Глава 1. Классификация методов получения порошков (стр. 7 )

Рис. 91Диапазон определения Рис. 92. Устройство для рассеивания порошков дисперсного состава порошков по фракциям различными методами

ности > 1,5 г/см3 или 50 г в других случаях) просеивают через набор стандартных сеток (сит) с отверстиями различного размера (табл. 24) в соответствии с ГОСТ 3584—73; номер сетки определяется размером ее отверстий в свету. Сетки № 000—016 ткут из мягкой отожженной бронзовой проволоки марки БрОФ 6,5—0,15, а № 000—1 — из полутомпака марки Л80. Сита должны быть круглыми с размерами обечайки (не менее): диаметр 100, глубина 25 и высота 40 мм. Используют специальное устройство (рис. 92), работающее по принципу вращательного движения со скоростью вращения 300 ± 15 об/мин при одновременном встряхивании с равномерной частотой 180 ± 10 в минуту. Продолжительность рассева пробы составляет 30 мин, если применяют сита с сетками № 000 и менее. При сетках более крупных продолжительность рассева определяют из опыта и она должна быть такой, чтобы при кон-

Таблица 24. Характеристика проволочных сеток с квадратными отверстиями (ГОСТ 3584—73)

Номер сетки	Номинальный размер стороны отверстия в свету, мкм	Номинальный диаметр про­волоки, мкм	Число отвер­стий на ли­нейном дюйме (число меш)	Живое сечение сетки (доля площади отверстий), %
004	40	30	363	32,7
0045	45	36	314	30,9
005	50	36	295	33,8
0056	56	40	265	34,0
0063	63	40	242	37,4
0071	71	50	210	34,4
008	80	50	195	37,9
009	90	60	170	36,0
01	100	60	154	39,1
0112	112	80	132	34,0
0125	125	80	124	37,2
014	140	90	ПО	37,0
016	160	100	98	37,9
018	180	120	85	36,0
02	200	120	79	39,1
0224	224	120	74	42,4
025	250	120	69	45,6
028	280	140	60	44,4
0315	315	160	53	44,0
0355	355	160	49	47,0
04	400	160	45	51,0
045	450	200	39	47,9
05	500	250	34	44,4
056	560	250	31	47,8
063	630	300	27	45,9
07	700	300	25	49,0
08	800	300	23	53,0
09	900	400	20	47,9
1	1000	400	18	51,0

трольном просеивании в течение 2 мин через самое мелкое сито в наборе проходило < 0,5 % массы взятой пробы.

В США применяют свою шкалу сеток. За основу принято сито с размером отверстий в свету 0,074 мм. Есть основной ряд сит с модулем = 1,414 и дополнительный ряд с модулем = 1,189 (модулем называют постоянное соотношение размеров отверстий двух сит, смежных в наборе, т. е. следующих одно за другим). Размер отверстий любого сита кратен 0,074 мм. Например, размер отверстий следующего за основным более крупного сита составляет 0,074 = О.104 мм, затем 0,104 = 0,147 мм и т. д. Для вычисления размера отверстий сит дополнительного ряда пользуются- модулем . В этой системе номер сита указывают в мешах (число меш означает число отверстий на одном линейном дюйме, равном 25,4 мм). Диаметр проволоки d каждого сита равен размеру отверстия а, который определяют по формуле а =d = 25,4/2т, где т — число меш. Например, для сита 200 меш размер отверстия составляет

а = 25,47/(2.200) = 0,0635 мм =63,5 мкм.

Для любой шкалы сеток зависимость между размером отверстия а (мм), диаметром проволоки d (мм), числом меш т и живым сечением сетки SС (%) — относительной площадью отверстий, выражается так:

M=25,4/(a+d);

SС = 0,155 (25,4— md)2; .

Долю порошка, оставшуюся на сите при просеве, называют плюсовой фракцией, а прошедшую через сито — минусовой фракцией. Кроме того, часто термином «субситовая фракция» обозначают долю порошка, прошедшего через сетку с наименьшим размером отверстий в данном наборе сит.

