Procés de trituració d'atomització de pols metàl·lica

Mètode per preparar pols mitjançant la pressió o la ruptura de líquids metàl·lics o d'aliatges en petites gotes per un fluid de moviment ràpid (medi atomitzador) i després condensant-les en pols sòlida. L'atomització és el millor mètode per produir pols completament aliada, que s'anomena pols prealiada. Cada partícula de la pols no només té la mateixa composició química uniforme que la d'un aliatge fos determinat, sinó que també refina l'estructura cristal·lina a causa de la solidificació ràpida i elimina la macrosegregació de la segona fase.

El mètode d'atomització es pot dividir en dos tipus: el "mètode de dos fluxos" (trituració del flux de líquid d'aliatge mitjançant el flux del medi atomitzador) i el "mètode de flux únic" (trituració del flux de líquid d'aliatge per altres vies). El primer es divideix en medi d'atomització gasós (heli, boira, nitrogen, aire) i líquid (aigua, oli), i el segon com l'atomització centrífuga i l'atomització al buit amb gas dissolt.

Els mètodes més utilitzats són l'atomització amb gas i l'atomització amb aigua. En el procés d'atomització, el metall cru es fon en un líquid d'aliatge qualificat (sobreescalfat a 100 ~ 150 °C) en un forn elèctric o d'inducció i després s'injecta en una artesa situada a sobre del broquet d'atomització. El líquid d'aliatge surt del forat inferior de l'artesa i s'atomitza en petites gotes quan es troba amb un flux d'aire o aigua d'alta velocitat a través del broquet. En general, les partícules de pols atomitzades amb gas inert tenen forma rodona amb el contingut d'oxigen més baix (per sota de L00 × 10) i es poden convertir en productes densificats directament mitjançant tècniques de termoformat com ara el premsat isostàtic en calent. La majoria de les partícules de pols atomitzades amb aigua tenen una forma irregular, un alt contingut d'oxigen (per sobre de 600 × 10) i necessiten ser recuit, però tenen una bona compressibilitat i es poden formar mitjançant premsat en fred i després sinteritzar en peces mecàniques.

El mètode d'atomització esmentat anteriorment és fàcil d'industrialitzar en grans quantitats, però com que el líquid d'aliatge està en contacte amb l'escòria i el gresol refractari, és inevitable que s'introdueixin inclusions no metàl·liques a la pols resultant. Per tant, segons el principi ESR, Soderfors Powder Company de Suècia va canviar primer la reixeta de pastisseria amb una capacitat de 7 T per un dispositiu ESR (escalfament d'electroescòria), el contingut d'inclusions no metàl·liques a la pols d'acer d'alta velocitat mitjançant atomització de nitrogen es va reduir a 1/10 del contingut original, i la resistència a la flexió de l'acer d'alta velocitat en pols ASP va augmentar de 3500 MPa a més de 4000 MPa.

La mesura per evitar la contaminació amb òxid de manera completa i eficaç és adoptar el mètode d'atomització de "flux únic", per exemple, el mètode d'atomització d'elèctrode rotatiu (vegeu el mètode d'elèctrode rotatiu). A més, hi ha un mètode d'atomització de solució al buit que també pot produir pols esfèrica d'alta puresa. El principi és: quan el gas sobresaturat del líquid d'aliatge sota pressió s'exposa sobtadament al buit, el gas dissolt s'escaparà i s'expandirà, provocant l'atomització del líquid d'aliatge i després condensant-se en pols. Per als aliatges de matriu de níquel, coure, cobalt, ferro i alumini, es pot utilitzar el mètode de dissolució d'hidrogen per aconseguir la pols d'atomització de gas dissolt al buit.