Jums vajadzētu zināt šos punktus par metālu izsmidzināšanas pulvera ražošanu!

Izsmidzināšana attiecas uz mehānisku metodi izkausēta metāla pulverizēšanai daļiņās, kas mazākas par 150 μm. Pamatojoties uz izsmidzināšanas vidi un principu, to var iedalīt četrās kategorijās: ūdens izsmidzināšana, gāzes izsmidzināšana, plazmas izsmidzināšana un ultraskaņas izsmidzināšana.

Metāla atomizācijas pulvera ražošanas klasifikācija un pielietojums

1. Ūdens izsmidzināšana

Metāla pulvera ražošanas procesam, izmantojot ūdens izsmidzināšanu, ir sena vēsture. Senatnē cilvēki ūdenī lēja kausētu dzelzi, izraisot to, ka tā pārplīsa smalkās metāla daļiņās, kuras izmantoja kā izejmateriālu tērauda ražošanai. Daži cilvēki pat ielēja izkausētu svinu tieši ūdenī, lai izgatavotu svina granulas. Ūdens izsmidzināšanas izmantošanas princips rupja sakausējuma pulvera iegūšanai ir tāds pats kā iepriekšminētajai metodei, kā izraisīt ūdens pārsprāgšanu izkausētam metālam, taču ar ievērojamu pulverizēšanas efektivitātes uzlabojumu. Procesa plūsma ir parādīta 1. attēlā.

Pielietojums: ūdens izsmidzināšanai ir tādas priekšrocības kā īsa procesa plūsma, zemas izmaksas un minimāla rūpniecisko atkritumu rašanās, padarot to piemērotu zemas - līdz vidējas -klases produktu ražošanai, kur izmaksas rada nopietnas bažas. Tomēr ūdens izsmidzināšana rada pulverus ar sliktu sfēriskumu un augstu skābekļa saturu, un to nevar izmantot ķīmiski reaģējošiem metāliem.

2. Gāzes izsmidzināšana

Gāzes izsmidzināšanas procesu var aptuveni raksturot šādi: brīvā kritiena laikā metāla pilieni tiek attīrīti un pakļauti laminārai fibrozei gāzes bīdes un saspiešanas dēļ. Kad pilieni atstāj efektīvās izsmidzināšanas zonu, ārējais spiediens samazinās, izraisot paš-pārtraukumu spiediena nelīdzsvarotības dēļ.

Starp daudzajām materiāla pulvera ražošanas metodēm gāzu izsmidzināšana veido 80% no kopējā apjoma. Gāzes izsmidzināšanas metodes var iedalīt šādos veidos atbilstoši iekārtas sildelementiem:

Metāla izsmidzināšanas pulvera ražošana: lietas, kas jums jāzina!

2.1. Vakuuma indukcijas kausēšanas inertās gāzes izsmidzināšanas metode (VIGA metode)

Aparatūras un tīģeļu ierobežojumu dēļ sildīšanas temperatūra vakuuma indukcijas kausēšanā bieži tiek ierobežota līdz 1500–1600 grādiem. Turklāt, izmantojot keramikas tīģeļus un sprauslas, sakausējuma kausējumā iekļūst piemaisījumi, kas ietekmē sagatavotā metāla pulvera tīrību. 2.2 Plazmas kušanas indukcijas gāzes izsmidzināšanas metode (PIGA metode)

Pirmkārt, PIGA metode izmanto plazmas siltuma avotu, tādējādi uzlabojot apkures avota stabilitāti un efektivitāti, īpaši augstas temperatūras metāliem. Otrkārt, PIGA metode izmanto ar ūdeni -dzesētu vara tīģeli. Kad izkausētais metāls nonāk saskarē ar ūdens -dzesētu vara tīģeli, uz tīģeļa virsmas veidojas parastā metāla slānis, kas novērš tiešu kontaktu starp izkausētā metāla plūsmu un vara tīģeļa sieniņu, tādējādi uzlabojot sagatavotā metāla pulvera tīrību.

