Forstøvning av metallpulver og findeling

Metode for å fremstille pulver ved å presse metall- eller legeringsvæsker ned i små dråper med en hurtigbevegelig væske (forstøvningsmedium) eller på annen måte bryte dem ned i små dråper, og deretter kondensere dem til et fast pulver. Forstøvning er den beste metoden for å produsere et fulllegert pulver, som kalles forlegert pulver. Hver partikkel i pulveret har ikke bare den samme ensartede kjemiske sammensetningen som en gitt smeltet legering, men forfiner også krystallstrukturen på grunn av rask størkning og eliminerer makroseparasjon av den andre fasen.

Forstøvningsmetoden kan deles inn i to typer: "Tostrømsmetoden" (knusing av legeringsvæskestrøm ved hjelp av forstøvingsmediumstrøm) og "enkeltstrømsmetoden" (knusing av legeringsvæskestrøm på andre måter). Førstnevnte er delt inn i gassformig (helium, tåke, nitrogen, luft) og flytende (vann, olje) forstøvningsmedium, sistnevnte for eksempel sentrifugalforstøvning og vakuumforstøvning av oppløst gass.

De mest brukte metodene er gassforstøvning og vannforstøvning. I forstøvningsprosessen smeltes råmetallet til en kvalifisert legeringsvæske (overopphetet 100 ~ 150 °C) i en elektrisk eller induksjonsovn, og sprøytes deretter inn i en trakt plassert over forstøvningsdysen. Legeringsvæsken strømmer ut fra bunnhullet i trakten og forstøves til små dråper når den møter høyhastighetsluft eller vannstrøm gjennom dysen. Generelt er inertgassforstøvede pulverpartikler runde i formen med det laveste oksygeninnholdet (under L00 × 10) og kan lages til fortettede produkter direkte ved termoformingsteknikker som varmisostatisk pressing. De fleste vannforstøvede pulverpartiklene har uregelmessig form, høyt oksygeninnhold (over 600 × 10) og må glødes, men de har god kompressibilitet og kan formes ved kaldpressing og deretter sintres til mekaniske deler.

Den ovennevnte forstøvningsmetoden er enkel å industrialisere i store mengder, men fordi legeringsvæsken er i kontakt med slaggen og den ildfaste digelen, er det uunngåelig at ikke-metalliske inneslutninger introduseres i det resulterende pulveret. Derfor, i henhold til ESR-prinsippet, endret Söderfors Pulverfirma i Sverige først en trakt med en kapasitet på 7 T til en ESR-enhet (elektroslaggoppvarming). Innholdet av ikke-metalliske inneslutninger i pulveret av hurtigstål ble redusert til 1/10 av det opprinnelige innholdet ved nitrogenforstøvning, og bøyestyrken til ASP-pulveret av hurtigstål ble økt fra 3500 MPa til over 4000 MPa.

Tiltaket for å unngå oksidforurensning fullstendig og effektivt er å bruke «enkeltstrøms»-forstøvningsmetoden, for eksempel roterende elektrodeforstøvningsmetoden (se roterende elektrodemetode). I tillegg finnes det en vakuumløsningsforstøvningsmetod som også kan produsere sfærisk pulver med høy renhet. Prinsippet er: Når den overmettede legeringsvæsken under trykk plutselig utsettes for vakuum, vil den oppløste gassen slippe ut og utvide seg, noe som forårsaker forstøvning av legeringsvæsken og deretter kondenseres til pulver. For nikkel-, kobber-, kobolt-, jern- og aluminiummatriselegeringer kan metoden med oppløsning av hydrogen brukes til å oppnå vakuumoppløst gassforstøvning av pulver.