proizvodnja metalnih prahova

Embed Size (px)

Citation preview

UNIVERZITET U TUZLI MAINSKI FAKULTET PROIZVODNO MAINSTVO

SEMINARSKI RADPROIZVODNJA METALNIH PRAHOVA (Tehnologije presovanja metalnih prahova)

Studenti: Jsamin Mei II-179/05 Marin Mandui Nevres Dobrnji II-169/05Tuzla, Juni 2010.g.

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

SADRAJ

1. DOBIJANJE PRAHOVA.................................................................................................... 3 1.1. Uvod ............................................................................................................................ 1.2. Tehnike dobijanja prahova .......................................................................................... 1.3. Komercijalne metode atomizacije 1.4.1. Atomizacija vodom 1.4.2. Atomizacija gasom ............................................................................ 5 5 7 9 10 11 12 12 13 13 14 14 14 1.4. Dobijanje prahova atomizacijom ............................................................................. ............................................................................................... ................................................................................................ 3 4 4

1.4.3. Atomizacija ultrasoninim gasom (USGA proces) ............................................... 1.4.4. Postupak rotirajue elektrode (REP proces) ........................................................... 1.4.5. Atomizacija u vakumu ....................................................................................... ............................................ ............................................................... 1.4.6. Metode atomizacije pred komercijalnom upotrebom 1.4.7. Atomizacija pomou rotirajueg diska materijala (EBRD proces)

1.4.8. Atomizacija pomou rotirajueg diska kod koje se koristi elektronski snop za topljenje ......................................................................................... .................................................................... ............................................ 1.4.9. Atomizacija mlaza metala prolaskom kroz valjke ................................................. 1.4.10. Laboratorijske metode atomizacije 1.4.11. Proces centrifugalno livenog hica ......................................................................... 1.4.12. Atomizacija brzo rotirajue tenosti metala i legura 1.4.13. Centrifugalna atomizacija udarom 1.5. Mehaniki postupak dobijanja prahova 1.5.1. Mljevenje

....................................................................... 15 ........................................ 15 16 16 17 18 20 21 ................................................................

1.4.14. Atomizacija pomou vibrirajue elektrode (VEP proces)

............................................................................................................. ..........................................................

1.6. Mainska obrada ....................................................................................................... 1.7. Fiziko-hemijski postupak dobijanja prahova Z a k lj u a k Popis slika

.................................................................................................................... 19 .................................................................................................................... ...................................................................................................

LITERATURA

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 2

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1. DOBIJANJE PRAHOVA 1.1. Uvod

Za dobijanje sinterovanih proizvoda eljenih karakteristika, polazni materijal, prah metala ili legure, esto ima presudan znaaj. Prahovi metala i legura ine polaznu fazu kod proizvodnje sinterovanih metalnih dijelova. Udio ukupne koliine proizvedenog praha koji se koristi kao polazni materijal za dobijanje sinterovanih dijelova je razliit za razliite vrste proizvoda. Tako npr. u Sjevernoj Americi od ukupne koliine proizvedenog praha bakra i njegovih legura, 90% se koristi kao polazni materijal za dobijanje sinterovanih dijelova, dok samo 10% se koristi kao finalni proizvod. Prahovi aluminijuma, cinka i plemenitih metala se iskljuivo, ili skoro u potpunosti koriste kao finalni proizvod (99% od ukupne koliine proizvedenog praha). U ovom sluaju, prahovi metala se koriste za izradu zatitnih prevlaka, pigmenata za boje, legura za lemljenje i zavarivanje, i magneta. Jedno od bitnih svojstava prahova metala je velika povrina koja omoguava da se hemijska potencijalna energija estica pretvori u koristan rad. Prinjer za ovo je proizvodnja prahova hroma koji se koristi za vrsto pogonsko gorivo, kod eksploziva, za stvaranje svjetlosnih efekata. Pored ovog svojstva veoma je vana i veliina estica prahova. Danas se najvie proizvode praho Selekcija metoda proizvodnje prahova zavisi od svojstava materijala i ekonominosti procesa. Postoji veliki broj postupaka za dobijanja prahova, komercijalno, prahovi se proizvode sledeim fiziko-hemijskim postupcima: atomizacijom rastopa, mehanikim, fiziko-hemijskim i elektrolitikim putem.

