Proceso de atomización e trituración de po metálico

Método para preparar po mediante o impacto ou a rotura doutro xeito de líquidos metálicos ou de aliaxe en pingas diminutas por un fluído de movemento rápido (medio atomizador) e a súa condensación en po sólido. A atomización é o mellor método para producir po totalmente aleado, que se denomina po prealeado. Cada partícula do po non só ten a mesma composición química uniforme que a dunha aliaxe fundida determinada, senón que tamén refina a estrutura cristalina debido á rápida solidificación e elimina a macrosegregación da segunda fase.

O método de atomización pódese dividir en dous tipos: o "método de dous fluxos" (trituración do fluxo de líquido da aliaxe mediante o fluxo do medio atomizador) e o "método de fluxo único" (trituración do fluxo de líquido da aliaxe por outros medios). O primeiro divídese en medio de atomización gasoso (helio, néboa, nitróxeno, aire) e líquido (auga, aceite), mentres que o segundo é a atomización centrífuga e a atomización ao baleiro con gas disolto.

Os métodos máis empregados son a atomización con gas e a atomización con auga. No proceso de atomización, o metal en bruto fúndese nun líquido de aliaxe cualificado (sobrequentado a 100 ~ 150 °C) nun forno eléctrico ou de indución e logo inxéctase nunha artesa de cocción situada enriba da boquilla de atomización. O líquido da aliaxe sae do orificio inferior da artesa de cocción e atomízase en pequenas pingas cando se atopa con aire ou auga a alta velocidade que circula pola boquilla. En xeral, as partículas de po atomizadas con gas inerte teñen forma redonda e un contido de osíxeno moi baixo (por debaixo de L00 × 10) poden converterse directamente en produtos densificados mediante técnicas de termoformado, como o prensado isostático en quente. A maioría das partículas de po atomizadas con auga teñen unha forma irregular e un alto contido de osíxeno (por riba de 600 × 10) e necesitan ser recocidas, pero teñen boa compresibilidade e poden formarse mediante prensado en frío e logo sinterizarse en pezas mecánicas.

O método de atomización mencionado anteriormente é doado de industrializar en grandes cantidades, pero debido a que o líquido da aliaxe está en contacto coa escoria e o crisol refractario, é inevitable que se introduzan inclusións non metálicas no po resultante. Polo tanto, segundo o principio ESR, a empresa sueca Soderfors Powder Company cambiou primeiro a artesa de cocción cunha capacidade de 7 T por un dispositivo ESR (quentamento por electroescoria), o contido de inclusións non metálicas no po de aceiro rápido mediante atomización de nitróxeno reduciuse a 1/10 do contido orixinal e a resistencia á flexión do aceiro rápido en po ASP aumentou de 3500 MPa a máis de 4000 MPa.

A medida para evitar a contaminación por óxido de forma completa e eficaz é adoptar o método de atomización de "fluxo único", por exemplo, o método de atomización por eléctrodo rotatorio (ver método de eléctrodo rotatorio). Ademais, existe un método de atomización en solución ao baleiro que tamén pode producir po esférico de alta pureza. O principio é: cando o líquido da aliaxe sobresaturado en gas baixo presión se expón repentinamente ao baleiro, o gas disolto escapará e expandirase, provocando a atomización do líquido da aliaxe e logo condénsase en po. Para as aliaxes de matriz de níquel, cobre, cobalto, ferro e aluminio, pódese usar o método de disolución de hidróxeno para conseguir o po de atomización de gas disolto ao baleiro.