100 mesh – 400 mesh Metal Tozu Su Püskürtme Makinesi

Vakum hava atomizasyonu ile hazırlanan toz, yüksek saflık, düşük oksijen içeriği ve ince toz parçacık boyutu avantajlarına sahiptir. Yıllar süren sürekli yenilik ve iyileştirmeler sonucunda, vakum hava atomizasyonu toz teknolojisi, yüksek performanslı metal ve alaşım tozlarının üretiminde ana yöntem haline gelmiş ve yeni malzemelerin araştırılması ve yeni teknolojilerin geliştirilmesinde öncü bir faktör olmuştur. Editör, vakum hava atomizasyonunun prensibini, sürecini ve toz öğütme ekipmanlarını tanıtmış ve vakum hava atomizasyonu ile hazırlanan tozun türlerini ve kullanım alanlarını analiz etmiştir.

Atomizasyon yöntemi, hızlı hareket eden bir akışkanın (atomizör ortamı) metal veya alaşım sıvısını ince damlacıklara çarparak veya başka bir şekilde parçalayarak katı toz haline getirdiği bir toz hazırlama yöntemidir. Atomize edilmiş toz parçacıkları, verilen erimiş alaşımla tamamen aynı homojen kimyasal bileşime sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda hızlı katılaşma sayesinde kristal yapıyı iyileştirir ve ikinci fazın makro ayrışmasını ortadan kaldırır. Yaygın olarak kullanılan atomizasyon ortamı su veya ultrasoniktir; bunlar sırasıyla su atomizasyonu ve gaz atomizasyonu olarak adlandırılır. Su atomizasyonu ile hazırlanan metal tozları yüksek verim ve ekonomik verim sağlar ve soğutma hızı hızlıdır, ancak tozlar yüksek oksijen içeriğine ve düzensiz morfolojiye sahiptir, genellikle pul şeklindedir. Ultrasonik atomizasyon teknolojisi ile hazırlanan toz, küçük parçacık boyutuna, yüksek küreselliğe ve düşük oksijen içeriğine sahiptir ve yüksek performanslı küresel metal ve alaşım tozlarının üretiminde ana yöntem haline gelmiştir.

Vakumlu ergitme yüksek basınçlı gaz atomizasyonlu tozlaştırma teknolojisi, yüksek vakum teknolojisi, yüksek sıcaklık ergitme teknolojisi, yüksek basınç ve yüksek hızlı gaz teknolojisini entegre eder ve özellikle aktif elementler içeren yüksek kaliteli alaşımların toz üretiminde toz metalurjisinin gelişim ihtiyaçlarını karşılamak üzere üretilmiştir. Ultrasonik/Gaz atomizasyonlu tozlaştırma teknolojisi, yeni bir hızlı katılaştırma teknolojisidir. Yüksek soğutma hızı sayesinde, toz tane inceltmesi, homojen bileşim ve yüksek katı çözünürlük özelliklerine sahiptir.

Yukarıda belirtilen avantajlara ek olarak, vakumlu ergitme ve yüksek basınçlı gaz atomizasyonu ile üretilen metal tozunun şu üç özelliği vardır: saf toz, düşük oksijen içeriği; yüksek ince toz verimi; yüksek görünüm küreselliği. Bu tozdan üretilen yapısal veya fonksiyonel malzemeler, fiziksel ve kimyasal özellikler açısından geleneksel malzemelere göre birçok avantaja sahiptir. Geliştirilen tozlar arasında süper alaşım tozu, termal püskürtme alaşım tozu, bakır alaşım tozu ve paslanmaz çelik tozu bulunmaktadır.

1. Vakumlu hava atomizasyonlu toz öğütme işlemi ve ekipmanları

1.1 Vakumlu hava atomizasyonlu toz öğütme işlemi

Vakum hava atomizasyonlu tozlaştırma yöntemi, son yıllarda metal tozu üretim endüstrisinde geliştirilen yeni bir işlem türüdür. Malzemelerin kolay oksitlenmemesi, metal tozunun hızlı soğutulması ve yüksek otomasyon derecesi gibi avantajlara sahiptir. Spesifik işlem, alaşım (metal) indüksiyon fırınında eritildikten ve rafine edildikten sonra, erimiş metal sıvısının ısı yalıtımlı bir kaba dökülmesi, kılavuz boru ve nozula girmesi ve erimiş akışın yüksek basınçlı gaz akışı ile atomize edilmesidir. Atomize edilmiş metal tozu, atomizasyon kulesinde katılaşarak çökelir ve toz toplama tankına düşer.