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 3

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.2. Tehnike dobijanja prahova

Osnovne karakteristike prahova kao to su veliina estica, raspodjela veliine estica, oblik estica, morfologija povrine, direktno zavise od tehnike kojom su dobijeni. Tako npr. sferni oblik estica karakteristian je za prahove dobijene gasom ili centrifugalnom atomizacijom, dok je oblik sunera karakteristika dobijanja prahova fiziko-hemijskim putem. Hemijski sastav estica prahova zavisi od naina dobijanja prahova. Kod mehanikih postupaka proizvodnje ne dolazi do promjene hemijskog sastava estica u odnosu na polazni materijal, dok se kod fiziko-hemijskih i elektrolitikih postupaka, krajnji proizvod razlikuje. Prahovi dobijeni atomizacijom ne mijenjaju hemijski sastav u odnosu na polaznu predleguru. Fizike karakteristike metala i legura sa svoje strane, esto opredjeljuju nain kojim e se dobiti prah. Npr. prahovi teko topivih, tvrdih i krtih materijala dobijaju se mehanikim putem, dok se prahovi metala i legura sa niom takom topljenja mogu veoma lako dobiti atomizacijom. Za dobijanje veoma aktivnih prahova titana i njegovih legura, iji se sinterovani proizvodi koriste za specifine dijelove u avioindustriji, optimalna tehnika je proces rotirajue elektrode (REP-proces).

1.3. Komercijalne metode atomizacijeDanas se proizvode prahovi pomou tri komercijalne metode. To su, u prvom redu, dvo-fluidna atomizacija koja za raspravanje koristi vodu ili gas, zatima atomizacija u vakumu i proces rotirajue elektrode (REP-proces). Najvanija tehnika raspravanja rastopa je dvo-fluidna atomizacija, kojom se proizvodi preko 95% od ukupne koliine praha proizvedenog u svijetu, jednom od ove tri metode.

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 4

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.4. Dobijanje prahova atomizacijomPosljednih godina razvijeno je nekoliko tehnika proizvodnje prahova kojima je, generalno, u osnovi proces rasprivanja tenih metala i legura. U zavisnosti od stepena razvoja, sve tehnike rasprivanja metala i legura su podjeljene u tri grupe: komercijalne metode atomizacije, metode atomizacije pred komercijalnom upotrebom i laboratorijske metode atomizacije.

1.4.1. Atomizacija vodom

Atomizacija vodom je najjednostavnija tehnika za dobijanje elementarnih i legiranih prahova metala koji se tope ispod 1600oC. Ova tehnika dobijanja prahova pominje se jo krajem prolog vijeka, a komercijalne metode poele su se primjenjivati ranih pedesetih godina za proizvodnju neeljeznih metala i legura. Danas se komercijalno, ovom tehnikom proizvode prahovi eljeza, alatnih elika, nehrajueg elika, bakra, legura bakra, nikla. Uopte atomizacija vodom je ekonominija od svih drugih komercijalnih metoda atomizacije. Primarno ogranienje korienja ove metode je nedovoljna istoa prahova. Kod ovog postupka, istopljeni metal se izliva u uliveni sud koji je u obliku lijevka i koji slui kao rezervoar za usmjeravanje tenog metala u kontrolisan i uniformni mlaz. Pomou krune dizne, koja se nalazi na dnu suda, kontrolie se veliina i oblik mlaza tenog metala koji slobodno pada u gornji dio komore za atomizaciju. U tom dijelu, izlazei iz mlaznice pod visokim pritiskom, voda djeluje na mlaz tenog metala, izazivajui njegovo raspadanje na veliki broj kapljica, koje hladei se veoma brzo padaju na dno komore. Jedan od najvanijih dijelova svakog ureaja za atomizaciju je dizna koja se nalazi na donjem dijelu suda za topljenje. Kod komercijalnih procesa atomizacijom vodom postoji veliki broj dizni razliitih konstrukcija. Najee se koriste krune dizne sa koncentrinim prorezima oko otvora sa konfiguracijom tzv. slobodnog pada. Prahovi dobijeni atomizacijom vodom sastoje se iz estica nepravilnog oblika, sa hrapavom povrinom. Srednji________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 5

