Proces drvenia rozprašovaním kovového prášku

Metóda prípravy prášku rozdrvením alebo iným spôsobom rozbíjania kovových alebo zliatinových kvapalín na drobné kvapôčky rýchlo sa pohybujúcou tekutinou (rozprašovacím médiom) a následným ich kondenzovaním do pevného prášku. Atomizácia je najlepšou metódou na výrobu plne legovaného prášku, ktorý sa nazýva predlegovaný prášok. Každá častica prášku má nielen rovnaké jednotné chemické zloženie ako daná roztavená zliatina, ale vďaka rýchlemu tuhnutiu tiež zjemňuje kryštalickú štruktúru a eliminuje makrosegregáciu druhej fázy.

Metódu atomizácie možno rozdeliť na dva druhy: „dvojprúdovú metódu“ (drvenie kvapalného prúdu zliatiny prúdom atomizačného média) a „jednoprúdovú metódu“ (drvenie kvapalného prúdu zliatiny inými spôsobmi). Prvá sa delí na plynné (hélium, hmla, dusík, vzduch) a kvapalné (voda, olej) atomizačné médium, druhá je odstredivá atomizácia a vákuová atomizácia rozpusteného plynu.

Najpoužívanejšie metódy sú atomizácia plynom a atomizácia vodou. V procese atomizácie sa surový kov roztaví na kvalifikovanú kvapalnú zliatinu (prehriatu na 100 ~ 150 °C) v elektrickej alebo indukčnej peci a potom sa vstrekne do medzipanvy umiestnenej nad atomizačnou tryskou. Kvapalná zliatina vyteká zo spodného otvoru medzipanvy a pri stretnutí s vysokorýchlostným prúdom vzduchu alebo vody cez trysku sa atomizuje na malé kvapôčky. Vo všeobecnosti majú častice prášku atomizovaného inertným plynom okrúhly tvar s najnižším obsahom kyslíka (pod L00 × 10) a dajú sa priamo spracovať na zahustené produkty technikami tvarovania za tepla, ako je izostatické lisovanie za tepla. Väčšina častíc prášku atomizovaných vodou má nepravidelný tvar, vysoký obsah kyslíka (nad 600 × 10) a vyžaduje žíhanie, ale majú dobrú stlačiteľnosť a dajú sa tvarovať lisovaním za studena a potom spekať do mechanických častí.

Vyššie uvedená metóda atomizácie sa dá ľahko priemyselne využiť vo veľkých množstvách, ale pretože legujúca kvapalina je v kontakte s troskou a žiaruvzdorným téglikom, je nevyhnutné, aby sa do výsledného prášku zaviedli nekovové inklúzie. Preto spoločnosť Soderfors Powder Company zo Švédska podľa princípu ESR najprv zmenila medzipanvu s kapacitou 7 T ​​na zariadenie ESR (elektrotroskový ohrev), pričom obsah nekovových inklúzií v prášku rýchloreznej ocele sa atomizáciou dusíkom znížil na 1/10 pôvodného obsahu a pevnosť v ohybe práškovej rýchloreznej ocele ASP sa zvýšila z 3500 MPa na viac ako 4000 MPa.

Opatrením na úplné a účinné zabránenie kontaminácie oxidmi je použitie metódy „jednoprúdovej“ atomizácie, napríklad metódy atomizácie rotačnou elektródou (pozri metóda rotačnej elektródy). Okrem toho existuje metóda vákuovej atomizácie roztokom, ktorá umožňuje výrobu vysoko čistého sférického prášku. Princíp je taký: keď je plynom presýtená kvapalina zliatiny pod tlakom náhle vystavená vákuu, rozpustený plyn uniká a expanduje, čo spôsobuje atomizáciu kvapaliny zliatiny a následnú kondenzáciu do prášku. V prípade matricových zliatin niklu, medi, kobaltu, železa a hliníka sa na dosiahnutie prášku s rozpúšťaním vodíka môže použiť metóda vákuovej atomizácie rozpusteného plynu.