2.3. Plazmas degļa izsmidzināšanas metode (PA metode)

PA metode darbojas, kausējot metāla stiepli, pievienojot to plazmas siltuma avotam ar noteiktu ātrumu caur taisnotāju. Pēc tam izkausētos metālus izsmidzina ar augstspiediena gāzi. Pulveriem, kas pagatavoti, izmantojot PA metodi, piemīt augsta sfēriskuma, augsta tīrības pakāpe un zems skābekļa saturs. Tomēr, tā kā tā izejviela ir stieple, tas palielina izejvielu izmaksas un ierobežo to metāla pulveru veidus, kurus var pagatavot.

2.4. Beztīģeļa elektrodu indukcijas kausēšanas gāzes izsmidzināšanas metode (EIGA)

Izmantojot EIGA metodi, kā elektrods tiek izmantots{0}}sagatavots sakausējuma stienis. Rotējošais stieņa elektrods tiek izkausēts un atomizēts ar indukcijas kausēšanas spoli un kontrolētu vertikālo padeves ātrumu. Tās darbības princips atklāj, ka EIGA metodes priekšrocība ir tā, ka tiek novērsta nepieciešamība pēc keramikas tīģeļa, samazināts piemaisījumu daudzums galvenajā sakausējumā un ievērojami uzlabota izsmidzinātā pulvera tīrība. Tomēr EIGA metodei ir arī būtiski trūkumi: iepriekš-izgatavota sakausējuma stieņa izmaksas ir augstākas nekā sakausējuma lietņu izmaksas, un stieņa sakausējuma viendabīgums būtiski ietekmē izsmidzinātā pulvera ķīmisko sastāvu; ir grūti kontrolēt metāla stieņa kušanas ātrumu, viegli izraisot plūsmas pārtraukšanu un stieņa lūzumu, kā rezultātā tiek bloķēta virzošā caurule.

3. Plazmas rotējošā elektroda izsmidzināšanas metode

Plazmas rotācijas elektrodu izsmidzināšana (PREP) ir metāla pulvera sagatavošanas metode, kuras pamatā ir elektrodu stieņu ātrgaitas{0}}rotācijas centrbēdzes izsmidzināšana. Izmantojot šo metodi, var iegūt zema-skābekļa-satura, ne-lipīgus, augstas-sfēriskus pulverus ar daļiņu izmēru 70–130 μm. Tomēr, tā kā elektrodam ir nepieciešams liels rotācijas ātrums, tas nevar ražot lielu daudzumu augstas veiktspējas sfērisku mikropulveru, kuru daļiņu izmērs ir mazāks par 45 μm. Ar šo tehnoloģiju ražotajiem pulveriem ir tādas priekšrocības kā laba plūstamība, zems gāzu ieslēgums un maz vai nav satelītu pulveru, un tie ir atraduši svarīgus pielietojumus kodolrūpniecībā, aviācijā un biomedicīnā.

Darbības princips: Augstas{0}}temperatūras plazmas pistole izkausē ātrdarbīgi rotējoša elektroda stieņa gala virsmu šķidrā plēvē. Šķidruma plēve liela ātruma centrbēdzes spēka iedarbībā sadalās pilienos. Sīkie pilieni atdziest un sacietē inertā atmosfērā, virsmas spraiguma ietekmē veidojot sfēriskus pulverus. Tehniskais princips ir parādīts 3. attēlā.

Pielietojuma perspektīvas: metāla pulveri, kas ražoti, izmantojot PREP tehnoloģiju, ir plaši izmantoti kosmosa, kuģu būves, enerģētikas un ķīmiskajā rūpniecībā, augstākās klases iekārtu ražošanā un biomedicīnā. Pēdējos gados, attīstoties jaunām nozarēm, piemēram, metāla piedevu ražošanas tehnoloģijai, PREP tehnoloģija ir parādījusi daudzsološas pielietojuma perspektīvas, pateicoties tās ražoto metāla pulveru lieliskām īpašībām. Pēc gadu desmitiem ilgas attīstības manas valsts PREP tehnoloģija ir panākusi ievērojamu progresu pulvera kvalitātes un aprīkojuma jaudas ziņā. Tomēr tā joprojām atpaliek no progresīvām ārvalstu tehnoloģijām tādās jomās kā smalka pulvera iznākums un ugunsizturīgo metālu pulveru sagatavošana.

