Adakah anda ingin menguasai penghasilan serbuk logam ultrafine? Tengok sini.

Dalam sektor pembuatan termaju hari ini, serbuk logam ultra-halus telah menjadi bahan teras untuk banyak industri berteknologi tinggi. Aplikasi mereka adalah luas dan kritikal, bermula daripada percetakan 3D logam (pembuatan tambahan) dan salutan penghalang haba untuk enjin aeroangkasa kepada tampal perak konduktif untuk komponen elektronik dan serbuk aloi titanium untuk implan perubatan. Walau bagaimanapun, menghasilkan serbuk logam ultra-halus sfera berkualiti tinggi, rendah oksigen dan sfera merupakan masalah teknologi yang sangat mencabar. Di antara pelbagai teknologi pengeluaran serbuk, pengabusan air logam suhu tinggi semakin mendapat perhatian kerana kelebihannya yang unik. Tetapi adakah ia benar-benar "baik" seperti yang dikhabarkan? Artikel ini menyelidiki prinsip, kelebihan, cabaran dan aplikasinya untuk mencari jawapannya.

1. Serbuk Logam Ultra Halus: "Batu Penjuru Halimunan" Industri Moden

Sebelum memeriksa peralatan, adalah penting untuk memahami mengapa serbuk logam ultra-halus sangat penting.

(1) Definisi dan Piawaian:

Lazimnya, serbuk logam dengan saiz zarah antara 1 mikron dan 100 mikron dianggap sebagai serbuk halus, manakala serbuk logam yang mempunyai saiz zarah di bawah 20 mikron (walaupun ke tahap sub-mikron) dipanggil serbuk "ultra-halus" atau "mikro-halus". Serbuk ini mempunyai luas permukaan khusus yang sangat besar, mengakibatkan kesan permukaan, kesan saiz kecil, dan kesan kuantum tidak ditemui dalam bahan pukal.

(2) Bidang Aplikasi Teras:

Pembuatan Aditif (Percetakan 3D): Ini adalah sektor permintaan terbesar untuk serbuk logam ultra-halus. Laser atau pancaran elektron mencairkan lapisan serbuk secara berurutan untuk menghasilkan bahagian dengan geometri kompleks dengan tepat untuk aeroangkasa, perubatan (cth, sendi pinggul, mahkota gigi) dan industri acuan. Kebolehliran serbuk, pengedaran saiz zarah dan kesferaan secara langsung menentukan ketepatan dan prestasi bahagian yang dicetak.

Pengacuan Suntikan Logam (MIM): Serbuk logam ultra-halus dicampur dengan pengikat dan disuntik ke dalam acuan untuk membentuk bentuk. "Bahagian hijau" ini mengalami penyahikat dan pensinteran untuk menghasilkan volum tinggi, berketepatan tinggi, komponen kecil yang sangat kompleks, seperti dulang SIM telefon, pencetus senjata api dan bekas jam tangan.

Teknologi Semburan Terma: Serbuk dimasukkan ke dalam nyalaan suhu tinggi atau aliran plasma, dicairkan, dan kemudian disembur pada halaju tinggi ke permukaan substrat untuk membentuk salutan tahan haus, tahan kakisan dan tahan pengoksidaan. Digunakan secara meluas dalam bilah enjin, saluran paip minyak, dll.

Bidang Lain: Juga termasuk pes konduktif untuk industri elektronik, pemangkin untuk industri kimia dan bahan bertenaga untuk sektor pertahanan.

Aplikasi mewah ini mengenakan keperluan yang sangat ketat pada saiz zarah serbuk logam, sfera, kandungan oksigen, kebolehliran dan ketumpatan ketara.

2. Pelbagai Teknologi Pengeluaran Serbuk: Mengapa Pengabusan Air Menyerlah?

Teknologi utama untuk menghasilkan serbuk logam boleh dibahagikan kepada kaedah fizikal (cth, pengabusan), kaedah kimia (cth, pemendapan wap kimia, pengurangan), dan kaedah mekanikal (cth, pengilangan bebola). Antaranya, pengabusan adalah kaedah arus perdana kerana kecekapan pengeluarannya yang tinggi, kos yang agak terkawal, dan kesesuaian untuk pengeluaran berskala industri.

Pengabusan dibahagikan lagi kepada pengatoman gas dan pengabusan air berdasarkan medium yang digunakan.

Pengabutan Gas: Menggunakan gas lengai bertekanan tinggi (cth, argon, nitrogen) untuk memberi kesan kepada aliran logam cair, memecahkannya menjadi titisan halus yang menjadi serbuk. Kelebihan termasuk sfera serbuk yang tinggi dan kawalan kandungan oksigen yang baik. Kelemahan adalah peralatan yang kompleks, kos gas yang tinggi, penggunaan tenaga yang tinggi, dan hasil yang rendah untuk serbuk ultra-halus.

