Metaalverneveling is een proces waarbij metaal door verneveling van zijn bulkvorm wordt omgezet in fijn metaalpoeder. Het wordt vaak gebruikt bij de productie van metaalpoeders voor verschillende toepassingen in verschillende industrieën. Dit artikel biedt een uitgebreide gids over metaalverneveling, waarin de belangrijkste aspecten gedetailleerd worden behandeld.
Overzicht van metaalverneveling
Metaalverneveling omvat het opbreken van gesmolten metaal in fijne druppeltjes met behulp van een gas- of vloeistofstroom met hoge snelheid. Terwijl de druppeltjes tijdens de vlucht snel stollen, worden fijne bolvormige metaalpoeders gevormd.
Belangrijkste details:
- Wordt gebruikt voor de productie van fijne bolvormige metaalpoeders uit metalen zoals aluminium, koper, ijzer, nikkel enz.
- Op basis van methode ingedeeld in gasverneveling, waterverneveling en centrifugale verneveling
- Poeders variëren van 10 micron tot 250 micron in grootte met een strakke verdeling
- Zorgt voor een snelle stolling van druppels, wat resulteert in fijnkorrelige poeders
- Hoofdzakelijk gebruikt in de metaalpoedermetallurgie en voor de vervaardiging van metaalpoedercomponenten
Vernevelingsmethoden
| Methode | Details |
|---|---|
| Gasverstuiving | Gesmolten metaalstroom uiteengevallen door inerte gasstralen onder hoge druk |
| Waterverneveling | Maakt gebruik van waterstralen voor het uiteenvallen van de metaalstroom |
| Centrifugale verstuiving | Gesmolten metaal werd op de draaiende schijf gegoten en van de randen geslingerd |
Metaalpoedertoepassingen
| Sollicitatie | Details |
|---|---|
| Poeder-Metallurgie | Pers en sinter poedercompacts om PM-onderdelen te vervaardigen |
| Productie van metaaladditieven | Gebruik vernevelde poeders als grondstof voor AM-processen zoals DED, PBF |
| Metaal spuitgieten | Poeders mengen met bindmiddel, in mallen injecteren en ontbinden/sinteren |
| Thermische spuitcoatings | Spuit vernevelde poeders op oppervlakken met behulp van plasma-/verbrandingsspray |
| Solderen | Gebruik vernevelde poedertussenlagen voor hardsoldeerprocessen bij hoge temperaturen |
| Lassen | Verstoven metaalpoeders gebruikt als vulmateriaal bij lasprocessen |
Specificaties voor metaalverneveling
| Parameter | Typisch bereik |
|---|---|
| Poedergrootte | 10 tot 250 micron |
| Grootteverdeling | Strakke, bolvormige morfologie |
| Puurheid | Tot 99,9% |
| Schijnbare dichtheid | Ongeveer 40-50% van ware dichtheid |
| Oxide-gehalte | <1%, lagere verneveling van inert gas |
| Productie snelheid | 10 – 100 kg/uur |
Apparatuur voor metaalverneveling
De belangrijkste apparatuur die betrokken is bij het metaalvernevelingsproces omvat:
Gids voor apparatuur voor metaalverneveling
| Apparatuur | Doel |
|---|---|
| Inductiefornuis | Smelt metaalladingsmateriaal in vloeibare toestand |
| Smeltkroes | Houdt gesmolten metaal vast voordat het in de verstuiver wordt gegoten |
| Tunisch | Fungeert als reservoir en vergemakkelijkt het gieten van metaal |
| Vernevelingsmechanisme | Desintegreert gesmolten metaal in druppeltjes met behulp van een gas-/vloeistofstraal |
| Poederopvangsysteem | Verzamelt en scheidt verneveld poeder van transportgas/vloeistof |
Verstuivertypen en kenmerken
| Verstuiver | Beginsel | Functies |
|---|---|---|
| Gasverstuiver | Inerte gasstraal onder hoge druk | Fijner poeder, lagere oxidatie |
| Waterverstuiver | Waterstraal met hoge snelheid | Hogere productiesnelheid, grotere deeltjes |
| Centrifugale verstuiver | Gesmolten metaal gegoten op draaiende schijf/beker | Compact, eenvoudig te bedienen |
Hulpapparatuur
- Metaallading materialen, gassen, water
- Pompen, kleppen, sproeiers
- Temperatuurcontrole en monitoring
- Bedieningspaneel, instrumentatie
- Zeefstation voor classificatie
- Stofafzuig- en gasreinigingssystemen
Ontwerpnormen en installatievereisten
- Gebouwd volgens normen zoals ASTM B213 voor gasverneveling
- Op maat gemaakt om aan de productievereisten te voldoen
- Vereist toevoer van inert gas, watertoevoer en elektriciteit
- Het installatiegebied is afhankelijk van de voetafdruk van de verstuiver
- Stofafzuiging, afvalwaterbeheer noodzakelijk
