Metalo miltelių purškimo smulkinimo procesas

Miltelių paruošimo metodas, kai metalo ar lydinių skysčiai susmulkinami į mažyčius lašelius greitai tekančiu skysčiu (purškimo terpe), o po to kondensuojami į kietus miltelius. Purškimas yra geriausias būdas gauti visiškai legiruotus miltelius, kurie vadinami iš anksto legiruotais milteliais. Kiekviena miltelių dalelė ne tik turi tokią pačią vienodą cheminę sudėtį kaip ir tam tikras išlydytas lydinys, bet ir dėl greito kietėjimo pagerina kristalinę struktūrą bei pašalina antrosios fazės makrosegregaciją.

Purškimo metodą galima suskirstyti į dvi rūšis: „dviejų srautų metodą“ (lydinio skysčio srauto traiškymas purškiant purškiamos terpės srautu) ir „vieno srauto metodą“ (lydinio skysčio srauto traiškymas kitais būdais). Pirmasis skirstomas į dujų (helio, rūko, azoto, oro) ir skysčio (vandens, aliejaus) purškimo terpę, antrasis – į išcentrinį purškimą ir ištirpusių dujų vakuuminį purškimą.

Plačiausiai naudojami metodai yra dujų ir vandens atomizavimas. Atliekant atomizavimą, žaliava metalas elektrinėje arba indukcinėje krosnyje išlydomas į tinkamą lydinio skystį (perkaitinamas iki 100–150 °C), o po to įpurškiamas į virš purškimo antgalio esantį piltuvo indą. Lydinio skystis išteka iš apatinės piltuvo angos ir, susidūręs su dideliu greičiu tekančiu oro arba vandens srautu per antgalį, susmulkinamas į mažus lašelius. Paprastai inertinių dujų atomizuotų miltelių dalelės yra apvalios formos, mažiausias deguonies kiekis (mažesnis nei L00 × 10) ir gali būti tiesiogiai pagamintos į tankintus produktus naudojant termoformavimo metodus, tokius kaip karštas izostatinis presavimas. Dauguma vandeniu atomizuotų miltelių dalelių yra netaisyklingos formos, turi didelį deguonies kiekį (virš 600 × 10) ir turi būti atkaitintos, tačiau jos pasižymi geru suspresavimu ir gali būti formuojamos šalto presavimo būdu, o vėliau sukepinamos į mechanines dalis.

Minėtas purškimo metodas lengvai pritaikomas dideliems kiekiams pramoniniu būdu, tačiau dėl lydinio skysčio sąlyčio su šlaku ir ugniai atspariu tigliu į gautus miltelius neišvengiamai patenka nemetalinių intarpų. Todėl, vadovaudamasi ESR principu, Švedijos įmonė „Soderfors Powder Company“ pirmiausia pakeitė 7 T talpos tunelį į ESR (elektrošlako kaitinimo) įrenginį, azoto purškimo būdu pagamintų greitapjovio plieno miltelių nemetalinių intarpų kiekis sumažėjo iki 1/10 pradinio kiekio, o ASP greitapjovio plieno miltelių lenkimo stipris padidėjo nuo 3500 MPa iki daugiau nei 4000 MPa.

Priemonė, siekiant visiškai ir efektyviai išvengti oksidų užteršimo, yra „vieno srauto“ purškimo metodo, pavyzdžiui, sukamojo elektrodo purškimo metodo (žr. sukamojo elektrodo metodą), taikymas. Be to, yra vakuuminio tirpalo purškimo metodas, leidžiantis gauti labai grynus sferinius miltelius. Principas yra toks: kai persotintos lydinio skysčio dujos, veikiamos slėgio, staiga veikiamos vakuumo, ištirpusios dujos išeina ir išsiplečia, sukeldamos lydinio skysčio purškimą, o po to kondensuojasi į miltelius. Nikelio, vario, kobalto, geležies ir aliuminio matricų lydiniams vakuuminiam ištirpusių dujų purškimui galima naudoti vandenilio tirpinimo metodą.