Ar trebui să știți aceste puncte despre producția de pulbere de atomizare metal!

Atomizarea se referă la metoda mecanică de pulverizare a metalului topit în particule mai mici de 150 μm. Pe baza mediului și principiului de atomizare, acesta poate fi împărțit în patru categorii: atomizare apă, atomizare gaz, atomizare plasmă și atomizare ultrasonică.

Clasificarea și aplicarea producției de pulbere de atomizare metal

1. Atomizarea apei

Procesul de producere a pulberii metalice folosind atomizarea apei are o istorie lungă. În antichitate, oamenii turnau fier topit în apă, făcându-l să spargă în particule fine de metal, care erau folosite ca materii prime pentru fabricarea oțelului. Unii oameni chiar au turnat plumb topit direct în apă pentru a face pelete de plumb. Principiul utilizării atomizării apei pentru a produce pulbere de aliaj grosier este același cu metoda menționată mai sus de a face ca apa să spargă metalul topit, dar cu o îmbunătățire semnificativă a eficienței pulverizării. Fluxul procesului este prezentat în figura 1.

Aplicație: atomizarea apei are avantajele unui debit scurt al procesului, costuri reduse și generare minimă de deșeuri industriale, ceea ce o face potrivită pentru producția de produse de gamă joasă- până la-în care costul reprezintă o preocupare semnificativă. Cu toate acestea, atomizarea apei produce pulberi cu sfericitate slabă și conținut ridicat de oxigen și nu poate fi utilizată pentru metale reactive chimic.

2. Atomizarea gazelor

Procesul de atomizare a gazului poate fi descris aproximativ după cum urmează: în timpul căderii libere, picăturile de metal sunt rafinate și suferă fibroză laminară datorită forfecării și compresiei gazului. Când picăturile părăsesc zona de atomizare efectivă, presiunea externă scade, ceea ce duce la ruperea auto-excitată din cauza dezechilibrului de presiune.

Dintre numeroasele metode de producere a pulberii materiale, atomizarea gazelor reprezintă 80% din total. Metodele de atomizare a gazului pot fi împărțite în următoarele tipuri în funcție de elementele de încălzire ale echipamentului:

Producția de pulbere de atomizare metalică: lucruri pe care ar trebui să le știți!

2.1 Metoda de atomizare a gazului inert prin topire prin inducție în vid (Metoda VIGA)

Datorită limitărilor din hardware și creuzete, temperatura de încălzire în topirea prin inducție în vid este adesea limitată la maximum 1500-1600 de grade. În plus, utilizarea creuzetelor și a duzelor ceramice introduce impurități în topitura aliajului, afectând puritatea pulberii metalice preparate. 2.2 Metoda de atomizare a gazului prin inducție prin topire cu plasmă (Metoda PIGA)

În primul rând, metoda PIGA folosește o sursă de căldură cu plasmă, îmbunătățind astfel stabilitatea și eficiența sursei de încălzire, în special pentru metalele la-înaltă temperatură. În al doilea rând, metoda PIGA utilizează un creuzet de cupru-răcit cu apă. Când metalul topit intră în contact cu creuzetul de cupru răcit cu apă-, pe suprafața creuzetului se formează un strat de metal de bază, împiedicând contactul direct între fluxul de metal topit și peretele creuzetului de cupru, îmbunătățind astfel puritatea pulberii metalice preparate.

2.3 Metoda de atomizare a pistolului cu plasmă (Metoda PA)

Metoda PA funcționează prin topirea sârmei metalice, adăugându-l la o sursă de căldură cu plasmă la o anumită rată printr-o placă de îndreptat. Picăturile de metal topit sunt apoi atomizate de gazul de înaltă presiune-. Pulberile preparate folosind metoda PA au caracteristicile de sfericitate ridicată, puritate ridicată și conținut scăzut de oxigen. Cu toate acestea, deoarece materia sa primă este o sârmă, crește costurile materiilor prime și limitează tipurile de pulberi metalice care pot fi preparate.

2.4 Metoda de atomizare a gazului de topire prin inducție cu electrozi fără creuzet (EIGA)

Metoda EIGA folosește ca electrod o tijă din aliaj -prefabricată. Electrodul cu tijă rotativă este topit și atomizat de o bobină de topire prin inducție și viteza de alimentare verticală controlată. Principiul său de funcționare arată că metoda EIGA are avantajul de a elimina necesitatea unui creuzet ceramic, de a reduce impuritățile din aliajul principal și de a îmbunătăți semnificativ puritatea pulberii atomizate. Cu toate acestea, metoda EIGA are și dezavantaje semnificative: costul tijei de aliaj pre-fabricate este mai mare decât cel al lingourilor de aliaj, iar uniformitatea aliajului de tije are un impact semnificativ asupra compoziției chimice a pulberii atomizate; controlul vitezei de topire a tijei metalice este dificil, provocând cu ușurință întreruperea curgerii și ruperea tijei, ducând la blocarea tubului de ghidare.