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

. Brzina hlaenja kapljica kree se u intervalu od 103 do 105 C/s. Pritisak vode je obino u intervalu od 5,5 do 21 Mpa.

Slika 1. Atomizacija vodom-prikaz

Slika 2. Shematski prikaz procesa atomizacije vodom

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 6

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.4.2. Atomizacija gasom

Ovo je postupak kod koga se kao fluid za rasprivanje mlaza tenosti metala i legura koristi vazduh, azot, argon ili helijum. Atomizacijom metalnog rastopa jednim od navedenih fluida, danas se najee proizvode prahovi aluminijuma, bakra, eljeza, niskolegiranih elika, alatnog elika, superlegura, kalaja, berilijuma i titana. Za rasprivanje berilijuma i titana iskljuivo se koriste inertni gasovi. Ureaji za atomizaciju gasom su sline konstrukcije ureajima kojima se vri atomizacija vodom. I u ovom sluaju koristi se konfiguracija dizni nazvana slobodni pad, mada se dosta koriste i dizne zatvorene konfiguracije. Zatvorena konfiguracija je povoljnija za gasnu atomizaciju sa aspekta efikasnosti. Iako su generalno, procesi rasprivanja pomou vode i gasa slini, postoje odreene razlike. Npr. vodena pumpa, kojom se ostvaruje pritisak kod atomizacije vodom, kod rasprivanja gasom je zamijenjena dodatkom kojim se ostvaruje visok pritisak gasa, dok je linija za odvod vode zamijenjena ciklonskim separatorima i filterima. U poreenju sa procesom rasprivanja pomou vode, atomizacijom gasom, dobijaju se sitnije estice, sfernog oblika sa mnogo niim sadrajem kiseonika. Komora za atomizaciju izrauje se od nehrajueg elika. Atomizacja pomou gasa moe da se obavi u potpuno inertnoj atmosferi, pri emu se dobijaju veoma isti prahovi. estice su uglavnom sfernog oblika, glatke povrine, sa prilino irokom raspodjelom veliina estica.

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 7

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

Slika 3. Shematski prikaz sistema ultrafinog atomiziranja plinom Sirovina se tali u vakumu (1,2) i nize pod pritiskom u komori (3) i prima prah iz atomizacijskog dijela (4).Prah je uklonjen iz dnje ciklone (5) i prima otpadke (6).Atomizacijom su plinovi reciklirani (7, 8) i prevedeni u stanje fluida.Na pocetku novog ciklusa ispareni plinovi se ponovo ubacuju u sistem (10).

Slika 4. Atomizacija gasom ________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 8

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.4.3. Atomizacija ultrasoninim gasom (USGA proces)

USGA procesom se raspruje materijal u prah preko nestacionarnih talasnih udara koji su generisani od strane gasnog medijuma. Pritisak gasa koji se koristi za dezintegraciju mlaza metala mnogo je vei nego kod konvencionalne atomizacije tako da su i dobijene estice, poto je brzina hlaenja vea, sitnije. U principu, tena struja metala se atomizuje udarom tj. viestrukim impulsima gasa velike brzine. Ultrasonini talasi se dodatno pojaavaju pri prolazu gasa pod visokim pritiskom kroz upljinu rezonatora. Obino u ovom procesu se koristi 16 do 24 dizni, a elini cilindar je hlaen vodom. Za rasprivanje mlaza tenosti se koristi argon pri emu je pritisak gasa od 1,4 do 8,2 Mpa, brzina gasa 640m/s, a frekvencija talasa gasa 60 do 120 kHz. estice dobijenih prahova su sfernog oblika i glatke povrine. Raspodjela estica je iroka (1 do ntervalu od 104 do 105C/s.

