Ćwiczenie 2

Badanie własności technologicznych i fizycznych są bardzo ważnym elementem w metalurgii proszków bowiem każdy producent powinien dostarczyć atest hutniczy zawierający wynik badań przewidzianych w normie i wymaganych przez zamawiającego .Własności technologiczne proszku wynikają z cech geometrycznych i fizykochemicznych i są ściśle z nimi powiązane .Dobór testów własności technologicznych niekiedy mają bardzo specyficzny charakter i są przeprowadzane dla proszków mających spełniać specjalne przeznaczenie .Do takich testów moglibyśmy zaliczyć np. próbę krycia związaną z produkcją lakierów .Naszym celem na ćwiczeniach było wykonanie bardzo znanych prób technologicznych które zostaną omówione w odpowiedniej kolejności zgodnej z przebiegiem ćwiczeń laboratoryjnych.

ANALIZA SITOWA ROZKŁADU WIELKOŚCI CZĄSTEK WYKONANA ZGODNIE Z PN-75/H-04933.

Analiza ta polega na przesiewaniu proszku przez zestaw sit o różnych wielkościach cząstek .Do ćwiczenia dostaliśmy proszek żelaza Fe który o masie m=500[g] przesiewaliśmy wstrząsając mechanicznie przez zestaw sit o wielkości oczek: 0,20; 0,20; 0,16; 0,10; 0,04; 0,071; 0,063; 0,056 [μm] .Proces przesiewania i oddzielenia się frakcji przebiegał ok.20 [min] .Po skończeniu doświadczenia ważyliśmy każdą frakcję z osobna na wadze elektronicznej tak aby sporządzić wykres słupkowy rozkładu wielkości cząstek proszków .Pobierając wyniki z doświadczenia sporządzamy tabelę .

TABELA 1

Wielkość oczek sitka [μm]	Masa poszczególnej frakcji [g]
0,20	0,07
0,16	0,78
0,10	183,8
0,071	0,31
0,063	0,32
0,056	0,26
0,040	284,67

Korzystając ze wzoru X_n=
możemy obliczyć udziały procentowe poszczególnych frakcji proszku gdzie:

m_n-masa danej frakcji [g]

m-masa całej frakcji [g]

Dla sit o danych wielkościach oczek:

Dla sita 0,20 [μm]

X₁=

Dla sita 0,16 [μm]

X₂=

Dla sita 0,10 [μm]

X₃=

Dla sita 0,071[μm]

X₄=

Dla sita 0,063μm]

X₅=

Dla sita 0,056μm]

X₆=

Dla sita 0,040μm]

X₇=

[%]

Korzystając z wyliczonych danych sporządzamy wykre kolumnowy (histogram) ujmujący zależność udziału procentowego danej frakcji od wielkości cząstek wyrażonych w [μm].

OZNACZENIE GĘSTOŚCI NASYPOWEJ WG PN-75/H-04930.

Gęstość nasypowa odgrywa bardzo ważną rolę w technologii . Jej znajomość ułatwia nam projektowanie prasowników ,urządzeń do transportu itd. .Pomiar gęstości nasypowej wykonujemy zgodnie z wyżej wymienioną normą która w Polsce nazywa się metodą A .Przebieg ćwiczenia polega na przesypaniu badanego proszku przez lejek Halla o wymiarach ściśle określonych Przesypujący się proszek wpada do niewielkiego naczynia o pojemności V=25[cm³] tak aby wypełniał go po brzegi

.Gęstość nasypowa jest definiowana jako iloraz masy nasypanego proszku do objętości jaką on zajmuje :

ρ_n=

W naszym przypadku wykonywaliśmy pomiar proszku żelaza o trzech różnych wielkościach cząstek .

0,1 ; 0,4 [μm] .

Dla proszku o wielkości 0,1 [μm] .

m=56,57 [g]
ρ_n=

Dla proszku o wielkości 0,4 [μm] .

m=60,7 [g]
ρ_n=

OZNACZENIE GĘSTOŚCI NASYPOWEJ Z USADEM WG PN-77/H-04950

Pomiar gęstości nasypowej z usadem polega na wsypaniu 50 [g] proszku do cylindra pomiarowego ze skali którego odczytujemy początkową objętość .Następnie lekko wstrząsamy kolbą przez pewien okres do momentu zminimalizowania objętości .Po wykonaniu tych prostych czynności notujemy objętość proszku z usadem .Zależność na gęstość proszku z usadem wyraża wzór:

ρ_u=
V_u- Objętość proszku z usadem .

Dla proszku o wymiarach 0,1 [μm]

ρ_u=

Dla proszku o wymiarach 0,04 [μm]

ρ_u=

Ponieważ znamy gęstość nasypową oraz gęstość nasypową z usadem dla badanego proszku żelaza możemy wyznaczyć współczynnik tarcia zwany także współczynnikiem Hausnera .Zgodnie ze wzorem na wskaźnik tarcia I_f=

Dla proszku o wielkości 0,1 [μm] mamy że I_f=
=1,106

Dla proszku o wielkości 0,071 [μm] mamy że I_f=
=0,983

Widzimy stąd że cząstki żelaza o wielkości 0,071 [μm] mają mniejszy wskaźnik tarcia .

WYZNACZENIE SYPKOŚCI PROSZKU WGPN-82/H-04935.

Sypkością nazywamy zdolność materiału do jego przesypywania .Miarą sypkości jest czas przesypywania się określonej masy próbki . Proszek żelaza przesypujemy przez naczynie o znormalizowanych wymiarach najczęściej jest to lejek Halla .

Sypkość proszku obliczamy zgodnie ze wzorem :

X=t*f gdzie ; t-oznacza czas przesypywania się proszku

f-oznacza współczynnik korygujący.

Ponieważ przy częstym wykonywaniu pomiaru następuje zużycie materiału lejka na skutek sił tarcia proszku metalu o ścianki lejka , należało wprowadzić współczynnik korygujący .

100 [cm³] wody o temperaturze 20 ⁰C powinno wypływać z lejka w czasie 25,3 [s] .Czas jaki rzeczywiście upływa przy przelewaniu wody nazywamy cechą lejka C.

Współczynnik korygujący wyraża się zatem wzorem :

f=
.Ponieważ jednak na ćwiczeniach nie wykonywaliśmy pomiaru cechy lejka wypada nam tylko w tym przypadku założyć ,że lejek był nie zużyty zakładając f=1

.Wynik pomiaru sypkości sporządzamy tabelarycznie .

Wielkość cząstek Proszku [μm]	Sypkość i czas przesypywania się proszku X=t*1
0,1	30
0,04	27

Widzimy że,wraz ze wzrostem wymiarów cząstek sypkość maleje.

---