Процесс центробежного распыления электрода под воздействием плазменного потока инертного газа

Оригинальный вариант технологии распыления вращающегося электрода разработан фирмой ALD Vacuum Technologies.
Процесс получения порошков путем центробежного распыления вращающегося электрода под воздействием плазменного потока, был разработан компанией Nuclear Metals/Starmet.

Установка центробежного распыления модели «УЦР-6», «УРЦ-9»
Камера – 1; накопитель заготовок – 2; заготовки – 3; манипулятор - 4; толкатель телескопического типа – 5; вертикальный шпиндель с приводом вращения – 6; пята толкателя – 7; кольцевой диск чашеобразной формы - 8 и зажимные кулачки - 9, размещенными непосредственно под диском 8; камера распыления - 10 с отъемной крышкой – 11; подъемник – 12; плазмотрон – 13; отсекатели крупных частиц - 14, приемные воронки порошка - 15, патрубки – 16; материалопровод - 17, просеивающая машина – 18; приемник порошка - 19, снабженный пневмопитателем - 20, затвором - 21 и патрубком - 22 для транспортировки готового порошка по назначению.
Кроме этого, установка снабжена обслуживающими системами (не показаны). К ним относятся системы: вакуумная, газовая, электро- и пневмосистемы, система водоохлаждения теплонагруженных элементов установки, в том числе стенок камеры распыления 10 и плазмотрона 13.
Камера 1, камера распыления 10, материалопровод 17 и приемник порошка 19 герметично соединены между собой и образуют рабочее пространство установки, которое может быть отвакуумировано и заполнено газовой средой.

В результате
Распределение размера получаемых порошковых гранул зависит от скорости вращения электрода, материала электрода, диаметра электрода.

Размер производимых методом PREP гранул варьируется достаточно широко – от 500 мкм и менее. Минимальная рабочая (товарная) фракция гранул составляет менее 70 мкм со средним размером гранул ~50 мкм (~10% гранул менее 40 мкм). В настоящее время это наилучший результат, которого можно достичь на современных установках плазменной плавки и центробежного распыления быстровращающихся литых заготовок.

Преимущества перед другими методами
Важным преимуществом метода PREP является получение плотных безгазовых частиц сферической формы.
Количество оксидов в получаемых порошках невелико и суммарное содержание кислорода в порошках является низким.
Частицы порошка получаются по форме близкими к сферической (более 98% частиц получаемого порошка – сферы)
Недостатки
Для предотвращения вибраций штагу подвергают сложной и точной механической обработке.
Кроме того, в результате распыления образуется огарок штанги массой примерно 10% от исходной.
В результате установка УЦР получается дорогой в изготовлении и эксплуатации.

Модификации
Диск-диспергатор 1 с центральным отверстием 2, через которое подают непрерывную распыляемую заготовку 3, приводят во вращение. Заготовку формируют пристыковкой отдельных ее частей - мерных заготовок 4 посредством, например, запрессовки выступающего шипа 5 одной заготовки в торцевое отверстие 6 другой. На выходе из отверстия диска торец распыляемой заготовки подают под плазменную струю 7, генерируемую плазмотроном 8, и оплавляют ее.