Leveranciers van metalen verstuivers
Belangrijkste leveranciers
| Leverancier | Plaats | Producten |
|---|---|---|
| PSI | Canada | Gas-, water- en centrifugaalverstuivers |
| ALD-vacuümtechnologieën | Duitsland | Gas- en waterverstuivers |
| Chinees staal thermo | China | Water- en gasverstuivers |
| VTI-vacuümtechnologieën | Groot-Brittannië | Hoogwaardige gasverstuivers |
Prijzen
- Kleine laboratoriumeenheden beginnen rond $100.000
- Productieverstuivers op industriële schaal variëren van $500.000 tot $2.000.000
- Grotere op maat gemaakte systemen kunnen tot $4.000.000 kosten
- Bijkomende kosten voor hulpmiddelen, installatie, verbruiksartikelen
Leverancier van verstuivers kiezen
- Reputatie en ervaringsniveau
- Mogelijkheden voor maatwerk en maatbereik
- Productiecapaciteit en doorlooptijden
- Budget beperkingen
- Locatie- en serviceondersteuning
- Eisen aan poederspecificaties
- Aanbod van hulpapparatuur
Werking van metalen verstuiver
Typisch atomiseringsproces
| Stap | Activiteit |
|---|---|
| 1 | Laad de inductieoven met te verstuiven metaal |
| 2 | Smelt het metaal volledig en laat het op oververhittingstemperatuur komen |
| 3 | Start de inerte gasstroom in de verstuiver bij de gewenste druk |
| 4 | Open de inductieoven en giet het gesmolten metaal in een trechter/kroes |
| 5 | Laat het metaal in de verstuiver stromen zodat het in poeder uiteenvalt |
| 6 | Poeder dat door gas naar cycloonafscheiders wordt vervoerd om te worden verzameld |
| 7 | Zeef poeder om grote deeltjes en fijne deeltjes te verwijderen |
| 8 | Verpak het uiteindelijke poeder na afkoelen in containers |
Kritieke procesparameters
- Oververhittingstemperatuur van metaal
- Stroomsnelheid gesmolten metaal in verstuiver
- Gas/waterdebiet en druk
- Gietconfiguratie en hoeveelheid metaallading
- Mondstukontwerp en geometrie
- Verzamel- en zeefaanpak
Onderhoudsaspecten
- Inspecteer en vervang versleten spuitmonden, kleppen en voeringen periodiek
- Controleer de gasleidingen en waterstralen op verstoppingen die de doorstroming beïnvloeden
- Bewaak de aandrijving en lagers van de centrifugaalverstuiver
- Schone poederafzetting in leidingen en vaten
- Onderhoud inductieoven, temperatuursensoren etc.
Voordelen en beperkingen
Voordelen en voordelen
- Produceert fijne, bolvormige poeders, ideaal voor AM, MIM enz.
- Bereikt hoge poederproductiesnelheden
- Consistente en strakke deeltjesgrootteverdeling
- Goede zuiverheid door verneveling van inert gas
- Flexibel maatbereik van 10 μm tot 300 μm
- Schaalbaar proces dat tonnageproductie mogelijk maakt
Nadelen en beperkingen
- Waterverneveld poeder kan sterk geoxideerd zijn
- Centrifugaalverstuiver heeft een beperking in grootte
- Controle van de deeltjesgrootteverdeling kan moeilijk zijn
- Zeer fijn poeder levert veiligheidsproblemen op
- Hoge kapitaalinvestering voor apparatuur
- Het proces vereist strenge controles en optimalisatie
Hoe u een metalen verstuiver kiest
Belangrijke overwegingen bij selectie
- Type metaal dat moet worden verstoven
- Gewenste poederhoeveelheid, maat en vormspecificaties
- Zuiverheidsniveaus en zuurstofgehalte vereist
- Budgetbeperkingen en uitbreidingsplannen
- Beschikbare vloeroppervlakte en hoogte
- Mogelijkheid van hulpsystemen
- Niveau van automatisering en controle nodig
- Service en onderhoud na verkoop
- Naleving van normen en certificeringen
De juiste keuze maken
- Maak een shortlist van leveranciers op basis van ervaring, capaciteiten en beoordelingen
- Specificeer poedervereisten en ontvang ontwerpvoorstellen
- Vergelijk opties op het gebied van kosten, productiesnelheid en functies
- Evalueer de kwaliteit van hulpapparatuur, garantie
- Controleer de productie- en leveringstijdlijnen van leveranciers
- Valideer ontwerp, installatie en after-salesondersteuning
- Kies voor een modulaire, aanpasbare verstuiver voor flexibiliteit
- Geef prioriteit aan kwaliteit en een strakke distributie boven de laagste kosten
- Selecteer een leverancier die bereid is om samen systemen te ontwikkelen voor specifieke behoeften
Veelgestelde vragen
Vraag: Wat is het typische groottebereik van verstoven metaalpoeder?