Сухие и чистые сита устанавливают одно над другим в такой последовательности, чтобы наверху была сетка с самыми крупными отверстиями, а внизу — с самыми маленькими; набор сит снизу заканчивается обечайкой со сплошным дном — поддоном. После рассева каждую фракцию порошка, находящуюся на сетке с отверстиями определенного размера, высыпают из сит, начиная с сита с наибольшими отверстиями. Содержимое на сите осторожно стряхивают на одну сторону и пересыпают на глянцевую бумагу. Порошок, приставший к сетке или рамке сита, осторожно протирают мягкой кистью через сетку в следующее сито с меньшими отверстиями. Фракцию, высыпанную на глянцевую бумагу, взвешивают с точностью до 0,01 г. Сумма масс всех фракций должна составлять > 99 % от массы анализируемой пробы. Разницу между этой суммой и массой пробы следует распределить по всем анализируемым фракциям пропорционально их массе. Относительное содержание каждой из фракций вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

Х = (Gп/G)100, (4.3)

где Gп — масса данной фракции порошка, г; G — масса испытываемой пробы, г,

Фракцию, количество которой составляет < 0,1 % , обозначают как «следы». Для каждого порошка ситовый анализ проводят не менее двух раз. Расхождение между параллельными определениями соответствующих фракций не должно превышать 3 %. За величину, характеризующую количество фракции, принимают среднее арифметическое результатов параллельных определений. Результаты ситового анализа записывают по определенной форме. Например, фракция порошка, прошедшая через сетку № 000, но оставшаяся на сетке № 01 с более мелкими отверстиями, обозначается как — 0125 +01 или — 125 +100 мкм; рядом указывают ее процентное содержание. Для каждой фракции может быть указан средний размер ее части dСр, определяемый как среднее арифметическое размеров отверстий плюсового и минусового сит. Например, для указанной фракции порошка средний размер частиц равен

dср.=(125+100)/2 =112,5 мкм

Зная средний арифметический размер частиц в каждой фракции di и ее массу mi, можно рассчитать средний размер частиц порошка dп. ср'.

(4.4)

Благодаря простоте и быстроте выполнения ситовый анализ является основным методом контроля зернистости в порошковой металлургии. Его существенным недостатком является то, что минимальный размер отверстий в сетках составляет 40 мкм (отметим, что в СССР есть ограниченное производство сеток с отверстиями 25 — 30 мкм, а за рубежом выпускают сетки с размером отверстий от 5 мкм), т. е. очень мелкие порошки не поддаются ситовому анализу. Кроме того, форма частиц может внести искажение в результаты ситового анализа. Например, дискообразные частицы в каком-то количестве задерживаются на сетке с размером отверстий больше их поперечного размера, а вытянутые иглообразные частицы проходят через сито с отверстиями меньше их длины. Поэтому ГОСТ 18318 — 73 на анализ порошков с частицами такой формы не распространяется.

При работе с ситами, размер отверстий которых < 40 мкм (особенно в случае размером 5 — 25 мкм), целесообразно использовать гидравлический метод разделения частиц: навеску порошка в сите помещают под струю воды (или другой смачивающей порошок жидкости) и промывку осуществляют до полного просветления промывающей жидкости.

Возможны и другие приемы воздействия на навеску порошка в наборе сит, например применение воздушных по токов при ситовом анализе взамен механического воздействия, также вакуума, ультразвуковых и звуковых колебаний, электрического поля и т. д.

Микроскопический анализ. Анализ проводят по ГОСТ 23402—71 для определения размеров частиц от 1 до 100 мкм при их сферической или полиэдрической форме. Измерение и подсчет частиц проводят под оптическим микроскопом визуально или автоматически. За размер частицы принимают при визуальном наблюдении максимальную хорду частицы в горизонтальном или вертикальном направлениях, при автоматическом измерении — хорду частицы в горизонтальном направлении.