دستگاه اتمایزر آب پودر فلز 100 مش – 400 مش

پودر تهیه شده توسط اتمیزه کردن هوای خلاء دارای مزایای خلوص بالا، محتوای اکسیژن کم و اندازه ذرات ریز پودر است. پس از سالها نوآوری و بهبود مستمر، فناوری پودر اتمیزاسیون هوای خلاء به روش اصلی تولید پودرهای فلزی و آلیاژی با کارایی بالا تبدیل شده است و به یک عامل پیشرو در حمایت و ترویج تحقیقات مواد جدید و توسعه فناوری های جدید تبدیل شده است. ویراستار اصل، فرآیند و تجهیزات آسیاب پودری اتمیزه کردن هوای خلاء را معرفی کرد و انواع و کاربردهای پودر تهیه شده توسط اتمیزه کردن هوای خلاء را تجزیه و تحلیل کرد.

روش اتمیزه کردن یک روش آماده‌سازی پودر است که در آن سیال سریع (محیط اتمیزه‌کننده) فلز یا مایع آلیاژی را تحت تأثیر قرار می‌دهد یا به شکل دیگری می‌شکند و به قطرات ریز تبدیل می‌شود که سپس به پودر جامد تبدیل می‌شود. ذرات پودر اتمیزه شده نه تنها دقیقاً ترکیب شیمیایی همگن آلیاژ مذاب داده شده را دارند، بلکه به دلیل انجماد سریع ساختار کریستالی را پالایش کرده و تفکیک درشت فاز دوم را حذف می کند. محیط اتمیزاسیون رایج آب یا اولتراسونیک است که بر این اساس اتمیزه کردن آب و اتمیزه کردن گاز نامیده می شود. پودرهای فلزی تهیه شده توسط اتمیزه کردن آب دارای بازدهی بالا و بازده اقتصادی و سرعت سرد شدن سریع است، اما پودرها دارای محتوای اکسیژن بالا و مورفولوژی نامنظم هستند که معمولاً پوسته پوسته می شوند. پودر تهیه شده با فناوری اتمیزه کردن اولتراسونیک دارای اندازه ذرات کوچک، کروییت بالا و محتوای اکسیژن کم است و به روش اصلی تولید پودرهای فلزی و آلیاژی کروی با کارایی بالا تبدیل شده است.

فناوری پودر کردن اتمیزه کردن گاز با فشار بالا ذوب خلاء، فناوری خلاء بالا، فناوری ذوب با دمای بالا، فناوری گاز فشار بالا و سرعت بالا را ادغام می کند و برای رفع نیازهای توسعه متالورژی پودر، به ویژه برای تولید مواد با کیفیت بالا، تولید می شود. آلیاژهای با کیفیت حاوی پودر عناصر فعال تکنولوژی پودر کردن اولتراسونیک / اتمیزه کردن گاز یک فناوری جدید انجماد سریع است. با توجه به سرعت سرد شدن بالا، پودر دارای ویژگی های پالایش دانه، ترکیب یکنواخت و حلالیت جامد بالا است.

علاوه بر مزایای فوق، پودر فلز تولید شده توسط ذوب خلاء اتمیزه کردن گاز با فشار بالا دارای سه ویژگی زیر است: پودر خالص، محتوای اکسیژن کم. عملکرد بالای پودر ریز؛ کروی ظاهری بالا مواد ساختاری یا کاربردی ساخته شده از این پودر نسبت به مواد معمولی از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی مزایای زیادی دارند. پودرهای توسعه یافته شامل پودر سوپرآلیاژ، پودر آلیاژ اسپری حرارتی، پودر آلیاژ مس و پودر فولاد ضد زنگ می باشد.

1 فرآیند و تجهیزات آسیاب پودر اتمیزه کردن هوا با خلاء

1.1 فرآیند آسیاب پودر اتمیزه کردن هوا در خلاء

روش پودر کردن اتمیزاسیون هوا در خلاء نوع جدیدی از فرآیند است که در سال های اخیر در صنعت تولید پودر فلز توسعه یافته است. از مزایای اکسیداسیون آسان مواد، خاموش کردن سریع پودر فلز و درجه بالایی از اتوماسیون برخوردار است. فرآیند خاص به این صورت است که پس از ذوب و تصفیه آلیاژ (فلز) در یک کوره القایی، مایع مذاب فلز مذاب به داخل اسلامپ عایق حرارتی ریخته شده و وارد لوله راهنما و نازل می شود و جریان مذاب توسط جریان بالا اتمیزه می شود. جریان گاز تحت فشار پودر فلز اتمیزه شده جامد می شود و در برج اتمیزاسیون می نشیند و به مخزن جمع آوری پودر می افتد.

