Sinun pitäisi tietää nämä kohdat metallisumutusjauheen tuotannosta!

Atomisointi tarkoittaa mekaanista menetelmää sulan metallin jauhamiseksi alle 150 μm:n hiukkasiksi. Sumutusaineen ja periaatteen perusteella se voidaan jakaa neljään luokkaan: vesisumutus, kaasusumutus, plasmasumutus ja ultraäänisumutus.

Metallin sumutusjauhetuotannon luokittelu ja sovellus

1. Veden atomisointi

Metallijauheen valmistusprosessilla vesisumutuksella on pitkä historia. Muinaisina aikoina ihmiset kaatoivat sulaa rautaa veteen, jolloin se räjähti hienoiksi metallihiukkasiksi, joita käytettiin teräksen valmistuksen raaka-aineena. Jotkut ihmiset jopa kaatoivat sulaa lyijyä suoraan veteen lyijypellettien valmistamiseksi. Periaate käyttää vesisumutusta karkean metalliseosjauheen tuottamiseen on sama kuin edellä mainitussa menetelmässä, jolla vesi saatetaan räjähtämään sulaa metallia, mutta hienonnustehokkuuden parantuessa merkittävästi. Prosessin kulku näkyy kuvassa 1.

Sovellus: Veden sumutuksen etuna on lyhyt prosessivirtaus, alhaiset kustannukset ja minimaalinen teollisuusjätteen syntyminen, joten se soveltuu alhaisen{0}} ja keskitason-tuotteiden tuotantoon, kun kustannukset ovat suuri huolenaihe. Veden sumutus tuottaa kuitenkin huonosti pallomaisia ​​ja korkean happipitoisuuden omaavia jauheita, eikä sitä voida käyttää kemiallisesti reaktiivisille metalleille.

2. Kaasun atomisointi

Kaasun sumutusprosessia voidaan kuvata karkeasti seuraavasti: vapaan pudotuksen aikana metallipisarat jalostuvat ja läpikäyvät laminaarisen fibroosin kaasun leikkauksen ja puristuksen vuoksi. Kun pisarat poistuvat tehokkaalta sumutusvyöhykkeeltä, ulkoinen paine laskee, mikä johtaa paineepätasapainon aiheuttamaan itse-herättymiseen.

Monien materiaalijauheen valmistusmenetelmien joukossa kaasusumutuksen osuus on 80 % kokonaismäärästä. Kaasun sumutusmenetelmät voidaan jakaa edelleen seuraaviin tyyppeihin laitteiston lämmityselementtien mukaan:

Metallin sumutusjauheen tuotanto: asioita, jotka sinun tulee tietää!

2.1 Tyhjiöinduktiosulatusinertin kaasun sumutusmenetelmä (VIGA-menetelmä)

Laitteiston ja upokkaiden rajoitusten vuoksi lämmityslämpötila tyhjiöinduktiosulatuksessa on usein rajoitettu enintään 1500–1600 asteeseen. Lisäksi keraamisten upokkaiden ja suuttimien käyttö lisää epäpuhtauksia metalliseossulaan, mikä vaikuttaa valmistetun metallijauheen puhtauteen. 2.2 Plasmasulatusinduktiokaasusumutusmenetelmä (PIGA-menetelmä)

Ensinnäkin PIGA-menetelmässä käytetään plasmalämmön lähdettä, mikä parantaa lämmityslähteen vakautta ja tehokkuutta erityisesti korkean lämpötilan{0}}metallien kohdalla. Toiseksi PIGA-menetelmässä käytetään vesi-jäähdytettyä kupariupokasta. Kun sula metalli virtaa kosketukseen vesijäähdytetyn kupariupokkaan kanssa, upokkaan pinnalle muodostuu epäjaloa metallikerros, joka estää sulan metallin virtauksen ja kupariupokkaan seinämän välisen suoran kosketuksen ja parantaa siten valmistetun metallijauheen puhtautta.

