عملية تفتيت مسحوق المعدن بالذرات

طريقة لتحضير المسحوق عن طريق صدم أو تكسير سوائل المعادن أو السبائك إلى قطرات صغيرة بواسطة سائل سريع الحركة (وسط ذري)، ثم تكثيفها إلى مسحوق صلب. يُعدّ الذر أفضل طريقة لإنتاج مسحوق مخلوط بالكامل، وهو ما يُسمى بالمسحوق المُسبك مسبقًا. لا يقتصر الأمر على أن كل جسيم من المسحوق له نفس التركيب الكيميائي الموحد لسبيكة منصهرة معينة، بل يُحسّن أيضًا البنية البلورية بفضل التصلب السريع، ويزيل الفصل الكلي في المرحلة الثانية.

يمكن تقسيم طريقة الذرة إلى نوعين: "طريقة التدفق المزدوج" (سحق تدفق السائل سبيكة عن طريق تدفق وسط الذرة) و "طريقة التدفق الفردي" (سحق تدفق السائل سبيكة بطرق أخرى). 846 تنقسم الطريقة الأولى إلى وسط ذرة غاز (هيليوم، ضباب، نيتروجين، هواء) وسائل (ماء، زيت)، والأخيرة مثل الذرة الطاردة المركزية والذرة الفراغية للغاز المذاب.

أكثر الطرق استخدامًا هي التذرية الغازية والتذرية المائية. في عملية التذرية، يُصهر المعدن الخام في سائل سبيكة مؤهل (مُسخّن بدرجة حرارة تتراوح بين ١٠٠ و١٥٠ درجة مئوية) في فرن كهربائي أو حثي، ثم يُحقن في وعاء تونديش فوق فوهة التذرية. يتدفق سائل السبائك من الفتحة السفلية للتونديش، ويتفتت إلى قطرات صغيرة عند التقاءه بتدفق هواء أو ماء عالي السرعة عبر الفوهة. بشكل عام، تكون جزيئات المسحوق المُذراة بالغاز الخامل مستديرة الشكل وذات أقل محتوى من الأكسجين (أقل من L00 × 10⁻) ويمكن تحويلها إلى منتجات مكثفة مباشرةً باستخدام تقنيات التشكيل الحراري مثل الضغط المتساوي الاتزان الساخن. تتميز معظم جزيئات المسحوق المُذراة بالماء بشكل غير منتظم ومحتوى عالٍ من الأكسجين (أكثر من ٦٠٠ × 10⁻) وتحتاج إلى التلدين، لكنها تتميز بقابلية ضغط جيدة ويمكن تشكيلها بالضغط البارد ثم تلبيدها في أجزاء ميكانيكية.

طريقة التذرية المذكورة أعلاه سهلة التصنيع بكميات كبيرة، ولكن نظرًا لاتصال سائل السبائك بالخبث وبوتقة الصهر، فمن المحتم إدخال شوائب غير معدنية في المسحوق الناتج. لذلك، ووفقًا لمبدأ ESR، قامت شركة سودرفورس للبودرة السويدية أولًا بتغيير جهاز التونديش بسعة 7 أطنان إلى جهاز تسخين كهربائي للخبث (ESR)، مما أدى إلى تقليل محتوى الشوائب غير المعدنية في مسحوق الفولاذ عالي السرعة عن طريق التذرية بالنيتروجين إلى عُشر المحتوى الأصلي، وزيادة قوة انحناء مسحوق الفولاذ عالي السرعة ASP من 3500 ميجا باسكال إلى أكثر من 4000 ميجا باسكال.

لتجنب تلوث الأكسيد بشكل كامل وفعال، يتم استخدام طريقة التذرية أحادية التدفق، مثل طريقة التذرية بالقطب الدوار (انظر طريقة القطب الدوار). بالإضافة إلى ذلك، يمكن لطريقة التذرية الفراغية إنتاج مسحوق كروي عالي النقاء. وتتمثل الفكرة في: عندما يتعرض سائل السبائك الغازية المشبعة تحت الضغط، فجأةً للفراغ، يتسرب الغاز المذاب ويتمدد، مما يؤدي إلى تذرية سائل السبائك، ثم تكثفه إلى مسحوق. أما بالنسبة لسبائك النيكل والنحاس والكوبالت والحديد والألومنيوم، فيمكن استخدام طريقة إذابة الهيدروجين للحصول على مسحوق تذرية غازية مذابة فراغيًا.