Знакомство с процессом распыления

Знакомство с процессом распыления

Распыление — один из физических методов производства порошка, о котором мы поговорим ниже.

В этом методе расплав превращается в частицы размером менее 150 микрон. Металлический порошок, такой как железо, медь и его сплавы, алюминий и его сплавы, кобальтовые сплавы, олово, нержавеющая сталь, инструменты и суперсплавы, могут быть получены таким образом.

Распыление имеет различные методы, а именно:

   1- Распыление жидкостью (водой или газом): В этом методе вода или газ попадают в струю расплавленного металла через специальные форсунки под давлением. В результате расплав замерзает, распадаясь на мелкие частицы и образуется металлический порошок.

Водный метод распыления подходит для массового производства порошка с меньшими затратами. Причиной этого является высокая скорость охлаждения воды. В этом методе форма порошка неправильная, а количество кислорода на поверхности высокое. Но дозировка метода газового распыления и скорость охлаждения невелики, поэтому стоимость производства порошка выше. В этом методе форма порошка почти круглая, и если используется нейтральный газ, количество поверхностного кислорода очень мало.

   2- Распыление с центробежной силой: в этих методах центробежная сила используется для ускорения потока расплава и преодоления его силы поверхностного натяжения. Количество производства порошка в этих методах намного меньше и ограничено по сравнению с методом жидкостного распыления. В этом методе стоимость производства порошка очень высока. Наиболее важными из этих методов являются:

       (1) Метод вращающегося электрода: в этом процессе конец вращающегося стержня расплавляется вокруг своей продольной оси, расплавленные капли центробежно разбрасываются и затвердевают в сферической форме. Плавка может осуществляться с помощью электрической дуги через неплавящийся вольфрамовый электрод. Достоинствами этого метода являются хорошее качество поверхности частиц, сферическая форма частиц, распределение частиц по размерам в определенном диапазоне и возможность получения порошка активных металлов.

       (2) Метод вращающегося диска: в этом методе тонкая струя расплава выливается непосредственно во вращающуюся пластину, которая вращается с высокой скоростью, и благодаря вращению она ускоряется и выбрасывается в окружающую среду в виде расплавленных капель и замерзает. Продувка охлаждающим газом или использование воды ускоряет затвердевание частиц. В этом методе форма зерен сферическая, а их размер зависит от скорости вращения диска.

      (3) Метод вращения диска в расплаве: в этом методе окружающая среда диска, имеющего зубчатое состояние (например, шестерня), находится в контакте с поверхностью расплавленного металла. Расплавленный металл застревает между зубьями, превращается в пасту, и диск начинает двигаться. Затем за счет вращательного движения диска он отделяется от него и, пройдя некоторое расстояние, застывает. В этом методе форма частиц порошка неправильная. Кроме того, этим методом нельзя получить мелкие частицы порошка.

       (4) Метод вращающегося стакана: в этом методе расплав выливается в чашеобразный контейнер. Эта чашка вращается с большой скоростью, расплавленные частицы механически выбрасываются из ее края и по пути замораживаются охлаждающим газом.

- Распыление в вакууме: в этом методе энергия, высвобождаемая за счет выделения растворенного газа из растворимости, используется для дезинтеграции расплава. Сначала расплав подвергается давлению подходящим газом. При этом газ (обычно водород) растворяется в пересыщенном состоянии в расплаве. Затем расплав по огнеупорной трубе переносится в вакуумную камеру. При снижении давления газа он выводится из растворимости и выводится из расплава в молекулярной форме. В этом случае газ занимает больший объем. Таким образом, расплав распадается в вакууме и превращается в мелкие частицы. В этом методе частицы порошка имеют сферическую форму. Кроме того, из-за использования вакуума количество поверхностного кислорода низкое.