Forstøvning af metalpulver og findelingsprocessen

Metode til fremstilling af pulver ved at presse metal- eller legeringsvæsker ned i små dråber med en hurtigtbevægelig væske (forstøvningsmedium) og derefter kondensere dem til et fast pulver. Forstøvning er den bedste metode til at producere fuldt legeret pulver, som kaldes prælegeret pulver. Hver partikel i pulveret har ikke kun den samme ensartede kemiske sammensætning som en given smeltet legering, men forfiner også den krystallinske struktur på grund af hurtig størkning og eliminerer makroseparation af den anden fase.

Forstøvningsmetoden kan opdeles i to typer: "To-flow-metoden" (knusning af legeringsvæskestrøm ved hjælp af forstøvningsmediumstrøm) og "Enkelt-flow-metoden" (knusning af legeringsvæskestrøm på andre måder). Førstnævnte er opdelt i gasformige (helium, tåge, nitrogen, luft) og flydende (vand, olie) forstøvningsmedier, sidstnævnte såsom centrifugalforstøvning og vakuumforstøvning af opløst gas.

De mest anvendte metoder er gasforstøvning og vandforstøvning. I forstøvningsprocessen smeltes råmetallet til en kvalificeret legeringsvæske (overophedet 100 ~ 150 °C) i en elektrisk eller induktionsovn og sprøjtes derefter ind i en tragt placeret over forstøvningsdysen. Legeringsvæsken strømmer ud fra tragtens bundhul og forstøves til små dråber, når den møder højhastighedsluft eller vandstrøm gennem dysen. Generelt er inertgasforstøvede pulverpartikler runde i formen med det laveste iltindhold (under L00 × 10) og kan fremstilles til komprimerede produkter direkte ved termoformningsteknikker såsom varmisostatisk presning. De fleste vandforstøvede pulverpartikler har en uregelmæssig form, et højt iltindhold (over 600 × 10) og skal udglødes, men de har god kompressibilitet og kan formes ved koldpresning og derefter sintres til mekaniske dele.

Den ovennævnte forstøvningsmetode er let at industrialisere i store mængder, men fordi legeringsvæsken er i kontakt med slaggen og den ildfaste digel, er det uundgåeligt, at ikke-metalliske indeslutninger introduceres i det resulterende pulver. Derfor ændrede Söderfors Pulverfirma i Sverige i henhold til ESR-princippet først en tragt med en kapacitet på 7 T til en ESR-enhed (elektroslagopvarmning). Indholdet af ikke-metalliske indeslutninger i pulveret af hurtigstål blev reduceret til 1/10 af det oprindelige indhold ved nitrogenforstøvning, og bøjningsstyrken af ​​ASP-pulveret af hurtigstål blev øget fra 3500 MPa til over 4000 MPa.

Foranstaltningen til fuldstændig og effektiv undgåelse af oxidkontaminering er at anvende "Single-flow"-forstøvningsmetoden, for eksempel roterende elektrodeforstøvningsmetoden (se roterende elektrodemetode). Derudover findes der en vakuumopløsningsforstøvningsmetod, der også kan producere sfærisk pulver med høj renhed. Princippet er: Når den overmættede legeringsvæskegas under tryk pludselig udsættes for vakuum, vil den opløste gas undslippe og udvide sig, hvilket forårsager forstøvning af legeringsvæsken og derefter kondenseres til pulver. For nikkel-, kobber-, kobolt-, jern- og aluminiummatrixlegeringer kan metoden med opløsning af hydrogen anvendes til at opnå vakuumopløst gasforstøvning af pulver.