Τι είναι ο σχηματισμός σπρέι;

Η διαμόρφωση με ψεκασμό είναι μια διαδικασία σχηματισμού μετάλλου που εκτοξεύει τηγμένο, ψεκασμένο μέταλλο σε ένα περιστρεφόμενο υπόστρωμα για να σχηματίσει μια μεταλλική ράβδο ή μπίλια. Ο υψηλός ρυθμός στερεοποίησης της διαδικασίας οδηγεί σε μια καλά καθορισμένη μικροδομή. Η διαδικασία παράγει υλικό παρόμοιο με αυτό που επιτυγχάνεται με τη μεταλλουργία σκόνης σε ένα κλάσμα του κόστους. Μπιλέτες ή ράβδοι διαφορετικών σχημάτων είναι δυνατές, ανάλογα με το σχήμα του υποστρώματος. Η διαδικασία είναι εφαρμόσιμη σε μεγάλη ποικιλία κραμάτων.

Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων τους, τα μέταλλα έχουν υποστεί χειραγώγηση από την ανθρωπότητα για χιλιάδες χρόνια στην κατασκευή εργαλείων, εργαλείων, σκαφών και διαφόρων εξαρτημάτων εξοπλισμού ή όπλων. Τα σύγχρονα εργαλεία και όργανα απαιτούν μεταλλικά μέρη που ταιριάζουν σφιχτά μεταξύ τους και κινούνται ομαλά μεταξύ τους. Επιπλέον, αυτά τα εξαρτήματα ακριβείας πρέπει να παρουσιάζουν υψηλή αντοχή και σκληρότητα, λειτουργίες της μικροδομής του στερεού μετάλλου.

Με προσεκτικό έλεγχο της διαδικασίας σχηματισμού ψεκασμού, το μέγεθος, το σχήμα και η σύνθεση των σταγονιδίων μπορούν να τροποποιηθούν ώστε να δημιουργηθούν οι επιθυμητές ιδιότητες φινιρίσματος. Για παράδειγμα, τα καρβίδια, ενώσεις άνθρακα-μετάλλου, είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην τελική σκληρότητα του χάλυβα που χρησιμοποιείται σε περιβάλλοντα υψηλής καταπόνησης, όπως στο διάστημα ή υποβρύχια. Στη μικροσκοπική εξέταση των χυτών φύλλων χάλυβα, οι κρύσταλλοι καρβιδίου φαίνονται ως μακριές αλυσίδες, αυξάνοντας την ευθραυστότητα του τελικού προϊόντος. Τα περισσότερα από αυτά τα καρβίδια είναι ενώσεις χρωμίου. Σε παρόμοια φύλλα χάλυβα που σχηματίζονται με ψεκασμό, τα καρβίδια είναι μικρότερα, ομοιόμορφα κατανεμημένα και είναι ενώσεις του βαναδίου, ενός ισχυρότερου μετάλλου.

Ο σχηματισμός ψεκασμού είναι λιγότερο δαπανηρός από τη μεταλλουργία σκόνης. Σε αυτήν την εναλλακτική τεχνολογία, η σκόνη παρασκευάζεται πρώτα από μία από τις διάφορες τεχνικές. Στη συνέχεια η σκόνη αναμειγνύεται, συμπιέζεται σε μια μήτρα και πυροσυσσωματώνεται σε έναν κλίβανο. Η πυροσυσσωμάτωση επιτρέπει μια αργή συνένωση των σωματιδίων καθώς λιώνουν και τρέχουν μαζί. Η ανάπτυξη των κόκκων είναι μικροσκοπική. Η μεταλλουργία σκόνης παράγει πολύ πυκνά, ισχυρά υλικά.

Τα προϊόντα που σχηματίζονται με ψεκασμό είναι επίσης πολύ πυκνά, αλλά απαιτούν δύο στάδια επεξεργασίας. Το κράμα τήκεται, ψεκάζεται μέσω ενός ακροφυσίου και προσκρούει στο υπόστρωμα. Με την ψύξη του αερίου αζώτου που διοχετεύεται αντίθετα με τα σταγονίδια, τα σταγονίδια διατηρούνται ξεχωριστά και διακριτά, αλλά ψύχονται πιο γρήγορα. Ο διαχωρισμός των μετάλλων του κράματος καθυστερεί επειδή δεν αφήνει τα σταγονίδια να αναμειχθούν. Τα σταγονίδια είναι μερικώς λιωμένα όταν χτυπούν στο υπόστρωμα. στη μεταλλουργία σκόνης, το μέταλλο είναι σε στερεά σωματιδιακή μορφή.

Η διαδικασία σχηματισμού ψεκασμού έχει βελτιωθεί ως η διαδικασία Osprey, μια μεθοδολογία έτοιμη για το εμπόριο για χάλυβες υψηλής αντοχής. Μια παραλλαγή της διαδικασίας, η διαδικασία Spraycast-X™, επιτρέπει την παραγωγή κραμάτων με βάση το νικέλιο αρκετά ανθεκτικά για εξαρτήματα κινητήρα αεριοστροβίλου. Το κόστος μειώνεται επίσης επειδή πρέπει να αφαιρεθούν λιγότερα απόβλητα μετάλλων για να σχηματιστεί το τελικό μέρος.