淀电极表面。因为沉淀电极与电晕电极极性相反，每一个颗粒与沉淀电极接触后迅速产生放电，其中导电性能良好的粉末粒子迅速失去自己的电子，被离心力从滚筒上甩下，并被送至下一级清理，整个分离器具有三级清理，所有粉末依次经过这三级清理，最后落入合格粉收集罐中的是导电性很小的夹杂颗粒，如陶瓷、熔渣等，其失去电子的速度十分缓慢，因此附着在沉淀极表面。

由于非金属夹杂数量较少，颜色与合金粉末相接近，目前对于静电分离后夹杂物数量的判断主要通过尺寸差异进行分级筛分来确定，然而大部分夹杂物尺寸与合金粉末相差较小，难以通过分级筛分方法进行去除，因此，在研究过程中，采用合理的方法检测静电分离能力，提高静电分离的效率，成为了研究热点。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种检验静电分离设备去除夹杂物能力的方法，解决因为非金属夹杂尺寸与合金粉末相接近造成的无法利用分级筛分法来检验夹杂数量的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种检验静电分离设备去除夹杂物能力的方法，包括以下步骤：

a)制备EP741 NP高温合金粉末，选取直径为69mm，长度为400-500mm的EP741NP锻棒，使用等离子旋转电极方法制备粉末，采用的工艺参数为：转速10000r/min-13000r/min，电流800-1000A，电压50-60V，等离子枪头与锻棒距离保持30-40 mm；