Metal Atomizasyon Sistemleri
İçindekiler
Metal atomizasyonu, erimiş metalin küçük damlacıklar halinde parçalanarak metalin toz haline getirildiği bir üretim sürecidir. Bu toz daha sonra metal enjeksiyon kalıplama, sıcak izostatik presleme, eklemeli üretim ve daha fazlası gibi yöntemlerle parça üretmek için kullanılabilir. Metal atomizasyon sistemleri bu işlemi gerçekleştirmek için kullanılan ekipmanlardır.
Metal Atomizasyon Sistemlerine Genel Bakış
Metal atomizasyon sistemleri metal stoğunu eriten, erimiş metali bir atomizasyon alanına ileten, metali ince damlacıklar halinde parçalayan ve katılaşmış tozu toplayan mekanizmalardan oluşur. Temel bileşenler arasında fırınlar, tandişler, dağıtım mekanizmaları, atomizörler, soğutma odaları, siklon ayırıcılar, torba filtreler ve toz toplama sistemleri bulunur.
İki ana tip atomizasyon sistemi vardır:
- Gaz atomizasyonu - erimiş metal akışını parçalamak için yüksek basınçlı gaz kullanır
- Su atomizasyonu - erimiş metali parçalamak için yüksek basınçlı su kullanır
Gaz atomizasyonu ortalama olarak daha ince tozlar üretirken, su atomizasyonu daha yüksek üretim oranları sunar. Her iki yöntem de tasarım ve çalışma parametrelerine bağlı olarak oldukça yüksek verim elde edebilir.
metal atomizasyon sistemleri Kompozisyon
| Bileşen | Açıklama |
|---|---|
| Fırın | Metal stoğu indüksiyon, yanma vb. yollarla sıvı hale getirir. Yaygın türleri indüksiyon fırınları, elektrik ark fırınlarıdır. |
| Tundish | Erimiş metali fırından çıktıktan sonra tutmak için bir rezervuar görevi görür. Dağıtım sistemine sürekli metal akışı sağlar. |
| Teslimat sistemi | Erimiş metali tandişten atomizöre aktarır. Genellikle dökme hunisi, ısıtmalı yolluk veya basınçlı nozul kullanır. |
| Atomizer | Gaz veya su jetleri kullanarak erimiş metali damlacıklara ayırır. Çeşitli tasarımlar ve jet sayısı. |
| Soğutma bölümü | Tozun toplanmadan önce atomizasyondan sonra katılaşmasına izin verir. Soğutma ortamı olarak hava veya inert gaz kullanılır. |
| Ayırma sistemi | İnce toz partiküllerini yakalarken soğutma ortamının yeniden sirküle edilmesini sağlar. Siklonlar, torba filtreler kullanır. |
| Toz koleksiyonu | Atomize tozu geri almak için toplar. Genellikle varil veya kutu konteynerler, eldiven kutuları veya konteynerlere giden konveyör bantları. |
metal atomizasyon sistemleri Türleri
Ticari metal tozu üretiminde kullanılan birkaç yaygın atomizer tasarımı vardır:
Gaz Atomizörleri
- Süpersonik Gaz Atomizörü - Laval nozulları inert gazı sonik hızlara kadar hızlandırır.
- Yakın Bağlantılı Gaz Atomizörü - Erimiş metal akışına çarpan çoklu gaz jetleri.
- Serbest Düşüş Gaz Atomizörü - Erimiş metal akışı, yüksek hızlı inert gazın içinden serbestçe düşer.
Su Atomizörleri
- Basınçlı Su Atomizörü - Yüksek basınçlı su jetleri erimiş metal akışına çarpar.
- Dönen Su Atomizörü - Erimiş metal akışı dönen su jetleriyle temas eder.
- Daldırılmış Su Atomizörü - Erimiş metal akış yüzeyinin altına yerleştirilen su jetleri.