Slika 5. Atomizacija ultrasoninim gasom (USGA proces)

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 9

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.4.4. Postupak rotirajue elektrode (REP proces)

Ovaj postupak koristi se za dobijanje prahova visokolegiranih ili reaktivnih metala, kao to su Zr, Ti, legure Co-Cr ili superlegure na bazi nikla. Ureaj za rasprivanje se sastoji od potrone elektrode odgovarajueg materijala koja predstavlja anodu i elektrode od volframa (katoda) koja ima ulogu da proizvede luk ili plazmu. Potrona elektroda koja se topi na njenom kraju moe da rotira brzinom i veom od 50000 obrtaja u minuti. Rotacija elektrode omoguena je pomou spoljanjeg motora. Kada se uspostavi luka, kraj elektrode se topi, a usljed obratanja i dejstva centrifugalne sile, dolazi do odvajanja kapljica od osnovnog metala i legure. Kod REP procesa koriste se dva tipa ureaja za rasprivanje: sa kratkom potronom ipkom (duine 25 cm i prenika 6,5 cm) i sa dugakom ipkom ( duine 150cm i prenika 6,5cm). Kod REP procesa koristi se inertna atmosfera(argon ili helijum). estice su

Slika 6. Prikaz REP-procesa I

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 10

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

Slika 7. Prikaz REP-procesa II

1.4.5. Atomizacija u vakumuAtomizacijom u vakumu se mogu dobiti prahovi superlegura na osnovi nikla i kobalta, aluminijuma, bakra, i eljeza. Ureaj za rasprivanje se sastoji iz dvije vertikalne radne komore, pri emu se u donjoj komori legura topi i komprimuje, dok je gornja komora pod vakumom i u njoj se nalazi kolektor za prah.proces dobijanja metala i legura zapoinje indukacionim topljenjem, poslije ega se rastop komprimuje mjeavinom inertnog gasa i vodonika pod pritiskom od 1 do 3 Mpa. Istopljeni metal preko cijevi odgovarajueg oblika prelazi u komoru pod vakumom u kojoj se dezintegrie. Potrebna energija za dezintegraciju potie od velike brzine izlaska rastvorenog presienog gasa iz tenog metala. Prahovi proizvedeni ovim procesom imaju glatke i sferne

Slika 8. Prikaz atomizacije u vakumu ________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 11

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.4.6. Metode atomizacije pred komercijalnom upotrebom

etiri metode rasprivanja mlaza metala ili legura, danas su veoma blizu komercijalne upotrebe. Atomizacija ultrasoninim gasom je slina konvencionalnoj atomizaciji pomou gasa, dok su procesi rasprivanja materijala rotirajuim diskom i rotirajuim diskom koji koristi elektronski snop za topljenje, varijante centrifugalne atomizacije. Proces rasprivanja mlazom metala njegovim prolaskom kroz valjke se klasifikuje kao mehaniki oblik atomizacije.

