Metóda prípravy kovového prášku pomocou 3D tlače

Postup prípravy kovového prášku

V súčasnosti možno spôsoby prípravy prášku rozdeliť podľa spôsobu prípravy na redukčnú metódu, metódu elektrolýzy, metódu rozkladu karbonylu, metódu mletia, metódu atomizácie atď.

Na výrobu zliatinového prášku je možné použiť atomizačnú metódu. Súčasne môže moderný proces atomizácie riadiť aj tvar prášku. Nepretržitý vývoj štruktúry atomizačnej dutiny výrazne zlepšuje účinnosť atomizácie, vďaka čomu sa z atomizačnej metódy postupne stáva hlavná metóda výroby prášku. Metóda atomizácie spĺňa špeciálne požiadavky na spotrebný kovový prášok pre 3D tlač. Atomizačná metóda sa týka metódy práškovania roztaveného kovu na častice s veľkosťou menšou ako asi 150 μm mechanickou metódou.

Podľa spôsobu drvenia roztaveného kovu sa dá rozdeliť na atomizačné metódy vrátane dvojprúdovej atomizácie, odstredivej atomizácie, ultrazvukovej atomizácie, vákuovej atomizácie a podobne.

2.1 Metóda atomizácie vody

Pri výrobe atomizovaného prášku je metóda atomizácie vody jednou z lacných metód výroby. Pretože voda v atomizačnom médiu je nielen lacná a ľahko dostupná, ale aj vynikajúca v atomizačnej účinnosti.

Ostatné kovy alebo zliatiny s vysokou aktivitou budú reagovať pri kontakte s vodou. Zároveň kontakt s vodou počas procesu atomizácie zvýši obsah kyslíka v prášku. Tieto problémy obmedzujú použitie atomizácie vody pri príprave kovových práškov s vysokou guľatosťou a nízkym obsahom kyslíka.

2.2 Metóda atomizácie plynu

Metóda atomizácie plynu je jednou z hlavných metód výroby kovových a zliatinových práškov. Základným princípom atomizácie plynu je proces rozpadu prúdu tekutého kovu na malé kvapôčky s vysokorýchlostným prúdením vzduchu a tuhnutia na prášok. Vďaka svojim výhodám vysokej čistoty, nízkeho obsahu kyslíka, kontrolovateľnej veľkosti častíc prášku, nízkych výrobných nákladov a vysokej sférickosti sa pripravený prášok stal hlavným smerom vývoja vysokovýkonnej a špeciálnej technológie prípravy zliatinového prášku.

V súčasnosti existuje niekoľko reprezentatívnych technológií atomizácie plynu na výrobu prášku:

2.2.1 Technológia atomizácie pomocou laminárneho toku

Technológiu laminárnej atomizácie navrhol Nanoval, Nemecko atď. Táto technológia priniesla významné vylepšenia bežných trysiek. Vylepšená rozprašovacia dýza má vysokú účinnosť rozprašovania, úzku distribúciu veľkosti častíc prášku a rýchlosť chladenia 106 - 107 K / s. Pod atomizačným tlakom 2,0 MPa sa meď, hliník, nehrdzavejúca oceľ 316L atď. Rozprašujú pomocou média Ar alebo N2 a priemerná veľkosť častíc prášku dosahuje 10 μm. Ďalšou výhodou tohto procesu je nízka spotreba plynu, značné ekonomické výhody a je vhodný na výrobu väčšiny kovových práškov. Nevýhodou je, že technická kontrola je zložitá, proces atomizácie je nestabilný a výstup je malý (hmotnostný prietok kovovej hmoty je menší ako 1 kg / min), čo nepodporuje priemyselnú výrobu.

2.2.2 Technológia atomizácie pomocou ultrazvukovej tesnej väzby

Táto technológia optimalizuje štruktúru tesne spojenej prstencovej štrbinovej dýzy, takže výstupná rýchlosť prúdenia vzduchu presahuje rýchlosť zvuku a zvyšuje sa hmotnostný prietok kovu. Pri rozprašovaní kovov s vysokou povrchovou energiou, ako je nehrdzavejúca oceľ, môže priemerná veľkosť častíc prášku dosiahnuť asi 20 μm a štandardná odchýlka prášku môže byť až 1,5 μm.

Ďalšou hlavnou výhodou tejto technológie je, že výrazne zlepšuje rýchlosť ochladzovania prášku a môže produkovať rýchlo ochladzujúci alebo amorfný prášok.

2.2.3 Metóda atomizácie horúcimi plynmi

Plyn sa zahrieva na 200 až 400 ° C, aby sa atomizovala zliatina striebra a zliatina zlata, a dospelo sa k záveru, že priemerná veľkosť častíc a štandardná odchýlka prášku klesá so zvyšovaním teploty. V porovnaní s tradičnou technológiou atomizácie môže technológia atomizácie horúcim plynom zlepšiť účinnosť atomizácie, znížiť spotrebu plynu a je ľahké ju implementovať do tradičného atomizačného zariadenia. Je to technológia so sľubnými aplikáciami.

2.3.1 Výroba vákuového atomizačného prášku

Vákuová atomizácia sa pulverizáciou rozumie tavenie kovov alebo kovových zliatin za vákua. Pod ochranou plynu vysokotlakový prúd vzduchu rozprašuje kovovú kvapalinu na veľké množstvo malých kvapôčok, ktoré za letu tuhnú do sférických alebo čiastkových kvapôčok. Sférické častice. Vákuový atomizačný prášok môže pripraviť väčšinu kovov a ich zliatinových práškov, ktoré sa nedajú vyrobiť atomizáciou vo vzduchu a vode, a môže získať sférické alebo subsférické prášky.

2.3.2 Metóda atomizácie ultravysokým tlakom

Metóda atomizácie ultravysokým tlakom je metóda prípravy kovových práškov pomocou atomizačných trysiek ultravysokého tlaku. Charakteristická pre atomizačnú dýzu s ultravysokým tlakom je, že môže produkovať vyššie nadzvukové prúdenie vzduchu a rovnomerné pole rýchlosti plynu pri nižšom tlaku vzduchu, čím účinnejšie potláča vytváranie škodlivých rázových vĺn, čím významne zvyšuje kinetickú energiu plynu a zefektívnenie účinnosti atomizácie. vysoká. Tryska vytvára rovnaký rozprašovací efekt ako vysokotlaková rozprašovacia dýza pri nižšom tlaku vzduchu a rýchlosť prúdenia vzduchu je stabilnejšia a rovnomernejšia. Získaný prášok má zároveň malú veľkosť častíc a úzku distribúciu.