Effet de la taille des billes de broyage sur le comportement de broyage du broyeur à boulets planétaire

Quandfraisage à billesDe la poudre de Fe, des billes de broyage de trois diamètres de Φ15, Φ10 et Φ5 ont été utilisées. Au cours de l'expérience, 5 ml d'éthanol absolu ont été ajoutés comme additif toutes les 2 heures. Du point de vue de l’effet de raffinage des poudres, le processus de broyage à boulets des trois groupes d’expériences a été divisé en trois étapes. La poudre a été rapidement raffinée en 0,15 h, puis la vitesse de raffinage a ralenti. Correspondant aux trois diamètres de bille de Φ15, Φ10 et Φ5, lorsque le temps de broyage à billes atteint respectivement 3h, 4h et 6h, le taux de raffinement diminue encore et les tailles critiques de poudre correspondantes à ce moment sont d'environ 7μm, 5μm et 3μm respectivement. Avant la taille critique, le taux de raffinement des grosses boules est plus élevé, tandis qu'après avoir dépassé la taille critique, le taux de raffinement des petites boules devient plus élevé. Le logarithme de la taille des particules de poudre dans les deux dernières étapes est approximativement linéaire avec le temps de broyage à boulets. Cette situation apparaît également dans les résultats expérimentaux dans d’autres conditions de procédé. Les tailles moyennes de particules des trois groupes d'expériences après broyage à boulets pendant 16 heures étaient respectivement de 3,125 µm, 2,11 µm et 1 µm.
Le phénomène ci-dessus doit être lié à la quantité d'énergie transportée par la bille de broyage, à la fréquence de contact entre la bille de broyage et la poudre et à la forme initiale de la poudre de Fe. La poudre de Fe originale a une forme irrégulière grossière, presque équiaxiale et se brise facilement par collision tridimensionnelle lors du broyage initial. Au cours du processus de raffinage ultérieur, les particules de poudre deviennent progressivement plus plates en raison des effets continus de bouleversement et de roulement des billes de broyage, ce qui entraîne une direction de collision des particules individuelles unique, entraînant une diminution de l'efficacité du raffinage ultérieur. Plus le diamètre de la bille est grand, plus la bille transfère d'énergie à la poudre lors de chaque collision, ce qui favorise le raffinement rapide de la poudre grossière, mais le nombre de grosses billes est bien inférieur au nombre de petites billes (à la même rapport bille/matériau, le nombre de billes est le même que le nombre de billes) (inversement proportionnel au diamètre du cube), il y a peu de points de collision entre billes, donc lorsque la poudre est raffinée dans une certaine mesure, le la probabilité de capturer la poudre devient plus petite et, selon la règle générale du raffinement des matériaux, à mesure que la poudre est raffinée au cours du processus, l'augmentation de l'énergie de surface peut rendre difficile un raffinement ultérieur. L'énergie transportée par la petite boule est faible et l'efficacité de raffinage lors du broyage de poudre grossière est inférieure à celle de la grosse boule. Cependant, en raison de ses nombreux points de collision, la probabilité de capturer de la poudre fine est plus grande et l'effet de broyage est plus fort que celui de la grosse boule. Par conséquent, pour la poudre fine, l'effet d'écrasement des petites boules avec un grand nombre de petites énergies est plus important que celui des grosses boules. Par rapport à un groupe de boules plus grosses, la répartition granulométrique de la poudre n’est pas aussi concentrée que celle d’un groupe de petites boules. Cela est évidemment dû à la probabilité que la bille de broyage capture la poudre. .
Pour les expériences avec un grand nombre de petits groupes de billes, le caractère aléatoire et le chaos de la collision bille-bille lors du broyage à billes ont augmenté, rendant la distribution de poudre plus uniforme. Les expériences ci-dessus ont été réalisées avec un faible facteur de remplissage (1:5). Si le facteur de remplissage augmente ou si la vitesse de rotation est modifiée, les conditions de fonctionnement du matériau seront supposées changer en fonction des raisons analysées. Les résultats de cette expérience indiquent que le comportement de broyage des broyeurs planétaires à boulets est étroitement lié à la taille des boulets de broyage.