1.4.7. Atomizacija pomou rotirajueg diska

Atomizacija pomou rotirajueg diska je jedna od varijanti centrifugalne atomizacije, kod koje mlaz istopljenog metala pada na povrinu brzo rotirajueg diska. Pri ovome teni metal se mehaniki atomizira i izbacuje u obliku kapljica sa periferije diska. Ovravanje kapljica se deava u njihovom letu, a brzina hlaenja se poveava korienjem helijuma. Na ovaj nain se danas mogu dobiti prahovi superlegura na osnovi nikla, legura aluminijuma, legura berilijuma, legura titana, molibdena, silicida. Topljenje metala ili legura je indukciono i u vakumu. Pri dostizanju potrebnog stepena pregrijavanja, sistem se puni helijumom, a vodom hlaeni disk poinje da rotira. Poslije dezintegracije mlaza tenosti u kapljice, pod uticajem centrifugalne sile, hlaenjem obrazovane estice padaju na dno komore i sa gasom odlaze u ciklonski separator. Prosjek veliina estica prahova dobijenih ovom metodom oko 105 C/s. estice su sfernog oblika i glatke povrine.

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 12

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

Slika 9. prikaz atomizacije rotirajuim diskom

1.4.8. Atomizacija pomou rotirajueg diska kod koje se koristi elektronski snop za topljenje materijala (EBRD proces)

EBRD proces je dvostepena varijanta centrifugalne atomizacije. Izvor energije za topljenje metala ili legure je serija pitolja koji proizvode elektronski snop. Pomou elektronskog snopa, ingot se u vakumu topi i rastopljeni metal ili legura pada na brzo rotirajui disk. Usljed brze rotacije diska, a dejstvom centrifugalne sile, tenost se dezintegrie u kapljice. estice prahova dobijene ovim procesom mogu da budu ili sfernog oblika , ili u obliku ploica. Veliina hlaenja je oko 103C/s.

1.4.9. Atomizacija mlaza metala prolaskom kroz valjkeU ovom procesu koristi se mnogo manja energija, nego to je to sluaj kod konvencionalne atomizacije. Proces zapoinje doziranjem istopljenog metala u prostor izmeu dva valjka koja su na veoma malom Metoda se najvie koristi u proizvodnji prahova olova, kalaja, aluminijuma, bakra i elika. estice prahova mogu biti razliitog oblika: nepravilnog, acikularnog, sfernog ili u obliku ploica, u zavisnosti od radnih uslova ili svojstva materijala. Dobijeni prah je relativno krupnih estica veliine od 200

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 13

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.4.10. Laboratorijske metode atomizacije

Postoji nekoliko metoda atomizacije pomou kojih se dobijaju visokokvalitetni prahovi, ali one jo uvijek nisu razvijene na komercijalnom ili priblino komercijalnom nivou. U ove metode spadaju: centrifugalno liveni hitac, atomizacija brzo rotirajue tenosti metala, centrifugalna atomizacija udarom, atomizacija rotirajueg ingota koji se topi pomou laserskog snopa, atomizacija pomou vibrirajue elektrode.

1.4.11. Proces centrifugalno livenog hicaOvom metodom mogu da se dobiju prahovi legura eljeza, nikla, kobalta, titana, refraktornih metala. Postupak je slian REP, a luk se uspostavlja izmeu odgovarajue elektrode i rotirajue posude sa tenim metalom koji se atomizira. Dezintegracija mlaza metala ili legure vri se pod dejstvom centrifugalne sile. Dobijene estice prahova su sfernog oblika, glatke povrine, a mogu da budu i u obliku ploica. Brzina hlaenja kapljica je od 102 do 104 C/s, dok je raspodjela veliine estica prilino iroka i iznosi od 100 do

1.4.12. Atomizacija brzo rotirajue tenosti metala i legura

Metoda je dvostepena i u prvoj fazi mlaz tenosti se dezintegrie pomou gasa ili konvencionalnom centrifugalnom atomizacijom. U drugoj fazi procesa kapljice padaju na brzo rotirajuu posudu, odbijajui se ka njenim zidovima, u kojoj je tenost za haenje, pri emu se deava dalja dezintegracija i kaljenje kapljica. Kao tenost za hlaenje koristi se ulje, voda ili glicerin. Na ovaj nain mogu da se dobiju prahovi kalaja i olova, legura aluminijuma, legura bakra, legura eljeza, nehrajueg elika, brzoreznog elika, superlegura, legura cinka. Prahovi su isti, estice s________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 14

