ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЧЕСКОГО ДОЗИРОВАННОГО ЗАПОЛНЕНИЯ ПРЕСС-ФОРМ ПОРОШКАМИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Экспериментально обоснована эффективность методики автоматического дозированного заполнения пресс-форм тонкодисперсными порошками ферромагнитных материалов, не  имеющими естественной текучести. В рассматриваемом устройстве для обеспечения  устойчивой текучести порошков на дисперсную систему в бункере воздействуют  переменным (частотой 50 Гц) неоднородным магнитным полем, силовые линии которого  расположены вертикально с более высоким градиентом индукции в области образования  принудительной текучести, и постоянным магнитным полем с горизонтальными силовыми  линиями. При определенных параметрах магнитных полей дисперсная система переходит в  динамически устойчивое взвешенное состояние, т.е. образуется магнитоожиженный слой и  порошок перетекает в дозатор. Представлены результаты экспериментального исследования влияния индукции постоянного и градиента индукции переменного магнитных полей на  массовую скорость истечения порошков феррита бария (средний размер частиц dср = 1  мкм) и феррита стронция (dср = 1, 9 и 50 мкм) через отверстие диаметром 2 мм. Из  приведенных экспериментальных зависимостей следует, что для порошков ферритов бария  и стронция, имеющих dср = 1 мкм, массовая скорость транспортировки порошков в дозатор  достигает максимума при индукции постоянного магнитного поля 15,7 мТл и градиенте  индукции переменного магнитного поля 593 мТл/м и составляет 96,9 и 181,1 мг/с  соответственно. На основе анализа экспериментальных данных показано, что минимальная  относительная погрешность массы порошка феррита стронция с dср = 1 мкм,  просыпавшегося в дозатор, наблюдается при режимах электромагнитного воздействия,  обеспечивающих наибольшую текучесть дисперсного материала, и составляет 2,1–2,3 %.

1. Jose Manuel Valverde Millan. Fluidization of fine powders: Cohesive versus dynamical aggregation. Netherlands: Springer Science and Business Media, 2012.

2. De Vicente J., Klingenberg D.J., Hidalgo-Alvarez R. Magnetorheological fluids: A review // Soft Matter. 2001. Vol. 7. No. 8. P. 3701—3710.

3. See H. Field dependence of the response of a magnetorheological suspension under steady shear flow and squeezing flow // Rheologica Acta. 2003. Vol. 42. No. 1. P. 86—92.

4. Gadipelly Thirupathi, Rajender Singh. Magneto-viscosity of MnZn-ferrite ferrofluid // Phys. B: Condensed Matter. 2014. Vol. 448. P. 346—348. DOI: 10.1016/j.physb.2014.03.042.

5. Hristov J.Y. Rheology of magnetizable powders related to the mechanics of magnetically stabilized beds (gas-solid systems) // Proc. 5th Europ. Rheology Conf. / Eds. I. Emri, R. Cvelbar. Portoroz, Slovenia, 1998. P. 133—134.

6. Espin M.J., Quintanilla M.A.S., Valverde J.M. Effect of particle size polydispersity on the yield stress of magneto fluidized beds as depending on the magnetic field orientation // Chem. Eng. J. 2015. Vol. 277. P. 269—285. DOI: 10.1016/j.cej.2015.04.124.

7. Espin M.J., Valverde J.M., Quintanilla M.A.S. Stabilization of fluidized beds of particles magnetized by an external field: effects of particle size and field orientation // J. Fluid Mech. 2013. Vol. 732. P. 282—303. DOI: 10.1017/jfm.2013.403.

8. Егоров И.Н., Егорова С.И., Вернигоров Ю.М. Способ измельчения магнитных материалов и устройство для его осуществления: Пат. 2306180 (РФ). 2007.

9. Chou T., Nishizawa G., Hatakeyama M., Ishizaka C. Method for compacting powder in magnetic field, and method for producing rare-earth sintered magnet: Pat. 7416613 (US). 2008.

10. Okumura S., Nakamura A. Method for manufacturing rare earth magnet and powder compacting apparatus: Pat. 2003/0209842 (US). 2003.

11. Федорченко И.М., Францевич И.Н., Радомысельский И.Д. и др. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник / Под ред. И.М. Федорченко. Киев: Наук. думка, 1985.

12. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.: Химия, 1987.

13. Im Doo Junga, Jang Min Parkb, Ji-Hun Yuc, Tae Gon Kangd, See Jo Kime, Seong Jin Parka. Particle size effect on the magneto-rheological behavior of powder injection molding feedstock // Mater. Charact. 2014. Vol. 94. P. 19—25. DOI: 10.1016/j.matchar.2014.05.004.

14. Sagava M. Development and prospect of the Nd— Fe—B sintered magnets // Proc. 21st Int. Workshop on REPM and their Applications (Bled, Slovenia, 2010). P. 183—410.

15. Popov A.G., Shitov A.V., Gerasimov E.G., Vasilenko D.Yu., Govorkov M.Yu., Bratushev D.Yu., Vyatkin V.P., Shunyaev K.Yu., Mikhailova T.L. Preparation of sintered Nd— Fe—B magnets by pressless process // Phys. Met. Metallogr. 2012. Vol. 113. No. 4. P. 331—340.

16. Андрианов Е.И. Методы определения структурно-механических характеристик порошкообразных материалов. М.: Химия, 1982.

17. Левин Б.Е., Третьяков Ю.Д., Летюк Л.М. Физико- химические основы получения, свойства и применение ферритов. М.: Металлургия, 1979.

18. Тышковский Б.С., Блохин Г.В. Бункер для подачи порошковой шихты: А.с. 1177053 (СССР). 1985.

19. Машек А.У., Ходкин В.М., Сеутин В.И. Устройство для дозирования порошка: А.с. 935212 (СССР). 1982.

20. Биткина Н.С., Вернигоров Ю.М., Егорова С.И., Лемешко Г.Ф. Устройство для заполнения пресс-форм магнитожестким материалом: А.с. 1801784 (РФ). 1993.

21. Юматов А.И., Гладков Г.И., Тихонов В.С. Устройство для прессования порошков феррита бария: А.с. 535142 (СССР). 1976.

22. Егоров И.Н., Егорова С.И., Черный А.И. Способ заполнения пресс-форм тонкодисперсными порошками магнитожестких материалов и устройство для его осуществления: Евраз. пат. 022640. 2016.

23. Egorov I.N., Egorova S.I. Effect of electromagnetic action on dispersed composition on milling ferromagnetic materials in a hammer mill // Rus. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. No. 4. P. 371—374.