Pengabusan Air: Menggunakan pancutan air bertekanan tinggi sebagai medium pemecah. Pengabusan air tradisional, disebabkan kadar penyejukannya yang cepat, menghasilkan kebanyakan serbuk tidak sekata (berkeping atau hampir sfera) dengan kandungan oksigen yang tinggi, sering digunakan dalam bidang yang bentuknya tidak kritikal, seperti metalurgi dan bahan kimpalan.

Teknologi pengabusan air logam suhu tinggi ialah inovasi utama berdasarkan pengabusan air tradisional, dengan bijak menggabungkan kecekapan tinggi pengabusan air dengan kualiti pengabusan gas yang tinggi.

3. Menyahmistrikan Mesin Pengeluaran Serbuk Pengabusan Air Logam Suhu Tinggi: Bagaimana Ia Berfungsi?

Falsafah reka bentuk teras pengabut air suhu tinggi berprestasi tinggi ialah: untuk mengabus titisan logam sebersih mungkin dan membenarkannya kekal sfera sebelum menyentuh air.

Aliran kerjanya boleh diringkaskan dalam langkah-langkah utama ini:

（1）Pencairan dan Pemanasan Super: Bahan mentah logam atau aloi dicairkan dalam relau aruhan frekuensi sederhana di bawah vakum atau suasana pelindung dan dipanaskan pada suhu yang jauh melebihi takat leburnya (keadaan "panas lampau", biasanya 200-400°C lebih tinggi). Suhu tinggi mengurangkan kelikatan dan ketegangan permukaan logam cair dengan ketara, yang merupakan prasyarat utama untuk pembentukan serbuk halus dan sfera seterusnya.

（2）Membimbing dan Menuang Stabil: Logam cair membentuk aliran yang stabil melalui muncung panduan bawah. Kestabilan aliran ini adalah penting untuk pengedaran saiz zarah serbuk yang seragam.

（3）Pengatomisasi Tekanan Tinggi: Ini adalah teras teknologi. Aliran logam dipengaruhi dengan tepat pada muncung pengabusan oleh beberapa pancutan air bertekanan ultra tinggi (sehingga 100 MPa atau lebih) dari sudut yang berbeza. Tekanan air yang sangat tinggi memberikan jet tenaga kinetik yang sangat besar, mampu 粉碎 (fensui: menghancurkan) aliran logam kelikatan rendah, tegangan permukaan rendah panas lampau menjadi titisan yang sangat halus.

（4）Penerbangan dan Sferoidisasi: Titisan mikro logam yang dihancurkan mempunyai masa yang mencukupi semasa penerbangannya ke bahagian bawah menara pengabusan untuk mengecut menjadi sfera sempurna di bawah tindakan tegangan permukaan. Peralatan ini mewujudkan persekitaran optimum untuk sferoidisasi titisan dengan mengawal dengan tepat atmosfera di dalam menara pengabusan (biasanya diisi dengan gas pelindung seperti nitrogen) dan jarak penerbangan.

（5）Pemejalan dan Pengumpulan Pantas: Titisan sfera dengan cepat memejal apabila jatuh ke dalam tangki pengumpulan yang disejukkan air di bawah, membentuk serbuk sfera pepejal. Proses seterusnya seperti penyahairan, pengeringan, penyaringan dan pengadunan menghasilkan produk akhir.

4. "Kebergunaan" Pengabutan Air Suhu Tinggi: Analisis Komprehensif Mengenai Kelebihan

Ia dianggap "baik" kerana ia menangani pelbagai titik kesakitan dalam pengeluaran serbuk ultra-halus:

1. Hasil Serbuk Ultra Halus Sangat Tinggi: Ini adalah kelebihannya yang paling ketara. Gabungan tekanan air ultra-tinggi dan teknologi pemanasan lampau logam secara mendadak meningkatkan hasil serbuk ultra-halus sasaran dalam julat 15-25μm kepada beberapa kali ganda daripada pengabusan gas tradisional, dengan ketara mengurangkan kos pengeluaran unit.

2. Sfera Serbuk Cemerlang: Pemanasan lampau mengurangkan ketegangan permukaan logam cair, dan proses pengabusan yang dioptimumkan menghasilkan sfera serbuk yang sangat hampir dengan serbuk pengatoman gas, memenuhi sepenuhnya keperluan untuk pencetakan 3D dan MIM.

3. Kandungan Oksigen yang Agak Rendah: Walaupun menggunakan air sebagai medium memperkenalkan risiko pengoksidaan, langkah-langkah seperti reka bentuk muncung yang dioptimumkan, mengisi ruang pengatoman dengan gas pelindung, dan menambah antioksidan yang sesuai boleh mengawal kandungan oksigen pada tahap rendah dengan berkesan (untuk kebanyakan aloi, di bawah 500 ppm), memenuhi kebanyakan keperluan aplikasi.