3. Metoda de atomizare a electrodului rotativ cu plasmă

Atomizarea cu electrod rotativ cu plasmă (PREP) este o metodă de preparare a pulberii metalice bazată pe principiul atomizării centrifugă cu rotație de mare-viteză a tijelor de electrod. Această metodă poate produce pulberi cu conținut scăzut de-oxigen-, ne-adezive, cu sfericitate ridicată-, cu o dimensiune a particulei de 70–130 μm. Cu toate acestea, din cauza cerinței de viteză mare de rotație a electrodului, acesta nu poate produce cantități mari de micropulberi sferice-de înaltă performanță cu o dimensiune a particulelor mai mică de 45 μm. Pulberile produse prin această tehnologie au avantaje precum fluiditate bună, incluziuni scăzute de gaz și puține sau deloc pulberi satelit și au găsit aplicații importante în industria nucleară, aerospațială și biomedicină.

Principiu de funcționare: Un pistol cu ​​plasmă la temperatură înaltă-topește fața de capăt a unei tije cu electrod rotativ de mare-viteză într-o peliculă lichidă. Filmul lichid se descompune în picături sub acțiunea forței centrifuge cu viteză mare-. Picăturile minuscule se răcesc și se solidifică într-o atmosferă inertă, formând pulberi sferice sub acțiunea tensiunii superficiale. Principiul tehnic este prezentat în figura 3.

Perspective de aplicare: pulberile metalice produse prin tehnologia PREP au fost utilizate pe scară largă în industria aerospațială, construcții navale, energetice și chimice, în producția de echipamente de ultimă generație și în biomedicină. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea industriilor emergente, cum ar fi tehnologia de fabricare a aditivilor metalici, tehnologia PREP a arătat perspective promițătoare de aplicare datorită proprietăților excelente ale pulberilor metalice pe care le produce. După decenii de dezvoltare, tehnologia PREP a țării mele a făcut progrese semnificative în ceea ce privește calitatea pulberii și capacitatea echipamentului. Cu toate acestea, încă rămâne în urma tehnologiilor străine avansate în domenii precum producția de pulbere fină și prepararea pulberilor metalice refractare.

4. Metoda de atomizare cu ultrasunete

Atomizarea cu ultrasunete, ca tehnologie nouă de atomizare, transferă energia ultrasonică în lichidul care urmează să fie atomizat și o descompune prin contact direct sau indirect cu un cap de sculă cu ultrasunete. Această tehnologie de preparare a pulberii poate obține pulberi metalice sferice cu sfericitate bună și distribuție îngustă a dimensiunii particulelor. De asemenea, are avantaje semnificative, cum ar fi echipamente și procese simple, controlabilitate ridicată și costuri reduse, în special în prepararea pulberilor metalice sferice de-înaltă performanță, cu o dimensiune a particulelor mai mică de 20 μm.

4.1 Tehnologia de atomizare cu ultrasunete de contact

Principiul atomizării: Lichidul care trebuie atomizat este introdus direct pe suprafața capului instrumentului traductorului ultrasonic, formând un strat subțire de lichid. Sub acțiunea vibrațiilor ultrasonice, acest strat lichid subțire generează unde de tensiune superficială. Când amplitudinea picăturilor de lichid de pe suprafață depășește amplitudinea capului sculei, picăturile sunt ejectate și atomizate în picături mai mici, așa cum se arată în Figura 4. În timpul atomizării, grosimea stratului subțire de lichid afectează semnificativ efectul de atomizare, limitând debitul masic al lichidului și limitând astfel îmbunătățirea ratei de atomizare.

Perspective de aplicare: tehnologia de atomizare cu ultrasunete de contact este utilizată în principal la producerea de pulberi metalice cu punct de topire scăzut--. În comparație cu alte metode de atomizare, poate produce mai eficient pulberi sferice de dimensiuni-particule- înguste, cu o dimensiune a particulelor de aproximativ 20 μm. Cu toate acestea, această metodă de atomizare are limitări semnificative în producerea de pulberi metalice cu punct de topire-înalt{-înalt corozive.

4.2 Tehnologie de atomizare cu ultrasunete fără-contact

Atomizarea fără-contact implică în principal introducerea lichidului care urmează să fie atomizat la nodul de presiune sonoră al câmpului de unde staționare ultrasonice, așa cum se arată în Figura 5.

Tehnologia de atomizare ultrasonică fără-contact (USWA), în care lichidul de atomizat nu intră în contact cu capul sculei, oferă avantaje semnificative la atomizarea metalelor topite sau a altor lichide. De asemenea, se mândrește cu randament ridicat de pulbere și eficiență de atomizare atunci când se prepară pulberi metalice cu o dimensiune a particulelor de aproximativ 10 μm.

Perspective de aplicare:

Cercetările indică faptul că tehnologia de atomizare fără-contact oferă avantaje de neegalat față de alte tehnici de atomizare în prepararea pulberilor metalice din topituri cu-vâscozitate ridicată. Cu toate acestea, această tehnologie este încă imatură și încă nu poate satisface cerințele producției la scară mare-fabrică. Având în vedere avantajele sale semnificative în producerea de pulberi metalice cu particule fine-punct de topire-,-vâscozitate ridicată-, această tehnologie este pregătită pentru un viitor pe piață largă.

Odată cu dezvoltarea domeniilor de producție, cum ar fi fabricarea aditivă, metalurgia pulberilor, turnarea prin injecție a pulberilor, procesele de acoperire a suprafețelor și tehnologia de sudare 3D, cerințele pentru metodele de atomizare vor deveni din ce în ce mai stricte. Pe măsură ce metodele de atomizare continuă să evolueze și să se îmbunătățească, ele se vor bucura de perspective și mai mari.