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.4.13. Centrifugalna atomizacija udarom

Ova metoda sastoji se iz dezintegracije rastopljenog metala usljed njegove brze rotacije u kapljice, koje se kale u, obino, niskoj isparljivoj tenosti: metanolu, heksanu, tenom amonijaku ili vodi. Na ovaj nain se mogu dobiti prahovi legura elika, nikla, bakra, kao i prahovi nekih amorfnih legura. Oblik i veliina estica prahova su razliiti u zavisnosti od radnih uslova procesa i materijala koji se atomizira. S

1.4.14. Atomizacija pomou vibrirajue elektrode (VEP proces)

Atomizacija metala i legura pomou vibrirajue elektrode (VEP proces) slina je REP procesu samo, u ovom sluaju potrona elektroda, umjesto da se obre, vibrira. Potrona elektroda u obliku ice, prije ulaska u komoru za atomizaciju prolazi kroz valjaki stan. U komori, naspram potrone elektrode nalazi se vodom hlaena rotirajua elektroda koja je, obino, od bakra ili grafita. Na valjke je privren jedan elektrodinamiki oscilator kojim se ostvaruje vibriranje potrone elektrode. Do dezintegracije kraja iane elektrode u atmosferi inertng gasa, dolazi pri uspostavljanju elektrinog luka izmeu nje i rotirajue elektrode. Ovim postupkom se dobijaju prahovi elika, kupro-nikla i

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 15

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.5. Mehaniki postupak dobijanja prahova

Kod mehanikih metoda, prahovi se dobijaju usitnjavanjem polaznog materijala dejstvom spoljanjih sila. estice ovako dobijenih prahova su nepravilnog oblika. Postoje etiri osnovna naina mehanikog usitnjavanja: udarnim dejstvom, aritiranjem, sjeenjem i pritiskivanjem.

1.5.1. Mljevenje

Mljevenje je proces koji se koristi za promjenu veliine i oblika nekog praha, promjenu fizikih i mehanikih svojstava prakastog materijala, kao i homogenizaciju dva ili vie materijala. Nejee se koriste mlinovi: mlinovi sa kuglama, vibracioni, vrtloni,atritori i planetarni. Mlinovi sa kuglama obino se korista za dobijanje sitnijih prahova. U procesu okretanja mlina kugle se, usljed trenja o zidove bubnja penju u smijeru okretanja sve dotle, dok ugao penjanja ne postane vei od ugla prirodnog nagiba. Poslije toga kugle padaju nadole i na taj nain se vri mljevenje materijala. Obrtanje mlina treba podesiti tako, da se iskoristi maksimalno udarno dejstvo kugli. Suvie mala brzina okretanja e dozvoliti kuglama vraanje na donju stranu bubnja, dok e velika brzina izazvati snanije dejstvo centrifugalne sile, koja nee dozvoliti padanje kugli na materijal. Vibracioni mlinovi se koriste za brzo i uspjeno dobijanje sitnih prahova iz krtih i tekotopljivih jedinjenja, kao i prahova disperziono ojaanog aluminijuma i bronze.Vrtloni mlinovi se obino koriste za mljevenje plastinih materijala. U atritoru kuglice i estice praha su smjetene u nepokretnoj vertikalnoj posudi i mijeaju se vertikalnom osovinom koja ima nekoliko horizontalnih nastavaka. Obrtanjem osovine dolazi do kompleksnog kretanja kuglica i materijala a mljevenje se ostvaruje dejstvom udarnih i smicajnih sila.

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 16

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

Slika 10. Neki od mlinova

Kod planetarnog mlina, posude sa kuglicama i prahom se nalaze na noseem disku koji rotira, a posude se istovremeno obru oko svoje ose. Pod uticajem centrifugalne sile, kuglice u jednom trenutku se odvajaju od zidova posude i velkom brzinom udaraju u drugu stranu.Promjenom broja obrtaja noseceg diska, moze se kontinuirano mijenjati intenzitet mljevenja.