Metal Atomizer Özellikleri
| Öznitelik | Açıklama |
|---|---|
| Gaz tipi | Oksidasyonu önlemek için nitrojen, argon gibi inert gazlar kullanılır. Nitrojen en ekonomik olanıdır. |
| Su basıncı | Metalleri düzgün bir şekilde atomize etmek için 30-150 MPa basınç gereklidir. |
| Jet sayısı | Daha fazla jet metal parçalanmasını artırır ancak verimi azaltabilir. Yaklaşık 4-8 yaygındır. |
| Jet düzenlemesi | Metal akışını kaplayan yuvarlak veya dikdörtgen jet desenleri. Dikdörtgen daha düzgün toz. |
| Jet hızı | Daha yüksek inert gaz hızları daha ince tozlar oluşturur. Optimum gaz hızı her metal için değişir. |
| Düşme yüksekliği | Erimiş metal akışının jetlere çarpmadan önce düştüğü yükseklik. Parçacık boyutu dağılımını etkiler. |
| Akış tasarımı | Damlacıklara erken sıçramayı önlemek için pürüzsüz, laminer metal akışı tercih edilir. |
| Nozul tasarımı | Gaz atomizörlerinde hassas şekilde işlenmiş nozullar performans için çok önemlidir. |
| Soğutma oranı | Daha hızlı soğutma daha ince tozlar yapar. Gaz/su sıcaklığına ve hazneye bağlıdır. |
| Ayırma verimliliği | Daha yüksek ayırma oranları verimi artırır. Kendiliğinden devreye giren siklonlar iyi çalışır. |
| Toplama yöntemi | Kapalı sistemler toz oksidasyonunu önler. Otomatik tamburlu konveyörler yaygındır. |
Metal Tozu Özellikleri
Üretilen metal tozunun özellikleri büyük ölçüde atomizasyon işlemi parametrelerine ve koşullarına bağlıdır.
Toz Özellikleri
| Öznitelik | Tipik Aralık |
|---|---|
| Parçacık şekli | Düzensiz, küresel, uydu yapılar |
| Parçacık boyutu | 1 mikron ila 1000 mikron |
| Parçacık boyutu dağılımı | Gauss, log-normal ortak |
| Görünür yoğunluk | Genel olarak 30-80% gerçek yoğunluk |
| Musluk yoğunluğu | Gerçek yoğunluğun yaklaşık 60-95%'si |
| Akış hızı | Şekil, boyut dağılımı ile büyük ölçüde değişir |
| Saflık | 93-99.5% hedef aralığı |
| Oksijen içeriği | 300-3000 ppm aralığı |
| Azot içeriği | 75-1500 ppm aralığı |
Parça Özellikleri Üzerindeki Etkisi
| Toz Özelliği | Sinterlenmiş/Baskılı Parçalar Üzerindeki Etkisi |
|---|---|
| Parçacık boyutu | Daha ince tozlar yoğunluğu artırır, gözenekleri azaltır |
| Boyut dağılımı | Daha geniş dağılım daha iyi paketleme yoğunluğu sağlar |
| Parçacık şekli | Küresel partiküller daha iyi akış ve paketlemeye sahiptir |
| Görünür yoğunluk | Daha yüksek yoğunluk, taşıma için yeşil mukavemeti artırır |
| Musluk yoğunluğu | Daha yüksek yoğunluk, sinterlemeden sonra daha az büzülme boşluğu sağlar |
| Saflık | Daha yüksek saflık, inklüzyonlar gibi kusurları azaltır |
| Oksijen içeriği | 3000 ppm'in üzeri gözeneklilik sorunlarına neden olabilir |
metal atomizasyon sistemleri Uygulamalar
Atomizasyon yoluyla elde edilen ince metalik tozlar, yüksek performanslı parçalar üretmek için birçok endüstride kullanılmaktadır.
| Endüstri | Uygulama Örnekleri |
|---|---|
| Otomotiv | Motor bileşenleri, dişliler, bağlantı elemanları |
| Havacılık ve Uzay | Türbin kanatları, kanat bileşenleri |
| Biyomedikal | Ortopedik implantlar, cerrahi aletler |
| Elektronik | Ekranlama, konektörler, kontaklar |
| Enerji | Aşırı ortamlara maruz kalan nükleer ve türbin parçaları |
| Katmanlı üretim | Tüm sektörlerde 3D baskılı nihai parçalar |
Kullanılan popüler metal atomizasyon sistemleri
Birçok alaşım, parça üretimi için toz formuna atomize edilir. İşte atomize edilen bazı yaygın metaller ve alaşımlar:
| Malzeme | Anahtar Özellikler |
|---|---|
| Titanyum alaşımları | Yüksek mukavemet, düşük ağırlık oranı. Biyouyumluluk. |
| Nikel alaşımları | Yüksek sıcaklıklarda özelliklerini korur. Korozyon direnci. |
| Kobalt alaşımları | Biyouyumluluk. Aşınma direnci özellikleri. |
| Takım çelikleri | Isıl işlem sonrası yüksek sertlik seviyeleri. |
| Paslanmaz çelikler | Mükemmel korozyon direnci. |
| Alüminyum alaşımlar | Hafif ağırlık. İyi ısı iletkenliği. |
| Bakır alaşımları | Yüksek termal ve elektriksel iletkenlik. |
| Manyetik alaşımlar | Manyetik uygulamalar için yüksek geçirgenlik. |
Metal Tozu Tedarikçiler & Fiyatlandırma
Dünya çapında metal tozları üreten ve dağıtan bir dizi saygın tedarikçi vardır. Fiyatlar alaşıma, partikül boyutu aralığına ve sipariş edilen miktara bağlıdır.