2.3 Plasmapolttimen sumutusmenetelmä (PA-menetelmä)

PA-menetelmä toimii sulattamalla metallilankaa lisäämällä sitä plasmalämmönlähteeseen tietyllä nopeudella suoristimen kautta. Sulat metallipisarat sumutetaan sitten korkeapainekaasulla. PA-menetelmällä valmistetuilla jauheilla on korkea palloisuus, korkea puhtaus ja alhainen happipitoisuus. Koska sen raaka-aine on kuitenkin lanka, se lisää raaka-ainekustannuksia ja rajoittaa valmistettavien metallijauheiden tyyppejä.

2.4 Upokaselektrodi-induktiosulatuskaasun atmointimenetelmä (EIGA)

EIGA-menetelmässä käytetään{0}}valmiiksi valmistettua metalliseostankoa elektrodina. Pyörivä sauvaelektrodi sulatetaan ja sumutetaan induktiosulatuskelalla ja säädettävällä pystysuoralla syöttönopeudella. Sen toimintaperiaate paljastaa, että EIGA-menetelmällä on se etu, että se eliminoi keraamisen upokkaan tarpeen, vähentää epäpuhtauksia peruslejeeringissä ja parantaa merkittävästi sumutetun jauheen puhtautta. EIGA-menetelmällä on kuitenkin myös merkittäviä haittoja: esivalmistetun metalliseostangon hinta on korkeampi kuin metalliseosharkkojen, ja sauvalejeeringin tasaisuus vaikuttaa merkittävästi sumutetun jauheen kemialliseen koostumukseen; metallitangon sulamisnopeuden säätäminen on vaikeaa, aiheuttaen helposti virtauksen katkeamisen ja sauvan rikkoutumisen, mikä johtaa ohjausputken tukkeutumiseen.

3. Plasmapyörivän elektrodin sumutusmenetelmä

Plasma pyörivä elektrodiatomisointi (PREP) on metallijauheen valmistusmenetelmä, joka perustuu elektroditankojen nopeaan{0}}pyörivään keskipakoisumutukseen. Tällä menetelmällä voidaan tuottaa vähän-happi-pitoisia, ei--tarttuvia, korkea-pallomaisia ​​jauheita, joiden hiukkaskoko on 70–130 μm. Elektrodin suuren pyörimisnopeuden vaatimuksen vuoksi se ei kuitenkaan voi tuottaa suuria määriä tehokkaita pallomaisia ​​mikrojauheita, joiden hiukkaskoko on alle 45 μm. Tällä tekniikalla tuotetuilla jauheilla on etuja, kuten hyvä juoksevuus, vähäiset kaasusulkeumat ja vähän tai ei ollenkaan satelliittijauheita, ja niille on löydetty tärkeitä sovelluksia ydinteollisuudessa, ilmailu- ja biolääketieteessä.

Toimintaperiaate: Korkean lämpötilan-plasmapistooli sulattaa nopeasti pyörivän elektroditangon päätypinnan-nestekalvoksi. Nestekalvo hajoaa pisaroiksi suuren-keskipakovoiman vaikutuksesta. Pienet pisarat jäähtyvät ja jähmettyvät inertissä ilmakehässä muodostaen pallomaisia ​​jauheita pintajännityksen vaikutuksesta. Tekninen periaate on esitetty kuvassa 3.

Sovellusnäkymät: PREP-tekniikalla valmistettuja metallijauheita on käytetty laajasti ilmailu-, laivanrakennus-, energia- ja kemianteollisuudessa, huippuluokan laitteiden valmistuksessa ja biolääketieteessä. Viime vuosina, kun nousevat teollisuudenalat, kuten metallin lisäainevalmistustekniikka, ovat kehittyneet, PREP-teknologia on osoittanut lupaavia sovellusmahdollisuuksia sen tuottamien metallijauheiden erinomaisten ominaisuuksien ansiosta. Vuosikymmenten kehityksen jälkeen kotimaani PREP-tekniikka on edistynyt merkittävästi jauheen laadussa ja laitekapasiteetissa. Se on kuitenkin edelleen jäljessä kehittyneitä ulkomaisia ​​teknologioita sellaisilla aloilla kuin hienojakoisen jauheen saanto ja tulenkestävien metallijauheiden valmistus.