1.6. Mainska obrada

Pri mainskoj obradi nekog metala dobijaju se velike koliine metalne strugotine, tj. metalnih opiljaka. Opiljci se kasnije usitnjavaju mljevenjem. Ovom tehnikom se lahko razgrauje poetni materijal, meutim, dobijeni prah je, esto, kontaminiran kiseonikom, uljem ili nekim drugim metalima. estice prahova su krupne, iregularnog oblika, a da bi se prah mogao primijeniti, neophodna je naknadna operacija (mljevenje).

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 17

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

1.7. Fiziko-hemijski postupak dobijanja prahova

Fiziko-hemijskim postupkom mogu se dobiti prahovi od gotovo svih metala, veliine i oblika estica koji se reguliu kontrolom promjenljivih parametara pri samom procesu dobijanja. Postoji nekoliko varijanti ovog postupka, odnosno, prahovi se mogu dobiti na neki od slijedeih postupaka: redukcijom oksida metala, hidrid-dehidrid postupkom, postupkom reakcione sinteze, taloenjem iz rastvora soli metala i isparavanjem-kondenzacijom.

Slika 11. Primjeri atomiziranih prahova a) vodom atomiziran bakar, b) vodom atomizirano zeljezo, c) zracna atomizacija aluminija, d) helijumom atomiziran aluminij, e) nitrogenska atomizacija, f) vakumska atomizacija, g) PREP atomizacija, h) atomizacija rotirajucom elektrodom ________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 18

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

Z a k lj u a k

U ranijem periodu, mehaniki, fiziko-hemijski i elektrolitiki postupci dobijanja prahova bili su dominantni, dok se u dananje vrijeme prahovi metala i legura najvie dobijaju atomizacijom. Atomizacija se definie kao razgradnja tenog metala ili legure u sitne kapljice. Razgradnja mlaza tenosti postie se pomou vode ili gasa ili dejstvom sentrifugalne sile. Procjena je da u svijetu danas, proizvodnja prahova atomizacijom iznosi 10 6 metrikih tona po godini. Danas u svijetu proces atomizacije je dominantan metod u proizvodnji prahova. Prije svega ekonomski pokazatelj, odnosno brzina proizvodnje prahova: pri proizvodnji prahova eljeza automatizacijom pomou vode, za jedan minut dobije se 400 kg praha. Pri dobijanju prahova atomizacijom mogua je jednostavna kontrola veliine estica, raspodjela veliine estica, oblika estica i morfologije povrine. Osim toga ovaj proces omoguava visok stepen fleksibilnosti pri legiranju, kao i kontrolu nivoa sadraja neistoa.

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 19

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

Popis slika

Slika 1. Atomizacija vodom-prikaz Slika 2. Shematski prikaz procesa atomizacije vodom Slika 3. Shematski prikaz sistema ultrafinog atomiziranja plinom Slika 4. Atomizacija gasom Slika 5. Atomizacija ultrasoninim gasom (USGA proces) Slika 6. Prikaz REP-procesa I Slika 7. Prikaz REP-procesa II Slika 8. Prikaz atomizacije u vakumu Slika 9. prikaz atomizacije rotirajuim diskom Slika 10. Neki od mlinova Slika 11. Primjeri atomiziranih prahova

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 20

Seminarski rad_____________________________________________Proizvodnja metalnih_prahova

LITERATURA

Powder Metal Technologies and Applications, 1998 as Volume 7 of ASM Handbook, New York M.J.Rodes, Principles of powder technology, John Wiley and Sons, Chichester, New York, Brismane, Toronto, Singapore, (1990) www.google.com (pretraivanje)

________________________Tehnologije presovanja metalnih prahova_________________________ 21