Процес уситњавања атомизацијом металног праха

Метода за припрему праха ударањем или разбијањем металних или легираних течности у ситне капљице помоћу брзог флуида (атомизирајућег медијума), а затим њиховим кондензовањем у чврсти прах. Атомизација је најбоља метода за производњу потпуно легираног праха, који се назива претходно легирани прах. Свака честица праха не само да има исти уједначен хемијски састав као и дата растопљена легура, већ и рафинише кристалну структуру због брзог очвршћавања и елиминише макросегрегацију друге фазе.

Метода атомизације може се поделити на две врсте: „метод са два протока“ (дробљење течног тока легуре протоком распршивајућег медијума) и „метод са једним протоком“ (дробљење течног тока легуре другим начинима). Прва се дели на гасну (хелијум, магла, азот, ваздух) и течну (вода, уље) атомизациону средину, а друга на центрифугалну атомизацију и вакуумску атомизацију раствореног гаса.

Најшире коришћене методе су атомизација гасом и атомизација водом. У процесу атомизације, сиров метал се топи у квалификовану течну легуру (прегрејану на 100 ~ 150 °C) у електричној или индукционој пећи, а затим се убризгава у левак који се налази изнад млазнице за атомизацију. Течна легура истиче из доњег отвора левка и атомизује се у мале капљице када се сусретне са брзим протоком ваздуха или воде кроз млазницу. Генерално, честице праха атомизоване инертним гасом су округлог облика са најнижим садржајем кисеоника (испод L00 × 10) и могу се директно претворити у згуснуте производе техникама термоформирања као што је вруће изостатско пресовање. Већина честица праха атомизованих водом има неправилан облик, висок садржај кисеоника (изнад 600 × 10) и потребно их је жарити, али имају добру компресибилност и могу се обликовати хладним пресовањем, а затим синтеровати у механичке делове.

Горе поменути метод атомизације је лако индустријски применити у великим количинама, али пошто је течна легура у контакту са згуром и ватросталним лонцем, неизбежно је да се неметални инклузији унесу у добијени прах. Стога је, према ESR принципу, компанија Soderfors Powder из Шведске прво променила левак капацитета 7 Т у ESR (електрозгурско загревање), садржај неметалних инклузија у праху брзог челика атомизацијом азота је смањен на 1/10 првобитног садржаја, а чврстоћа на савијање ASP праха брзог челика је повећана са 3500MPa на преко 4000MPa.

Мера за потпуно и ефикасно спречавање контаминације оксидима је усвајање методе атомизације „једног протока“, на пример, методе атомизације ротирајућом електродом (видети методу ротирајуће електроде). Поред тога, постоји и метода атомизације вакуумским раствором која такође може произвести сферни прах високе чистоће. Принцип је: када се презасићена легура под притиском изненада изложи вакууму, растворени гас ће изаћи и проширити се, узрокујући атомизацију легуре, а затим кондензовати у прах. За легуре са матричном структуром никла, бакра, кобалта, гвожђа и алуминијума, метода растворавања водоника може се користити за постизање праха атомизације раствореним гасом у вакууму.