4. Ultraskaņas izsmidzināšanas metode

Ultraskaņas izsmidzināšana kā jauna izsmidzināšanas tehnoloģija pārnes ultraskaņas enerģiju uz izsmidzināmo šķidrumu un sadala to tiešā vai netiešā saskarē ar ultraskaņas instrumenta galvu. Šī pulvera sagatavošanas tehnoloģija var iegūt sfēriskus metāla pulverus ar labu sfēriskumu un šauru daļiņu izmēra sadalījumu. Tam ir arī būtiskas priekšrocības, piemēram, vienkāršas iekārtas un procesi, augsta vadāmība un zemas izmaksas, īpaši augstas veiktspējas sfērisku metāla pulveru pagatavošanā, kuru daļiņu izmērs ir mazāks par 20 μm.

4.1. Kontaktu ultraskaņas izsmidzināšanas tehnoloģija

Izsmidzināšanas princips: izsmidzināmais šķidrums tiek tieši ievadīts uz ultraskaņas devēja instrumenta galvas virsmas, veidojot plānu šķidruma slāni. Ultraskaņas vibrācijas ietekmē šis plānais šķidruma slānis rada virsmas spraiguma viļņus. Kad šķidruma pilienu amplitūda uz virsmas pārsniedz instrumenta galvas amplitūdu, pilieni tiek izmesti un izsmidzināti mazākos pilienos, kā parādīts 4. attēlā. Izsmidzināšanas laikā plānā šķidruma slāņa biezums būtiski ietekmē izsmidzināšanas efektu, ierobežojot šķidruma masas plūsmas ātrumu un tādējādi ierobežojot izsmidzināšanas ātruma uzlabošanos.

Pielietojuma perspektīvas: Kontaktu ultraskaņas izsmidzināšanas tehnoloģiju galvenokārt izmanto metālu pulveru ražošanā ar zemu -kušanas punktu-. Salīdzinot ar citām izsmidzināšanas metodēm, tā var efektīvāk ražot šauras-daļiņu-izmēra sfēriskus pulverus, kuru daļiņu izmērs ir aptuveni 20 μm. Tomēr šai izsmidzināšanas metodei ir būtiski ierobežojumi augstas -kušanas-punkta un ļoti kodīgu metāla pulveru ražošanā.

4.2. Bezkontakta ultraskaņas izsmidzināšanas tehnoloģija

Bezkontakta izsmidzināšana galvenokārt ietver izsmidzināmā šķidruma ievadīšanu ultraskaņas stāvviļņu lauka skaņas spiediena mezglā, kā parādīts 5. attēlā.

Bezkontakta ultraskaņas izsmidzināšanas (USWA) tehnoloģija, kurā izsmidzināmais šķidrums nesaskaras ar instrumenta galvu, sniedz ievērojamas priekšrocības, izsmidzinot kausētus metālus vai citus šķidrumus. Tas arī lepojas ar augstu pulvera iznākumu un izsmidzināšanas efektivitāti, gatavojot metāla pulverus ar daļiņu izmēru aptuveni 10 μm.

Pieteikšanās perspektīvas:

Pētījumi liecina, ka bezkontakta atomizācijas tehnoloģija piedāvā nepārspējamas priekšrocības salīdzinājumā ar citām izsmidzināšanas metodēm metāla pulveru sagatavošanā no augstas viskozitātes kausējumiem. Tomēr šī tehnoloģija joprojām ir nenobriedusi un vēl nevar apmierināt lielapjoma rūpnīcas ražošanas prasības. Ņemot vērā tās ievērojamās priekšrocības augstas -kušanas temperatūras-, augstas-viskozitātes, smalku- daļiņu metāla pulveru ražošanā, šī tehnoloģija ir paredzēta plašai tirgus nākotnei.

Attīstoties tādām ražošanas jomām kā piedevu ražošana, pulvermetalurģija, pulvera iesmidzināšana, virsmas pārklāšanas procesi un 3D metināšanas tehnoloģija, prasības atomizācijas metodēm kļūs arvien stingrākas. Turpinot attīstīties un pilnveidoties atomizācijas metodēm, tām būs vēl lielākas izredzes.