A: Het bereik van de deeltjesgrootte voor de meeste verstuivers bedraagt ongeveer 10 micron tot 250 micron. Gasverstuivers kunnen fijner poeder tot 10 micron produceren, terwijl waterverstuivers grover poeder tot meer dan 100 micron kunnen produceren.
Vraag: Welke metalen kunnen in poedervorm worden verneveld?
A: Gebruikelijke metalen die worden verstoven zijn onder meer aluminium, koper, ijzer, nikkel, kobalt, titanium, tantaal en roestvrij staal. Zelfs legeringen en reactieve metalen zoals magnesium kunnen worden verneveld.
Vraag: Hoe bolvormig zijn de verstoven poeders?
A: Vernevelde poeders hebben een zeer bolvormige morfologie omdat de druppeltjes tijdens de vlucht snel stollen. Er worden sfericiteitsniveaus van 0,9 tot 1 bereikt. Gasverneveling maakt meer bolvormig poeder.
Vraag: Wat is het belangrijkste gebruik van verneveld metaalpoeder?
A: Het primaire gebruik vindt plaats in de poedermetallurgie voor het persen en sinteren van componenten. De fijne poeders zijn ook ideaal voor metaaladditieve productie met behulp van poederbedfusie of gerichte energiedepositie.
Vraag: Hoe wordt de poedergrootteverdeling gecontroleerd bij verneveling?
A: Het ontwerp van het mondstuk, de stroomsnelheid van het gesmolten metaal, de gasdruk en de verstuivingsconfiguratie bepalen de deeltjesgrootteverdeling. Meerdere zeeffasen na de verneveling helpen de verdeling te verkleinen.
Vraag: Vereist metaalverstuiving speciale vaardigheden?
A: Hoewel het een geautomatiseerd proces is, zijn vaardigheden op gebieden als metallurgie, thermisch spuiten en poederverwerking nodig om de verstuiver goed te optimaliseren en te controleren voor een hoogwaardige productie van metaalpoeder.
Vraag: Wat bepaalt de productiesnelheid van een verstuiver?
A: Het metaaldebiet, de gasdruk en de verstuivercapaciteit bepalen de productiesnelheid. Industriële verstuivers kunnen 100 kg/uur poeder maken, terwijl laboratoriumverstuivers slechts enkele kg/uur kunnen maken.
Vraag: Hoe bepaal ik de juiste maat en het juiste type verstuiver?
A: Sleutelfactoren zijn de benodigde hoeveelheid poeder, het budget, de bestaande infrastructuurondersteuning en de gewenste poedereigenschappen. Deze helpen bij het maken van een keuze tussen gas-, water- of centrifugaaltype in de benodigde capaciteit.
Vraag: Produceert metaalverneveling afvalbijproducten?
A: Er is niet veel vast afval nodig, maar er is wel een behandeling van afvalwater/water nodig. Stofafzuiging uit poederverwerkingsruimtes is ook vereist. Een correcte afvoer van gebruikte filters en verbruiksartikelen is vereist.
Conclusie
Metaalverneveling maakt het mogelijk om bulkmetaal om te zetten in fijne bolvormige poeders met behulp van gas-, water- of centrifugale energie. Met een strikte controle van procesparameters kunnen op maat gemaakte poeders met hoge zuiverheid, ideaal voor AM, worden geproduceerd. Deze gids heeft de werking, typen, toepassingen, leveranciers en technische overwegingen voor metaalvernevelingssystemen samengevat. De gestructureerde informatie maakt een eenvoudige vergelijking mogelijk tussen de opties om een geschikte verstuiver te kiezen.