| Tedarikçi | Fiyat Aralıkları |
|---|---|
| AP&C | $50 - $1500 kg başına |
| Sandvik Osprey | $100 - $2000 kg başına |
| Marangoz Toz Ürünleri | $75 - $1800 kg başına |
| Praxair Yüzey Teknolojileri | $250 - $2500 kg başına |
| Höganäs | $45 - $1600 kg başına |
| ECKA Granülleri | $80 - $1200 kg başına |
Daha yüksek performanslı alaşımlar veya toz boyutu dağılımı üzerinde daha ince kontrol daha yüksek fiyatlar talep ederken, daha yaygın metaller ve alaşımlar üretim hacimlerinde daha ekonomiktir.
Metal Atomizasyon ve Diğer Yöntemler
| Yöntem | Avantajlar | Sınırlamalar |
|---|---|---|
| Metal atomizasyonu | - Daha ince tozlar - Daha yüksek saflık - Alaşım yelpazesi | - Yüksek sermaye maliyetleri - Önemli ölçüde işleme uzmanlığı gerektirir |
| Elektrolitik süreç | - Çok ince ve temiz tozlar | - İletken alaşımlarla sınırlıdır - Pahalı |
| Mekanik yıpranma | - Basit ve ucuz - Geniş metal yelpazesi | - Daha düşük ulaşılabilir incelik - Daha yüksek oksidasyon |
| Kimyasal çökelme | - Saf elementel ve alaşımlı tozlar | - Toz aglomerasyonu sorunları - Potansiyel kirlenme |
| Termal püskürtme | - Küresel toz üretebilir | - Oksit inklüzyonları- Geniş boyut dağılımları |
Atomizasyon, iyi üretim hacimlerinde geniş bir alaşım yelpazesinde makul derecede ince ve temiz tozlar sunar. İnce metalik tozlarla çalışırken güvenlik önlemleri gereklidir.
Seçim için Önemli Hususlar
Metal atomizasyon sistemi seçimini yönlendiren önemli faktörler şunlardır:
| Faktör | Açıklama |
|---|---|
| Üretim oranı | Kg/saat cinsinden gerekli toz çıkışı. Kapasiteyi tanımlar. |
| Hedef parçacık boyutu | Tanımlanmış incelik ve dağılıma ihtiyaç duyar. Verim ve maliyeti etkiler. |
| Alaşım bileşimi | Çoğu sistem çeşitli alaşımları işler. Eritme yöntemi, atomizer, gaz/su basınçları seçimini etkileyebilir. |
| Ürün kalitesi | Saflık seviyeleri, oksijen alma limitleri, boyut tutarlılığı gereksinimleri parametreleri belirler. |
| Kullanımla ilgili hususlar | Kapalı toz işleme tercih edilir. Bazı metaller sağlık riski oluşturur. |
| Toz son kullanım | Parça özellik gereksinimleri - yoğunluk/gözeneklilik, akışkanlık, şekil faktörleri. |
| İşletme maliyetleri | Eritme, gazlar, su için yardımcı girdiler. İşçilik, bakım giderleri. |
| Güvenlik | Sıvılar/gazlar için basınçlı kaplar özel yönetmeliklere uygunluk gerektirir. |
| Çevresel etki | Gaz emisyonları, su kullanımı/bertarafı hususları geçerlidir. |
Verim gereksinimlerinin, kalite ölçütlerinin, çalışma koşullarının, güvenlik parametrelerinin ve son parça gereksinimlerine dayalı maliyetlerin dikkatli bir şekilde belirlenmesi gerekir.
metal atomizasyon sistemleri Bakım
Atomizasyon ekipmanının en iyi şekilde çalışmasını sağlamak için uygun bakım gereklidir.
