धातु पाउडर के परमाणुकरण और चूर्णीकरण की प्रक्रिया

धातु या मिश्रधातु के तरल पदार्थों को तीव्र गतिमान द्रव (परमाणुकरण माध्यम) द्वारा छोटे-छोटे कणों में तोड़कर और फिर उन्हें ठोस पाउडर में संघनित करके पाउडर तैयार करने की विधि। पूर्णतः मिश्रित पाउडर, जिसे पूर्व-मिश्रित पाउडर कहा जाता है, के उत्पादन के लिए परमाणुकरण सर्वोत्तम विधि है। पाउडर के प्रत्येक कण में न केवल दिए गए पिघले हुए मिश्रधातु के समान रासायनिक संरचना होती है, बल्कि तीव्र ठोसकरण के कारण क्रिस्टलीय संरचना भी परिष्कृत हो जाती है और द्वितीय चरण का वृहद पृथक्करण समाप्त हो जाता है।

परमाणुकरण विधि को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: "दो-प्रवाह विधि" (परमाणुकरण माध्यम प्रवाह द्वारा मिश्रधातु द्रव प्रवाह को कुचलना) और "एकल-प्रवाह विधि" (अन्य तरीकों से मिश्रधातु द्रव प्रवाह को कुचलना)। 846 पहली विधि को गैस (हीलियम, कोहरा, नाइट्रोजन, वायु) और तरल (पानी, तेल) परमाणुकरण माध्यम में विभाजित किया गया है, जबकि दूसरी विधि में अपकेंद्री परमाणुकरण और घुलित गैस निर्वात परमाणुकरण जैसी विधियाँ शामिल हैं।

सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधियाँ गैस एटमाइजेशन और जल एटमाइजेशन हैं। एटमाइजेशन प्रक्रिया में, कच्चे धातु को एक विद्युत या प्रेरण भट्टी में पिघलाकर एक योग्य मिश्रधातु द्रव (100 ~ 150 डिग्री सेल्सियस तक अधिक गर्म) में परिवर्तित किया जाता है, और फिर एटमाइजेशन नोजल के ऊपर स्थित एक टंडिश में इंजेक्ट किया जाता है। मिश्रधातु द्रव टंडिश के निचले छेद से बाहर निकलता है, और नोजल के माध्यम से उच्च गति वाली हवा या पानी के प्रवाह से मिलने पर छोटे-छोटे कणों में विघटित हो जाता है। सामान्यतः, अक्रिय गैस से एटमाइज्ड पाउडर के कण गोलाकार होते हैं जिनमें ऑक्सीजन की मात्रा सबसे कम (L00 × 10 से कम) होती है और इन्हें हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग जैसी थर्मोफॉर्मिंग तकनीकों द्वारा सीधे सघन उत्पादों में बनाया जा सकता है। जल से एटमाइज्ड अधिकांश पाउडर के कण अनियमित आकार के होते हैं, उनमें ऑक्सीजन की मात्रा अधिक (600 × 10 से अधिक) होती है और उन्हें एनीलिंग की आवश्यकता होती है, लेकिन उनमें अच्छी संपीड्यता होती है और उन्हें कोल्ड प्रेसिंग द्वारा आकार दिया जा सकता है और फिर यांत्रिक भागों में सिंटरिंग की जा सकती है।

उपरोक्त एटमाइजेशन विधि को बड़ी मात्रा में औद्योगिक स्तर पर लागू करना आसान है, लेकिन चूंकि मिश्र धातु का तरल पदार्थ स्लैग और रिफ्रैक्टरी क्रूसिबल के संपर्क में रहता है, इसलिए परिणामी पाउडर में गैर-धात्विक अशुद्धियों का आना अपरिहार्य है। इसलिए, ईएसआर सिद्धांत के अनुसार, स्वीडन की सोडरफोर्स पाउडर कंपनी ने सबसे पहले 7 टन क्षमता वाले टुंडिश को ईएसआर (इलेक्ट्रोस्लैग हीटिंग) उपकरण में परिवर्तित किया। नाइट्रोजन एटमाइजेशन द्वारा हाई स्पीड स्टील के पाउडर में गैर-धात्विक अशुद्धियों की मात्रा को मूल मात्रा के 1/10 तक कम कर दिया गया, और एएसपी पाउडर हाई स्पीड स्टील की बेंडिंग स्ट्रेंथ को 3500 एमपीए से बढ़ाकर 4000 एमपीए से अधिक कर दिया गया।

ऑक्साइड संदूषण से पूरी तरह और प्रभावी ढंग से बचने का उपाय "सिंगल-फ्लो" एटमाइजेशन विधि को अपनाना है, उदाहरण के लिए, रोटेटिंग इलेक्ट्रोड एटमाइजेशन विधि (रोटेटिंग इलेक्ट्रोड विधि देखें)। इसके अलावा, वैक्यूम सॉल्यूशन एटमाइजेशन विधि से भी उच्च-शुद्धता वाला गोलाकार पाउडर प्राप्त किया जा सकता है। इसका सिद्धांत यह है: जब दबाव में गैस से अतिसंतृप्त मिश्र धातु द्रव को अचानक वैक्यूम के संपर्क में लाया जाता है, तो घुली हुई गैस बाहर निकलकर फैलती है, जिससे मिश्र धातु द्रव का एटमाइजेशन होता है और फिर वह पाउडर में संघनित हो जाता है। निकल, तांबा, कोबाल्ट, लोहा और एल्यूमीनियम मैट्रिक्स मिश्र धातुओं के लिए, हाइड्रोजन को घोलने की विधि का उपयोग वैक्यूम घुली हुई गैस एटमाइजेशन पाउडर प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।