4. Ultraäänisumutusmenetelmä

Ultraäänisumutus, uudenlainen sumutustekniikka, siirtää ultraäänienergiaa sumutettavaan nesteeseen ja hajottaa sen suoralla tai epäsuoralla kosketuksella ultraäänityökalun pään kanssa. Tällä jauheenvalmistustekniikalla voidaan saada pallomaisia ​​metallijauheita, joilla on hyvä pallomaisuus ja kapea hiukkaskokojakautuma. Sillä on myös merkittäviä etuja, kuten yksinkertaiset laitteet ja prosessit, korkea hallittavuus ja alhaiset kustannukset, erityisesti valmistettaessa tehokkaita pallomaisia ​​metallijauheita, joiden hiukkaskoko on alle 20 μm.

4.1 Ultraääni-sumutustekniikka

Sumutusperiaate: Sumutettava neste syötetään suoraan ultraäänianturin työkalupään pinnalle muodostaen ohuen nestekerroksen. Ultraäänivärähtelyn vaikutuksesta tämä ohut nestekerros tuottaa pintajännitysaaltoja. Kun pinnalla olevien nestepisaroiden amplitudi ylittää työkalupään amplitudin, pisarat työntyvät ulos ja sumutetaan pienemmiksi pisaroiksi, kuten kuvassa 4. Sumutuksen aikana ohuen nestekerroksen paksuus vaikuttaa merkittävästi sumutusvaikutukseen rajoittaen nesteen massavirtausta ja siten rajoittaen sumutusnopeuden paranemista.

Sovellusnäkymät: Kosketusultraäänisumutustekniikkaa käytetään pääasiassa matalan -sulamispisteen-metallijauheiden tuotannossa. Muihin sumutusmenetelmiin verrattuna se voi tuottaa tehokkaammin kapea-hiukkas-kokoisia pallomaisia ​​jauheita, joiden hiukkaskoko on noin 20 μm. Tällä sumutusmenetelmällä on kuitenkin merkittäviä rajoituksia korkean -sulamispisteen- ja erittäin syövyttäviä metallijauheiden tuotannossa.

4.2 Non-Contact Ultrasonic Atomization Technology

Kosketukseton sumutus sisältää pääasiassa sumutettavan nesteen syöttämisen ultraäänen seisovan aaltokentän äänenpainesolmupisteeseen, kuten kuvassa 5.

Kosketukseton ultraääniatomisointi (USWA) -tekniikka, jossa sumutettava neste ei joudu kosketuksiin työkalun pään kanssa, tarjoaa merkittäviä etuja sulien metallien tai muiden nesteiden sumutuksessa. Sillä on myös korkea jauheen saanto ja sumutusteho valmistettaessa metallijauheita, joiden hiukkaskoko on noin 10 μm.

Hakemusnäkymät:

Tutkimukset osoittavat, että kosketukseton{0}}sumutustekniikka tarjoaa vertaansa vailla olevia etuja muihin sumutustekniikoihin verrattuna metallijauheiden valmistuksessa korkean-viskositeettien sulaista. Tämä tekniikka on kuitenkin vielä kehittymätön, eikä se voi vielä täyttää suuren-tehdastuotannon vaatimuksia. Koska sillä on merkittäviä etuja korkean-sulamispisteen-, korkean-viskositeettien ja hienojakoisten-hiukkasten metallijauheiden valmistuksessa, tämä tekniikka on valmis laajalle tulevaisuudelle.

Valmistusalojen, kuten lisäainevalmistuksen, jauhemetallurgian, jauheruiskupuristuksen, pintapinnoitusprosessien ja 3D-hitsaustekniikan kehittyessä, sumutusmenetelmien vaatimukset kiristyvät. Atomisointimenetelmien kehittyessä ja parantuessa niillä on entistä paremmat näkymät.