Требали бисте знати ове тачке о производњи праха за атомизацију метала!

Атомизација се односи на механичку методу уситњавања растопљеног метала у честице мање од 150 μм. На основу медијума и принципа атомизације, може се поделити у четири категорије: атомизација воде, атомизација гаса, атомизација плазме и ултразвучна атомизација.

Класификација и примена производње праха распршивањем метала

1. Атомизација воде

Процес производње металног праха помоћу атомизације воде има дугу историју. У древним временима, људи су сипали растопљено гвожђе у воду, због чега се распрскало у фине металне честице, које су коришћене као сировина за производњу челика. Неки људи су чак сипали растопљено олово директно у воду да би направили оловне пелете. Принцип употребе атомизације воде за производњу праха грубе легуре је исти као и горе поменути метод изазивања пуцања воде од растопљеног метала, али са значајним побољшањем ефикасности уситњавања. Ток процеса је приказан на слици 1.

Примена: Распршивање воде има предности кратког тока процеса, ниске цене и минималног стварања индустријског отпада, што га чини погодним за производњу ниског- до средњег-производа где је цена значајан проблем. Међутим, атомизацијом воде добијају се прахови лоше сферичности и високог садржаја кисеоника и не могу се користити за хемијски реактивне метале.

2. Атомизација гаса

Процес атомизације гаса може се грубо описати на следећи начин: током слободног пада, металне капљице се рафинишу и подлежу ламинарној фибрози услед смицања и компресије гаса. Када капљице напусте ефективну зону атомизације, спољашњи притисак се смањује, што доводи до-самопобуђеног лома услед неравнотеже притиска.

Међу многим методама производње материјала у праху, атомизација гаса чини 80% укупне количине. Методе атомизације гаса се даље могу поделити на следеће типове према грејним елементима опреме:

Производња праха за атомизацију метала: ствари које треба да знате!

2.1 Метода атомизације инертног гаса за топљење у вакууму (ВИГА метода)

Због ограничења у хардверу и лонцима, температура загревања у вакуумском индукционом топљењу је често ограничена на максимално 1500–1600 степени. Штавише, употреба керамичких лонаца и млазница доводи до уношења нечистоћа у растоп легуре, што утиче на чистоћу припремљеног металног праха. 2.2 Метода атомизације индукционог гаса за топљење плазме (ПИГА метода)

Прво, ПИГА метода користи плазма извор топлоте, чиме се побољшава стабилност и ефикасност извора грејања, посебно за метале високе{0} температуре. Друго, ПИГА метода користи водом{2}}хлађени бакарни лончић. Када растопљени метал дође у контакт са водом{4}}хлађеним бакарним лонцем, на површини лончића се формира слој основног метала, спречавајући директан контакт између тока растопљеног метала и зида бакарног лончића, чиме се побољшава чистоћа припремљеног металног праха.

2.3 Метода атомизације плазма бакље (ПА метода)

ПА метода функционише тако што топи металну жицу додавањем у плазма извор топлоте одређеном брзином кроз исправљач. Капљице растопљеног метала се затим атомизују гасом под високим{1}}притиском. Прахови припремљени ПА методом имају карактеристике високе сферичности, високе чистоће и ниског садржаја кисеоника. Међутим, пошто је његова сировина жица, она повећава трошкове сировина и ограничава врсте металних прахова који се могу припремити.

2.4 Метода атомизације индукционог топљеног гаса без лончића (ЕИГА)

ЕИГА метода користи унапред-направљену легирану шипку као електроду. Електрода ротирајуће шипке се топи и атомизује помоћу индукционог калем за топљење и контролисане вертикалне брзине довода. Његов принцип рада открива да ЕИГА метода има предност јер елиминише потребу за керамичким лонцем, смањује нечистоће у матичној легури и значајно побољшава чистоћу атомизованог праха. Међутим, ЕИГА метода такође има значајне недостатке: цена претходно направљеног штапа од легуре је већа од цене ингота легуре, а уједначеност легуре штапа има значајан утицај на хемијски састав атомизованог праха; контролисање брзине топљења металне шипке је тешко, лако изазива прекид протока и ломљење шипке, што доводи до блокаде цеви за вођење.