| Bileşen | Bakım Faaliyetleri | Frekans |
|---|---|---|
| Fırın | Refrakter ve ısıtma elemanlarını inceleyin. Gerektiğinde değiştirin. | 6-12 ay |
| Nozullar | Nozul jet açıklıklarını aşınma/tıkanıklık açısından inceleyin. | Aylık |
| Su filtreleri ve hatları | Hatları yıkayın ve filtreleri düzenli olarak değiştirin. | 2-4 hafta |
| Gaz hatları ve vanaları | Sızıntı ve tıkanıklık olup olmadığını kontrol edin. Basınçları onaylayın. | 2-4 hafta |
| Ayırıcılar | Filtre ortamının durumunu ve contaları kontrol edin. | 4-6 ay |
| Kontroller ve sensörler | Kalibrasyonu kontrol edin. Kilitleri ve yanıtları test edin. | 6-12 ay |
| Toz toplayıcı | Konteyner durumunu ve contaları inceleyin. Kapalı sistemler için inert gaz seviyelerini teyit edin. | Aylık |
| Sistem iç mekanları | Baştan sona temiz birikmiş metal tozları. Metal akış yollarına daha yakın. | Aylık |
Detaylı ekipman izleme, önleyici ve kestirimci bakım, üretimdeki beklenmedik kesintileri en aza indirir.
SSS
S: Metal atomizasyon sistemleri için uygun otomasyon ve kontrol seviyesi nedir?
C: Tutarlı toz üretimi ve güvenliği için malzeme besleme, proses izleme ve kontrolünde yüksek derecede otomasyon önerilir. Sıcaklıklar, basınçlar, gaz akışları gibi temel proses değişkenleri otomatik geri besleme kontrolüne sahip olmalıdır. Sistem gözetimi, parametre ayarlama ve manuel çalışma modu hala ihtiyatlıdır.
S: Bir uygulama için gaz atomizasyonunun mu yoksa su atomizasyonunun mu tercih edileceği nasıl belirlenir?
C: Su atomizasyonu, gaz atomizasyonuna kıyasla çok daha yüksek metal verim oranları sunar. Ancak gaz atomizasyonu, mikro yapılı parçalar için uygun olan daha ince ortalama toz boyutları elde edebilir. Tipik 15 mikronun üzerindeki MIM tozları için ekonomi açısından su atomizasyonu tercih edilir.
S: Atomizasyon sistemlerinin çalıştırılması için hangi güvenlik önlemleri önerilir?
C: Yüksek basınçlı sistemler ve ince tozlarla çalışmak için uygun personel koruyucu ekipman zorunludur. Su atomizasyon sistemlerinde sıçrama korumaları bulunmalıdır. İnert gaz eldiven kutuları, otomatik toz toplayıcılar ile kapalı toz işleme güvenliği artırır. Kilitler, erişim kısıtlamaları, acil durdurmalar kritiktir.
S: Atomizasyonda yaygın toz üretim sorunlarına ne sebep olur?
C: Düzensiz toz boyutları ve uydu parçacıkları genellikle kontrolsüz metal akışı akışlarından kaynaklanır. Kontaminasyon nozül aşınması, bozulmuş filtre ortamı veya sızıntılardan kaynaklanabilir. Taşmalardan kaynaklanan hazne ve separatör kirlenmesi zamanla verimi düşürür. Akış parametrelerinin izlenmesi ve optimize edilmesi çok önemlidir.
S: Atomizasyon sistemlerini etkin bir şekilde çalıştırmak için hangi uzmanlık gereklidir?
C: Kontrol otomasyonu manuel yükü azaltırken, toz üretimine aşina eğitimli metalürji veya malzeme bilimi mühendisleri ekipmanı denetlemek için idealdir. Bakım ve sorun giderme için makine ve elektrik mühendislerine ihtiyaç vardır. Operatörler uygun metal tozu işleme eğitimi almalıdır.
Paylaş
MET3DP Technology Co, LTD, merkezi Qingdao, Çin'de bulunan lider bir katmanlı üretim çözümleri sağlayıcısıdır. Şirketimiz, endüstriyel uygulamalar için 3D baskı ekipmanları ve yüksek performanslı metal tozları konusunda uzmanlaşmıştır.
İşletmeniz için en iyi fiyatı ve özelleştirilmiş Çözümü almak için sorgulayın!
İlgili Makaleler
Met3DP Hakkında
Son Güncelleme
Bizim Ürünümüz
BİZE ULAŞIN
Herhangi bir sorunuz var mı? Bize şimdi mesaj gönderin! Mesajınızı aldıktan sonra tüm ekibimizle talebinize hizmet edeceğiz.
3D Baskı ve Katmanlı Üretim için Metal Tozları
ÜRÜN
cONTACT BİLGİLERİ
- Qingdao Şehri, Shandong, Çin
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731