Fémpor porlasztási aprítási folyamat

Porok előállítására szolgáló eljárás, amelynek során fém- vagy ötvözetfolyadékokat gyorsan mozgó folyadékkal (porlasztó közeggel) apró cseppekké ütköztetnek vagy aprítanak, majd szilárd porrá sűrítik őket. A porlasztás a legjobb módszer a teljesen ötvözött por előállítására, amelyet előötvözött pornak neveznek. A por minden részecskéje nemcsak ugyanolyan egyenletes kémiai összetételű, mint egy adott olvadt ötvözet, hanem a gyors megszilárdulásnak köszönhetően finomítja a kristályszerkezetet, és kiküszöböli a második fázis makro-szegregációját.

A porlasztási módszer két típusra osztható: a „kétáramú módszerre” (ötvözetfolyadékáram zúzása porlasztó közegárammal) és az „egyáramú módszerre” (ötvözetfolyadékáram zúzása más módszerekkel). Az előbbi gáz (hélium, köd, nitrogén, levegő) és folyékony (víz, olaj) porlasztási közegre oszlik, az utóbbi centrifugális porlasztásra és oldott gáz vákuumos porlasztásra.

A legszélesebb körben alkalmazott módszerek a gázporlasztás és a vízporlasztás. A porlasztási folyamat során a nyersfémet egy elektromos vagy indukciós kemencében minősített ötvözetfolyadékká olvasztják (100–150 °C-ra túlhevítve), majd a porlasztófúvóka felett elhelyezett öntőüstbe fecskendezik. Az ötvözetfolyadék az öntőüst alján áramlik ki, és a fúvókán áthaladó nagy sebességű levegővel vagy vízzel találkozva apró cseppekké porlasztódik. Általában az inert gázzal porlasztott porrészecskék kerek alakúak, a legalacsonyabb oxigéntartalmúak (L00 × 10 alatt), és hőformázási technikákkal, például forró izosztatikus préseléssel közvetlenül tömörített termékekké alakíthatók. A vízzel porlasztott porrészecskék többsége szabálytalan alakú, magas oxigéntartalmú (600 × 10 felett), és hőkezelést igényel, de jó összenyomhatóságúak, hidegsajtolással alakíthatók, majd mechanikus alkatrészekké szinterezhetők.

A fent említett porlasztási módszer könnyen iparilag nagy mennyiségben előállítható, de mivel az ötvözőfolyadék érintkezik a salakkal és a tűzálló olvasztótégellyel, elkerülhetetlen, hogy nemfémes zárványok kerüljenek a kapott porba. Ezért az ESR-elv szerint a svéd Soderfors Powder Company először a 7 tonnás kapacitású szennyvízgyűjtő üstöt ESR (elektrosalakos melegítő) berendezéssé cserélte, a nitrogénporlasztással előállított gyorsacél porában a nemfémes zárványok tartalmát az eredeti tartalom 1/10-ére csökkentette, és az ASP gyorsacél por hajlítószilárdságát 3500 MPa-ról 4000 MPa fölé növelte.

Az oxidszennyeződés teljes és hatékony elkerülésének egyik módja az „egyáramú” porlasztási módszer alkalmazása, például a forgóelektródás porlasztási módszer (lásd a forgóelektródás módszert). Ezenkívül vákuumos oldatporlasztási módszerrel is előállíthatók nagy tisztaságú gömb alakú porok. Az elv a következő: amikor a nyomás alatt lévő gáz-túltelített ötvözetfolyadékot hirtelen vákuumnak teszik ki, az oldott gáz kiszabadul és kitágul, ami az ötvözetfolyadék porlasztását okozza, majd porrá sűrűsödik. Nikkel, réz, kobalt, vas és alumínium mátrixú ötvözetek esetében a hidrogénoldás módszere alkalmazható a vákuumos oldott gázporlasztás eléréséhez.