תהליך ריסוק האטומיזציה של אבקת מתכת

שיטה להכנת אבקה על ידי פגיעה או פירוק אחר של נוזלי מתכת או סגסוגת לטיפות זעירות על ידי נוזל מהיר (תווך תרסיס) ולאחר מכן עיבוין לאבקה מוצקה. תרסיס היא השיטה הטובה ביותר לייצור אבקה מסגסוגת במלואה, הנקראת אבקה סגסוגת מראש. לכל חלקיק באבקה לא רק יש את אותו הרכב כימי אחיד כמו של סגסוגת מותכת נתונה, אלא גם משפר את המבנה הגבישי עקב התמצקות מהירה, ומבטל את ההפרדה המאקרו של הפאזה השנייה.

ניתן לחלק את שיטת האטומיזציה לשני סוגים: "שיטת שתי הזרימות" (ריסוק זרימת נוזל סגסוגת על ידי זרימת תווך האטומיזציה) ו"שיטת זרימה אחת" (ריסוק זרימת נוזל סגסוגת בדרכים אחרות). הראשונה מחולקת לתוך האטומיזציה של גז (הליום, ערפל, חנקן, אוויר) ונוזל (מים, שמן), השנייה כגון האטומיזציה צנטריפוגלית ואטומיזציה של גז מומס בוואקום.

השיטות הנפוצות ביותר הן האטומיזציה בגז ואטומיזציה במים. בתהליך האטומיזציה, המתכת הגולמית מותכת לנוזל סגסוגת מוסמך (מחומם יתר על המידה ל-100 ~ 150 מעלות צלזיוס) בתנור חשמלי או אינדוקציה, ולאחר מכן מוזרקת לתוך מכל המיכל הממוקם מעל זרבובית האטומיזציה. נוזל הסגסוגת זורם החוצה מהחור התחתון של הכלי, ומאטומיזציה לטיפות קטנות כאשר הוא פוגש זרימת אוויר או מים במהירות גבוהה דרך הזרבובית. באופן כללי, חלקיקי אבקה האטומיזציה בגז אינרטי הם עגולים בצורתם ובעלי תכולת החמצן הנמוכה ביותר (מתחת ל-L00 × 10) וניתן להפוך אותם למוצרים צפופים ישירות באמצעות טכניקות תרמופורמינג כגון כבישה איזוסטטית חמה. לרוב חלקיקי האבקה האטומיזציה במים יש צורה לא סדירה, תכולת חמצן גבוהה (מעל 600 × 10) ויש צורך לחישול, אך יש להם דחיסות טובה וניתן ליצור אותם על ידי כבישה קרה ולאחר מכן סינטור לחלקים מכניים.

שיטת האטומיזציה הנ"ל קלה לתעשייה בכמויות גדולות, אך מכיוון שנוזל הסגסוגת בא במגע עם הסיגים ועם כור ההיתוך העקשן, בלתי נמנע שתכלילים לא מתכתיים יוחדרו לאבקה המתקבלת. לכן, על פי עקרון ה-ESR, חברת האבקה סודרפורס משוודיה שינתה לראשונה את המיכל בעל קיבולת של 7 T למכשיר ESR (חימום אלקטרוסלאגים), תכולת התכלילים הלא מתכתיים באבקת הפלדה המהירה באמצעות האטומיזציה של חנקן הופחתה ל-1/10 מהתכולה המקורית, וחוזק הכיפוף של אבקת הפלדה המהירה ASP הוגדל מ-3500MPa ליותר מ-4000MPa.

האמצעי למניעת זיהום תחמוצת באופן מלא ויעיל הוא אימוץ שיטת האטומיזציה של "זרימה יחידה", לדוגמה, שיטת האטומיזציה של אלקטרודה מסתובבת (ראה שיטת אלקטרודה מסתובבת). בנוסף, קיימת שיטת האטומיזציה של תמיסה בוואקום שיכולה גם לייצר אבקה כדורית בעלת טוהר גבוה. העיקרון הוא: כאשר גז נוזלי רווי תחת לחץ נחשף לפתע לוואקום, הגז המומס ייפלט ויתפשט, ויגרום לאטומיזציה של נוזל הסגסוגת, ולאחר מכן יתעבה לאבקה. עבור סגסוגות מטריצת ניקל, נחושת, קובלט, ברזל ואלומיניום, ניתן להשתמש בשיטת המסת מימן כדי להשיג האטומיזציה של אבקה מומסת בוואקום.