Co to jest formowanie natryskowe?

Formowanie natryskowe to proces formowania metalu, w którym roztopiony, rozpylony metal wyrzucany jest na obracające się podłoże, tworząc metalową wlewkę lub kęs. Wysoka szybkość krzepnięcia procesu skutkuje dobrze zdefiniowaną mikrostrukturą. W procesie wytwarza się materiał podobny do uzyskiwanego w metalurgii proszków za ułamek kosztów. Możliwe są kęsy lub sztabki o różnych kształtach, w zależności od kształtu podłoża. Proces ma zastosowanie do szerokiej gamy stopów.

Ze względu na swoje unikalne właściwości, ludzkość manipuluje metalami od tysięcy lat przy wytwarzaniu narzędzi, narzędzi, naczyń i różnych elementów wyposażenia lub broni. Nowoczesne narzędzia i instrumenty wymagają metalowych części, które ściśle do siebie pasują i poruszają się płynnie względem siebie. Dodatkowo te precyzyjne części muszą wykazywać wysoką wytrzymałość i twardość, funkcje mikrostruktury litego metalu.

Dzięki starannej kontroli procesu formowania natryskowego można manipulować rozmiarem, kształtem i składem kropli, aby uzyskać pożądane właściwości wykończenia. Na przykład węgliki, związki węgla z metalami, są istotnym czynnikiem decydującym o końcowej twardości stali stosowanej w środowiskach o dużym naprężeniu, takich jak przestrzeń kosmiczna lub pod wodą. W badaniach mikroskopowych blach staliwnych kryształy węglika widoczne są jako długie łańcuchy, zwiększające kruchość produktu końcowego. Większość z tych węglików to związki chromu. W podobnych blachach stalowych formowanych natryskowo, węgliki są mniejsze, równomiernie rozmieszczone i są związkami wanadu, mocniejszego metalu.

Formowanie natryskowe jest tańsze niż metalurgia proszków. W tej alternatywnej technologii proszek jest najpierw przygotowywany za pomocą jednej z kilku technik. Następnie proszek jest mieszany, zagęszczany w formie i spiekany w piecu. Spiekanie umożliwia powolną koalescencję cząstek, gdy topią się i biegną razem. Wzrost ziarna jest mikroskopijny. Metalurgia proszków wytwarza bardzo gęste, mocne materiały.

Produkty formowane natryskowo są również bardzo gęste, ale wymagają dwóch etapów przetwarzania. Stop jest topiony, rozpylany przez dyszę i uderza w podłoże. Chłodząc gazowy azot, który jest wdmuchiwany pod prąd do kropelek, kropelki są oddzielone i wyraźne, ale ochładzają się szybciej. Segregacja metali stopu jest opóźniona przez niedopuszczenie do mieszania się kropel. Kropelki są częściowo stopione, gdy uderzają w podłoże; w metalurgii proszków metal występuje w postaci cząstek stałych.

Proces formowania natryskowego został udoskonalony jako proces Osprey, gotowa do użytku na rynku metodologia dla stali o wysokiej wytrzymałości. Odmiana procesu, proces Spraycast-X™, umożliwia produkcję stopów na bazie niklu wystarczająco wytrzymałych na części silników turbin gazowych. Koszt jest również zmniejszony, ponieważ mniej odpadów metalowych musi zostać usuniętych, aby utworzyć końcową część.