3. Метода атомизације ротирајућих електрода у плазми

Атомизација ротирајућим електродама плазмом (ПРЕП) је метода припреме металног праха заснована на принципу центрифугалне атомизације електродних шипки велике брзине{0}}. Ова метода може да произведе прахове са ниским-кисеоником-не-адхезивним, високо-сферичним прахом величине честица од 70–130 μм. Међутим, због захтева велике брзине ротације електроде, она не може да произведе велике количине сферних микропрахова високих{9}}перформанси са величином честица мањом од 45 μм. Прахови произведени овом технологијом имају предности као што су добра проточност, мало гасних инклузија и мало или нимало сателитских прахова, и нашли су важну примену у нуклеарној индустрији, ваздухопловству и биомедицини.

Принцип рада: Плазма пиштољ на високој{0}}температури топи предњу страну штапа електроде велике{1}}брзине који се ротира у течни филм. Течни филм се распада на капљице под дејством-центрифугалне силе велике брзине. Сићушне капљице се хладе и учвршћују у инертној атмосфери, формирајући сферичне прахове под дејством површинског напона. Технички принцип је приказан на слици 3.

Изгледи за примену: Метални прахови произведени технологијом ПРЕП широко се користе у ваздухопловству, бродоградњи, енергетској и хемијској индустрији, производњи врхунске{0}}опреме и биомедицини. Последњих година, са развојем индустрија у настајању, као што је технологија производње металних адитива, ПРЕП технологија је показала обећавајуће изгледе за примену због одличних својстава металних прахова које производи. После деценија развоја, ПРЕП технологија у мојој земљи је постигла значајан напредак у квалитету праха и капацитету опреме. Међутим, и даље заостаје за напредним страним технологијама у областима као што су принос финог праха и припрема ватросталних металних прахова.

4. Метода ултразвучне атомизације

Ултразвучна атомизација, као нова технологија атомизације, преноси ултразвучну енергију на течност која се атомизује и разбија је директним или индиректним контактом са главом ултразвучног алата. Ова технологија припреме праха може да добије сферичне металне прахове са добром сферичности и уском дистрибуцијом величине честица. Такође има значајне предности као што су једноставна опрема и процеси, висока могућност контроле и ниска цена, посебно у припреми сферичних металних прахова високих{2}}перформанси са величином честица мањом од 20 μм.

4.1 Контактна технологија ултразвучне атомизације

Принцип атомизације: Течност која се атомизује директно се уноси на површину главе алата ултразвучног претварача, формирајући танак слој течности. Под дејством ултразвучне вибрације, овај танак слој течности ствара таласе површинског напона. Када амплитуда капљица течности на површини премаши амплитуду главе алата, капљице се избацују и распршују у мање капљице, као што је приказано на слици 4. Током атомизације, дебљина танког слоја течности значајно утиче на ефекат атомизације, ограничавајући масени проток течности и на тај начин ограничавајући побољшање брзине атомизације.

Изгледи примене: Контактна ултразвучна технологија атомизације се углавном користи у производњи металних прахова ниске{0}}тачке-тачке топљења. У поређењу са другим методама атомизације, може ефикасније да произведе сферичне прахове -величине честица- са величином честица од око 20 μм. Међутим, овај метод атомизације има значајна ограничења у производњи високо-тачка топљења-и високо корозивних металних прахова.

4.2 Бес-Технологија ултразвучне атомизације

Бес-бесконтактна атомизација углавном укључује уношење течности која се атомизује у чвор звучног притиска у пољу ултразвучног стојећег таласа, као што је приказано на слици 5.

Технологија бесконтактне ултразвучне атомизације (УСВА), где течност која се распршује не долази у контакт са главом алата, нуди значајне предности када се распршују растопљени метали или друге течности. Такође се може похвалити високим приносом праха и ефикасношћу атомизације када се припремају метални прахови са величином честица од приближно 10 μм.

Изгледи примене:

Истраживања показују да технологија бесконтактне атомизације нуди неупоредиву предност у односу на друге технике атомизације у припреми металних прахова из растопине ​​високог вискозитета. Међутим, ова технологија је још увек незрела и још увек не може да задовољи захтеве велике-фабричке производње. С обзиром на значајне предности у производњи металних прахова високе{5}}тачке{6}}тачке{6}} високог{7}вискозитета, финих-честица, ова технологија је спремна за широку будућност тржишта.

Са развојем производних области као што су адитивна производња, металургија праха, бризгање праха, процеси површинског премаза и 3Д технологија заваривања, захтеви за методе атомизације ће постати све строжи. Како методе атомизације буду наставиле да се развијају и побољшавају, имаће још веће изгледе.