Gaz atomizasyon işleminin üç temel unsuru atomizasyon ekipmanı, ultrasonik atomizasyon ve metal sıvı akışıdır. Atomizasyon ekipmanında, enjekte edilen ultrasonik atomizasyon gazı, enjekte edilen metal sıvı akışıyla etkileşime girerek bir akış alanı oluşturur. Bu akış alanında, erimiş metal akışı kırılır, soğutulur ve katılaştırılır, böylece belirli özelliklere sahip toz elde edilir. Atomizasyon ekipmanının parametreleri arasında nozul yapısı, kateter yapısı, kateter konumu vb. yer alırken, atomizasyon gazı ve işlem parametreleri arasında ultrasonik özellikler, hava giriş basıncı, hava hızı vb. bulunur; metal sıvı akışı ve işlem parametreleri arasında ise metal sıvı akış özellikleri, aşırı ısınma, sıvı akış çapı vb. yer alır. Ultrasonik atomizasyon, çeşitli parametrelerin ayarlanması ve bunların koordinasyonu yoluyla toz parçacık boyutunu, parçacık boyutu dağılımını ve mikro yapısını ayarlama amacına ulaşır.

1.2 Vakumlu hava atomizasyonlu öğütme ekipmanı

Günümüzdeki vakumlu atomizasyonlu tozlaştırma ekipmanları esas olarak yabancı ve yerli ekipmanlardan oluşmaktadır. Yurtdışında üretilen ekipmanlar yüksek stabilite ve yüksek kontrol hassasiyetine sahip olmakla birlikte, ekipman maliyeti ve bakım-onarım maliyeti yüksektir. Yerli ekipmanların maliyeti ve bakım maliyeti düşüktür ve bakımı kolaydır. Ancak, yerli ekipman üreticileri genellikle atomizasyon nozulları ve atomizasyon süreçleri gibi ekipmanın temel teknolojilerine hakim değildir. Şu anda, ilgili yabancı araştırma enstitüleri ve üretim işletmeleri teknolojiyi kesinlikle gizli tutmakta ve ilgili literatür ve patentlerden spesifik ve endüstriyel süreç parametreleri elde edilememektedir. Bu durum, yüksek kaliteli toz veriminin ekonomik olamayacak kadar düşük olmasına yol açmakta ve ülkemizin birçok aerosol toz üretim ve bilimsel araştırma birimine sahip olmasına rağmen yüksek kaliteli tozu endüstriyel olarak üretememesinin de ana nedenidir.

Ultrasonik atomizasyonlu tozlaştırma cihazının yapısı aşağıdaki parçalardan oluşmaktadır: orta frekanslı indüksiyonlu eritme fırını, tutma fırını, atomizasyon sistemi, atomizasyon tankı, toz toplama sistemi, ultrasonik besleme sistemi, su soğutma sistemi, kontrol sistemi vb.

Günümüzde aerosolizasyon üzerine yapılan çeşitli araştırmalar esas olarak iki yönü ele almaktadır. Bir yandan, nozul yapısının parametreleri ve jet akışının özellikleri incelenmektedir. Amaç, ultrasonik akış hızı düşükken ultrasonik dalganın nozul çıkışında yüksek hıza ulaşmasını sağlayacak şekilde hava akışı alanı ile nozul yapısı arasındaki ilişkiyi elde etmek ve nozul tasarımı ve işlenmesi için teorik bir temel sağlamaktır. Diğer yandan, atomizasyon proses parametreleri ile toz özellikleri arasındaki ilişki incelenmektedir. Amaç, toz üretimini optimize etmek ve yönlendirmek için nozul özelinde atomizasyon proses parametrelerinin toz özellikleri ve atomizasyon verimliliği üzerindeki etkisini incelemektir. Kısacası, ince toz verimliliğini artırmak ve gaz tüketimini azaltmak, ultrasonik atomizasyon teknolojisinin gelişim yönünü belirlemektedir.

1.2.1 Ultrasonik atomizasyon için çeşitli nozul tipleri

Atomize edici gaz, nozuldan geçerken hızı ve enerjiyi artırarak sıvı metali etkili bir şekilde parçalar ve gereksinimleri karşılayan tozu hazırlar. Nozul, atomize edilen ortamın akışını ve akış düzenini kontrol eder ve atomizasyon verimliliği seviyesinde ve atomizasyon sürecinin kararlılığında çok önemli bir rol oynar ve ultrasonik atomizasyonun temel teknolojisidir. Erken dönem gaz atomizasyon sürecinde genellikle serbest düşüşlü nozul yapısı kullanılmıştır. Bu nozulun tasarımı basittir, tıkanması kolay değildir ve kontrol süreci nispeten basittir, ancak atomizasyon verimliliği yüksek değildir ve yalnızca 50-300 μm partikül boyutuna sahip toz üretimi için uygundur. Atomizasyon verimliliğini artırmak için daha sonra kısıtlayıcı nozullar veya sıkıca bağlı atomize edici nozullar geliştirilmiştir. Sıkı veya kısıtlayıcı nozul, gazın uçuş mesafesini kısaltır ve gaz akış sürecinde kinetik enerji kaybını azaltır, böylece metal ile etkileşime giren gaz akışının hızını ve yoğunluğunu artırır ve ince toz verimini artırır.

1.2.1.1 Çevresel Oluklu Meme

Yüksek basınçlı ultrasonik dalga, nozüle teğetsel olarak girer. Ardından yüksek hızda dışarı atılarak bir girdap oluşturur.