Procesul de pulverizare și mărunțire a pulberii metalice

Metodă de preparare a pulberii prin lovirea sau ruperea în alt mod a lichidelor metalice sau din aliaje în picături minuscule de către un fluid care se mișcă rapid (mediu de atomizare) și apoi condensarea acestora în pulbere solidă. Atomizarea este cea mai bună metodă pentru a produce pulbere complet aliată, numită pulbere prealiată. Fiecare particulă de pulbere nu numai că are aceeași compoziție chimică uniformă ca cea a unui anumit aliaj topit, dar rafinează și structura cristalină datorită solidificării rapide și elimină macro-segregarea celei de-a doua faze.

Metoda de atomizare poate fi împărțită în două tipuri: „Metoda cu două fluxuri” (concasare flux lichid al aliajului prin flux mediu de atomizare) și „Metoda cu flux simplu” (concasare flux lichid al aliajului prin alte metode). Prima este împărțită în mediu de atomizare gazos (heliu, ceață, azot, aer) și lichid (apă, ulei), cea de-a doua fiind atomizarea centrifugă și atomizarea în vid cu gaz dizolvat.

Cele mai utilizate metode sunt atomizarea cu gaz și atomizarea cu apă. În procesul de atomizare, metalul brut este topit într-un aliaj lichid calificat (supraîncălzit la 100 ~ 150 °C) într-un cuptor electric sau cu inducție, apoi injectat într-un repartitor de turnare situat deasupra duzei de atomizare. Lichidul din aliaj curge din orificiul inferior al repartitorului de turnare și este atomizat în picături mici atunci când întâlnește aer de mare viteză sau flux de apă prin duză. În general, particulele de pulbere atomizate cu gaz inert au o formă rotundă, cu cel mai mic conținut de oxigen (sub L00 × 10) și pot fi transformate în produse densificate direct prin tehnici de termoformare, cum ar fi presarea izostatică la cald. Majoritatea particulelor de pulbere atomizate cu apă au o formă neregulată, un conținut ridicat de oxigen (peste 600 × 10) și trebuie recoapte, dar au o compresibilitate bună și pot fi formate prin presare la rece și apoi sinterizate în piese mecanice.

Metoda de atomizare menționată mai sus este ușor de industrializat în cantități mari, dar deoarece lichidul din aliaj este în contact cu zgura și creuzetul refractar, este inevitabil ca incluziuni nemetalice să fie introduse în pulberea rezultată. Prin urmare, conform principiului ESR, compania suedeză Soderfors Powder a schimbat mai întâi distribuitorul de turnare cu o capacitate de 7 T într-un dispozitiv ESR (încălzire cu zgură electrostatică), conținutul de incluziuni nemetalice din pulberea de oțel rapid prin atomizare cu azot a fost redus la 1/10 din conținutul inițial, iar rezistența la încovoiere a oțelului rapid din pulbere ASP a fost crescută de la 3500 MPa la peste 4000 MPa.

Măsura pentru a evita complet și eficient contaminarea cu oxid este adoptarea metodei de atomizare „cu flux unic”, de exemplu, metoda de atomizare cu electrod rotativ (vezi metoda electrodului rotativ). În plus, există o metodă de atomizare în soluție în vid care poate produce și o pulbere sferică de înaltă puritate. Principiul este: atunci când lichidul aliajului suprasaturat în gaz este expus brusc la vid sub presiune, gazul dizolvat se va elibera și se va expanda, provocând atomizarea lichidului aliajului și apoi condensarea în pulbere. Pentru aliajele cu matrice de nichel, cupru, cobalt, fier și aluminiu, se poate utiliza metoda de dizolvare a hidrogenului pentru a obține pulberea de atomizare a gazului dizolvat în vid.