Proceso de pulverización por atomización de polvo metálico

Método para preparar polvo mediante la colisión o fragmentación de líquidos metálicos o de aleación en pequeñas gotas mediante un fluido de movimiento rápido (medio atomizador) y su posterior condensación en polvo sólido. La atomización es el mejor método para producir polvo completamente aleado, denominado polvo prealeado. Cada partícula de polvo no solo tiene la misma composición química uniforme que la de una aleación fundida dada, sino que también refina la estructura cristalina gracias a la rápida solidificación y elimina la macrosegregación de la segunda fase.

El método de atomización se puede dividir en dos tipos: el "método de dos flujos" (trituración del flujo de líquido de aleación mediante el flujo del medio de atomización) y el "método de flujo único" (trituración del flujo de líquido de aleación por otros medios). 846 el primero se divide en medio de atomización de gas (helio, niebla, nitrógeno, aire) y líquido (agua, aceite), el último como atomización centrífuga y atomización al vacío de gas disuelto.

Los métodos más utilizados son la atomización con gas y la atomización con agua. En el proceso de atomización, el metal en bruto se funde en un líquido de aleación calificado (sobrecalentado a 100 ~ 150 °C) en un horno eléctrico o de inducción, y luego se inyecta en una artesa ubicada sobre la boquilla de atomización. El líquido de aleación fluye desde el orificio inferior de la artesa y se atomiza en pequeñas gotas al encontrarse con un flujo de aire o agua a alta velocidad a través de la boquilla. En general, las partículas de polvo atomizadas con gas inerte tienen forma redonda con el menor contenido de oxígeno (por debajo de L00 × 10) y se pueden convertir en productos densificados directamente mediante técnicas de termoformado como el prensado isostático en caliente. La mayoría de las partículas de polvo atomizadas con agua tienen forma irregular, alto contenido de oxígeno (por encima de 600 × 10) y necesitan ser recocidas, pero tienen buena compresibilidad y se pueden formar mediante prensado en frío y luego sinterizar en piezas mecánicas.

El método de atomización mencionado es fácil de industrializar en grandes cantidades, pero debido al contacto del líquido de aleación con la escoria y el crisol refractario, es inevitable la introducción de inclusiones no metálicas en el polvo resultante. Por lo tanto, según el principio ESR, la empresa sueca Soderfors Powder Company transformó su distribuidor de 7 toneladas en un dispositivo ESR (calentamiento por electroescoria). Mediante la atomización con nitrógeno, el contenido de inclusiones no metálicas en el polvo de acero rápido se redujo a una décima parte del original, y la resistencia a la flexión del acero rápido en polvo ASP aumentó de 3500 MPa a más de 4000 MPa.

La medida para evitar la contaminación por óxido de forma completa y eficaz es adoptar el método de atomización de flujo único, por ejemplo, el método de atomización con electrodo rotatorio (véase el método de electrodo rotatorio). Además, existe un método de atomización en solución al vacío que también puede producir polvo esférico de alta pureza. El principio es el siguiente: cuando el líquido de aleación sobresaturado en gas se expone repentinamente al vacío, el gas disuelto se escapa y se expande, provocando la atomización del líquido de aleación y su posterior condensación en polvo. Para las aleaciones de matriz de níquel, cobre, cobalto, hierro y aluminio, se puede utilizar el método de disolución de hidrógeno para lograr el polvo de atomización de gas disuelto al vacío.