Metallipulbri pihustamise peenestamisprotsess

Meetod pulbri valmistamiseks, mille käigus metalli- või sulamvedelikud pritsitakse või purustatakse muul viisil kiiresti liikuva vedeliku (pihustuskeskkonna) abil pisikesteks tilkadeks ja seejärel kondenseeritakse need tahkeks pulbriks. Pihustamine on parim meetod täielikult legeeritud pulbri, mida nimetatakse eellegeeritud pulbriks, saamiseks. Igal pulbri osakesel on mitte ainult sama ühtlane keemiline koostis kui antud sulal sulamil, vaid see täpsustab ka kristallilist struktuuri kiire tahkumise tõttu ja kõrvaldab teise faasi makrosegregatsiooni.

Pihustamismeetodit saab jagada kahte tüüpi: "kahevoolumeetod" (sulami vedelikuvoo purustamine pihustuskeskkonna voolu abil) ja "ühevoolumeetod" (sulami vedelikuvoo purustamine muul viisil). Esimene jaguneb gaasiliseks (heelium, udu, lämmastik, õhk) ja vedelaks (vesi, õli) pihustuskeskkonnaks, teine ​​​​näiteks tsentrifugaalpihustamine ja lahustunud gaasi vaakumpihustamine.

Kõige laialdasemalt kasutatavad meetodid on gaasipihustamine ja veepihustamine. Pihustamisprotsessis sulatatakse toormetall elektri- või induktsioonahjus kvalifitseeritud sulamvedelikuks (ülekuumendatud temperatuurini 100–150 °C) ja seejärel süstitakse see pihusti otsiku kohal asuvasse tsentrifuugimiskambrisse. Sulamvedelik voolab tsentrifuugimiskambri põhjast välja ja pihustub väikesteks tilkadeks, kui see kohtub tsentrifuugimiskambris kiire õhu- või veevooluga. Üldiselt on inertgaasiga pihustatud pulbriosakesed ümmarguse kujuga ja madalaima hapnikusisaldusega (alla L00 × 10) ning neist saab otse termoformimistehnikate, näiteks kuuma isostaatilise pressimise abil tihendatud tooteid valmistada. Enamikul veega pihustatud pulbriosakestest on ebakorrapärane kuju, kõrge hapnikusisaldus (üle 600 × 10) ja need vajavad lõõmutamist, kuid neil on hea kokkusurutavus ja neid saab külmpressimise teel vormida ning seejärel mehaanilisteks osadeks paagutada.

Ülalmainitud pihustusmeetodit on lihtne suurtes kogustes tööstuslikult töödelda, kuid kuna sulamvedelik puutub kokku räbu ja tulekindla tiigliga, on paratamatu, et saadud pulbrisse satuvad mittemetallilised lisandid. Seetõttu muutis Rootsi ettevõte Soderfors Powder Company ESR-põhimõtte kohaselt esmalt 7-tonnise mahutavusega tsentrifugaalkambri ESR-seadmeks (elektrošlakikuumutusseade), vähendades lämmastikupihustusega kiirlõiketerase pulbris mittemetalliliste lisandite sisaldust 1/10-ni algsest sisaldusest ja suurendades ASP-kiirlõiketerase pulbri paindetugevust 3500 MPa-lt üle 4000 MPa-ni.

Oksiidiga saastumise täielikuks ja tõhusaks vältimiseks kasutatakse "ühevoolulist" pihustamismeetodit, näiteks pöörleva elektroodiga pihustamise meetodit (vt pöörleva elektroodi meetod). Lisaks on olemas vaakumlahuse pihustamise meetod, mis võimaldab toota ka kõrge puhtusastmega sfäärilist pulbrit. Põhimõte on järgmine: kui rõhu all olev üleküllastunud sulamvedelik äkitselt vaakumisse puutub, siis lahustunud gaas pääseb välja ja paisub, põhjustades sulami vedeliku pihustamise ja seejärel kondenseerudes pulbriks. Nikli, vase, koobalti, raua ja alumiiniumi maatriksisulamite puhul saab vaakumis lahustunud gaasi pulbri pihustamise saavutamiseks kasutada vesiniku lahustamise meetodit.