În timpul procesului de producere a pulberii de atomizare a gazului, dimensiunea particulelor de pulbere este controlată în principal de următorii factori:
Presiune medie de atomizare: cu cât presiunea este mai mare, cu atât impactul mediului de atomizare este mai puternic asupra fluxului de lichid metalic, cu atât efectul de zdrobire este mai bun și pulberea este mai fină.
Diametrul coloanei cu flux de metal: cu cât diametrul este mai mic, cu atât curgerea lichidului metalic este mai ușor de zdrobit și cu atât dimensiunea particulelor de pulbere este mai fină.
Temperatura de topire a metalului: cu cât temperatura este mai mare, cu atât vascozitatea topiturii metalului este mai mică, cu atât fluiditatea este mai bună și cu atât este mai ușor să fie zdrobită în picături fine de lichid.
Unghiul dintre cele două fluxuri: cu cât unghiul este mai mare, cu atât impactul mediului de atomizare este mai puternic asupra fluxului de lichid metalic, cu atât efectul de zdrobire este mai bun și pulberea este mai fină.
Tip de mediu de atomizare: Când se folosește un mediu de atomizare lichid, masa acestuia este mai mare decât cea a gazului și transportă mai multă energie, rezultând un efect de zdrobire mai bun și o pulbere mai fină.
În plus, tensiunea superficială și vâscozitatea topiturii de metal, parametrii structurali ai dispozitivului de atomizare (cum ar fi tipul duzei, parametrii de injecție) și parametrii dispozitivului de colectare a pulberii vor avea, de asemenea, un impact asupra dimensiunii particulelor de pulbere.
Domeniul specific de ajustare a parametrilor de proces pentru producția de pulbere de atomizare a gazului este următorul:
Presiunea gazului de atomizare: 10 - 40 atmosfere (aproximativ 1 - 4 MPa)
Diametrul coloanei de flux metalic: trebuie ajustat în funcție de echipamente și materiale specifice. Cu cât diametrul este mai mic, cu atât pulberea este mai fină.
Temperatura de topire a metalului: trebuie ajustată în funcție de punctul de topire al aliajului. De obicei este cu 50 - 100 grade mai mare decât punctul de topire.
Unghi cu două-stream: 40 grade - 75 grade
Presiunea camerei de atomizare a gazului: trebuie să mențină o stare de vid. De obicei, în intervalul de 1 - 10 torr (aproximativ 0.13 - 1.33 kPa)
Acești parametri trebuie controlați cu precizie în funcție de compoziția specifică a aliajului și cerințele de performanță a pulberii.
Temperatura topiturii metalului afectează direct dimensiunea particulelor pulberii prin modificarea vâscozității și a tensiunii superficiale a topiturii. Mai exact:
1. Pe măsură ce temperatura crește, vâscozitatea scade. Când temperatura crește de la 150 de grade la 300 de grade, dimensiunea medie a particulei de pulbere de Pd-Ag{-Cu scade de la 101 μm la 33 μm. Temperaturile ridicate fac ca lichidul metalic să fie mai predispus să se rupă în picături fine, dar depășirea valorii critice (cum ar fi 300 de grade) va face ca picăturile să se lipească, crescând astfel dimensiunea particulelor.
2. Modificări ale tensiunii superficiale
Temperaturile ridicate reduc tensiunea superficială, făcând picăturile mai dispersabile. Experimentul arată că pentru pulberea de oțel inoxidabil, dimensiunea medie a particulelor scade cu aproximativ 5 μm pentru fiecare creștere de 50 K a supraîncălzirii. Cu toate acestea, temperaturile excesiv de ridicate vor prelungi timpul de solidificare și vor crește riscul formării de pulbere satelit.
3. Fereastra de temperatură optimă
Oțel inoxidabil: randamentul de pulbere fină este cel mai mare atunci când supraîncălzirea este de 245 K.
Aliaj de-entropie ridicată: când este încălzit la 1200 de grade , Dv(50) al aliajului de titan atinge 57,3 μm, care este cu 1,1 μm mai mare decât cel de la 1100 de grade . Titan: Pentru a stabiliza atomizarea, temperatura trebuie menținută la 1300-1400 grade.
4. Sinergie cu alți parametri
Trebuie ajustat împreună cu presiunea de atomizare (4,0 MPa), tipul de gaz (heliul este cel mai fin), etc. De exemplu, la atomizarea cu argon, pentru fiecare creștere cu 100 de grade a temperaturii, dimensiunea particulelor de pulbere poate fi redusă cu 15-20%.