4. Kelebihan Kos Pengeluaran Yang Penting: Berbanding dengan pengatoman gas menggunakan gas lengai yang mahal, kos air hampir boleh diabaikan. Pelaburan peralatan dan penggunaan tenaga operasi juga lazimnya lebih rendah daripada peralatan pengabusan gas dengan keluaran yang setara, menawarkan kebolehlaksanaan ekonomi untuk pengeluaran perindustrian berskala besar.

5. Kebolehsuaian Bahan Luas: Sesuai untuk menghasilkan serbuk daripada aloi berasaskan besi, berasaskan nikel, berasaskan kobalt kepada aloi kuprum, aloi aluminium, aloi timah, dsb., yang menunjukkan kepelbagaian yang kuat.

5. Bayang Di Bawah Tumpuan: Melihat Cabaran dan Hadnya secara Objektif

Tiada teknologi yang sempurna; pengabusan air suhu tinggi mempunyai sempadan dan kesukaran yang terpakai untuk diatasi:

1. Untuk Logam Sangat Aktif: Untuk logam aktif seperti aloi titanium, tantalum dan niobium, yang sangat terdedah kepada pengoksidaan, risiko pengoksidaan daripada medium air kekal tinggi, menjadikannya sukar untuk menghasilkan serbuk dengan kandungan oksigen ultra rendah (cth, <200 ppm). Bahan-bahan ini kini merupakan domain teknologi seperti pengabusan gas lengai atau proses elektrod berputar plasma (PREP).

2. Fenomena "Satelit": Semasa pengabusan, sesetengah serbuk kecil yang sudah pepejal atau separa pepejal mungkin memberi kesan kepada titisan yang lebih besar dan melekat padanya, membentuk "bola satelit," yang boleh menjejaskan kebolehlilir dan penyebaran serbuk. Perlu diminimumkan dengan mengoptimumkan parameter proses.

3. Kerumitan Kawalan Proses: Menghasilkan serbuk berkualiti tinggi secara stabil memerlukan kawalan 协同 (xietong:协同) yang tepat terhadap berpuluh-puluh parameter seperti suhu haba lampau logam, tekanan air, kadar aliran air, struktur muncung dan kawalan atmosfera, mewakili halangan teknikal yang tinggi.

4. Kitar Semula dan Rawatan Air: Pengeluaran berskala besar memerlukan sistem penyejukan peredaran semula air yang cekap dan sistem rawatan air sisa, menambahkan kerumitan kepada kemudahan tambahan.

6. Kesimpulan: Adakah Ianya Bagus?

Jawapannya ialah: Dalam bidang kepakarannya, ya, ia benar-benar sangat "baik."

Mesin pengeluaran serbuk pengabusan air logam suhu tinggi tidak bertujuan untuk menggantikan semua teknologi pengeluaran serbuk lain. Sebaliknya, ia berfungsi sebagai penyelesaian teknikal yang mencapai keseimbangan yang sangat baik antara kecekapan tinggi, kos rendah dan kualiti tinggi, dengan sangat memenuhi permintaan pasaran yang semakin meningkat untuk serbuk logam sfera ultra halus.

Jika matlamat utama anda adalah untuk menghasilkan serbuk ultra halus daripada bahan seperti keluli tahan karat, keluli alat, aloi suhu tinggi, aloi kobalt-kromium, aloi tembaga, untuk aplikasi dalam percetakan 3D, MIM, penyemburan haba, dll., dan anda mempunyai keperluan yang tinggi untuk kawalan kos, maka teknologi pengabusan air suhu tinggi sudah pasti merupakan pilihan yang sangat menarik dan berdaya saing. Ia menjadikan "menguasai" pengeluaran serbuk logam ultra-halus lebih boleh dilaksanakan.

Walau bagaimanapun, jika produk anda adalah aloi titanium atau serbuk logam aktif lain yang memerlukan kawalan kandungan oksigen sepenuhnya untuk aplikasi aeroangkasa peringkat teratas, anda mungkin perlu mempertimbangkan pilihan lain seperti pengabusan gas lengai yang lebih mahal atau teknologi pengabusan plasma.

Ringkasnya, mesin pengeluaran serbuk pengabusan air logam suhu tinggi adalah pencapaian penting dalam pembangunan teknologi metalurgi serbuk moden. Ia menggunakan pemikiran inovatif untuk menyelesaikan tradisional矛盾 (maodun: percanggahan) antara kualiti dan kos, menjadi satu lagi enjin berkuasa yang memacu pembangunan pembuatan mewah. Apabila memilih, memahami sepenuhnya sifat material anda, keperluan produk dan kebaikan dan keburukan teknologi adalah kunci untuk membuat keputusan paling bijak dan benar-benar "menguasai" pengeluaran serbuk logam ultra-halus.