تجهیزات اتمیزه کردن، اتمیزه کردن جریان اولتراسونیک و جریان مایع فلزی سه جنبه اساسی فرآیند اتمیزه کردن گاز هستند. در تجهیزات اتمیزه کردن، مافوق صوت اتمیزه کننده تزریق شده شتاب می دهد و با جریان مایع فلزی تزریق شده برای تشکیل یک میدان جریان تعامل می کند. در این میدان جریان، جریان فلز مذاب شکسته، سرد و جامد می شود و در نتیجه پودری با ویژگی های خاصی به دست می آید. پارامترهای تجهیزات اتمیزاسیون شامل ساختار نازل، ساختار کاتتر، موقعیت کاتتر و غیره، گاز اتمیزه و پارامترهای فرآیند آن شامل خواص اولتراسونیک، فشار هوای ورودی، سرعت هوا و غیره و جریان مایع فلزی و پارامترهای فرآیند آن شامل جریان مایع فلزی است. خواص، سوپرهیت، قطر جریان مایع و غیره. اتمیزاسیون اولتراسونیک با تنظیم پارامترهای مختلف و هماهنگی آنها به هدف تنظیم اندازه ذرات پودر، توزیع اندازه ذرات و ریزساختار دست می یابد.

1.2 تجهیزات پودر کردن اتمیزاسیون هوا با خلاء

تجهیزات فعلی پودر اتمیزاسیون خلاء عمدتاً شامل تجهیزات خارجی و تجهیزات داخلی است. تجهیزات تولید شده در خارج از کشور دارای ثبات بالا و دقت کنترل بالایی هستند، اما هزینه تجهیزات بالا است و هزینه نگهداری و تعمیر بالا است. هزینه تجهیزات داخلی کم است، هزینه نگهداری کم است و تعمیر و نگهداری راحت است. با این حال، سازندگان تجهیزات داخلی به طور کلی بر فناوری های اصلی تجهیزات مانند نازل های اتمیزه کردن و فرآیندهای اتمیزه کردن تسلط ندارند. در حال حاضر، موسسات تحقیقاتی خارجی و شرکت‌های تولیدی مرتبط، فناوری را کاملاً محرمانه نگه می‌دارند و پارامترهای فرآیند خاص و صنعتی را نمی‌توان از متون و پتنت‌های مربوطه به‌دست آورد. این امر باعث می شود که بازده پودر با کیفیت بالا بسیار کم باشد تا مقرون به صرفه نباشد و این نیز دلیل اصلی عدم تولید صنعتی پودر با کیفیت بالا در کشور من با وجود تعداد زیادی واحد تولید پودر آئروسل و تحقیقات علمی است.

ساختار دستگاه پودر سازی اتمیزه اولتراسونیک از قسمت های زیر تشکیل شده است: کوره ذوب القایی فرکانس متوسط، کوره نگهدارنده، سیستم اتمیزه کردن، مخزن اتمیزه کردن، سیستم جمع آوری غبار، سیستم تامین التراسونیک، سیستم خنک کننده آب، سیستم کنترل و غیره.

در حال حاضر، تحقیقات مختلف در مورد آئروسلیزاسیون عمدتاً بر دو جنبه متمرکز است. از یک طرف، پارامترهای ساختار نازل و ویژگی های جریان جت مورد مطالعه قرار می گیرد. هدف به دست آوردن رابطه بین میدان جریان هوا و ساختار نازل است، به طوری که مافوق صوت در خروجی نازل به سرعت می رسد در حالی که سرعت جریان اولتراسونیک کم است و مبنای نظری برای طراحی و پردازش نازل فراهم می کند. از سوی دیگر، رابطه بین پارامترهای فرآیند اتمیزاسیون و خواص پودر مورد مطالعه قرار گرفت. هدف این مطالعه بررسی تأثیر پارامترهای فرآیند اتمیزه کردن بر خواص پودر و راندمان اتمیزه‌سازی بر اساس نازل خاص برای بهینه‌سازی و هدایت تولید پودر است. در یک کلام، بهبود بهره‌وری پودر ریز و کاهش مصرف گاز، جهت توسعه فناوری اتمیزه‌سازی اولتراسونیک را هدایت می‌کند.

1.2.1 انواع نازل برای اتمیزه کردن اولتراسونیک

گاز اتمیزه کننده سرعت و انرژی را از طریق نازل افزایش می دهد، در نتیجه به طور موثر فلز مایع را می شکند و پودری را آماده می کند که مطابق با الزامات باشد. نازل جریان و الگوی جریان محیط اتمیزه شده را کنترل می کند و نقش مهمی در سطح راندمان اتمیزه شدن و پایداری فرآیند اتمیزه شدن دارد و فناوری کلیدی اتمیزه کردن اولتراسونیک است. در فرآیند اتمیزه کردن گاز اولیه، ساختار نازل سقوط آزاد به طور کلی استفاده می شد. این نازل از نظر طراحی ساده است، به راحتی مسدود نمی شود و فرآیند کنترل نسبتاً ساده است، اما راندمان اتمیزه شدن آن بالا نیست و فقط برای تولید پودر با اندازه ذرات 50-300 میکرومتر مناسب است. به منظور بهبود راندمان اتمیزه کردن، نازل های محدود کننده یا نازل های اتمیزه کننده محکم جفت شده بعداً توسعه یافتند. نازل محکم یا محدود کننده فاصله پرواز گاز را کوتاه می کند و اتلاف انرژی جنبشی در فرآیند جریان گاز را کاهش می دهد و در نتیجه سرعت و چگالی جریان گاز در تعامل با فلز را افزایش می دهد و بازده پودر ریز را افزایش می دهد.

1.2.1.1 نازل شیار محیطی

اولتراسونیک فشار بالا به صورت مماس وارد نازل می شود. سپس با سرعت زیاد به بیرون پرتاب می شود تا یک گرداب تشکیل شود