Mis on pihusti moodustamine?

Pihustusvormimine on metallivormimisprotsess, mis paiskab sula, pihustatud metalli pöörlevale substraadile, moodustades metallist valuploki või tooriku. Protsessi kõrge tahkestumise kiirus annab tulemuseks täpselt määratletud mikrostruktuuri. Protsessi käigus saadakse materjal, mis on sarnane pulbermetallurgiaga saavutatavale, vaid murdosa kuludest. Olenevalt aluspinna kujust on võimalikud erineva kujuga kangid või latid. Protsess on rakendatav paljude sulamite puhul.

Tänu nende ainulaadsetele omadustele on inimkond metallidega manipuleerinud tuhandeid aastaid seadmete, tööriistade, anumate ja erinevate seadmete või relvade valmistamisel. Kaasaegsed tööriistad ja instrumendid nõuavad metallosi, mis sobivad omavahel tihedalt kokku ja liiguvad sujuvalt üksteise vastu. Lisaks peavad need täppisosad omama suurt tugevust ja kõvadust ning omama tahke metalli mikrostruktuuri funktsioone.

Pihusti moodustamise protsessi hoolika juhtimisega saab soovitud viimistlusomaduste saavutamiseks muuta tilkade suurust, kuju ja koostist. Näiteks karbiidid, süsinik-metalli ühendid, on oluliseks teguriks suure pingega keskkondades, näiteks kosmoses või vee all, kasutatava terase lõplikus kõvaduses. Valatud teraslehtede mikroskoopilisel uurimisel nähakse karbiidikristalle pikkade ahelatena, mis suurendavad lõpptoote haprust. Enamik neist karbiididest on kroomiühendid. Sarnastes pihustusvormitud teraslehtedes on karbiidid väiksemad, ühtlaselt jaotunud ja on tugevama metalli, vanaadiumi ühendid.

Pihustusvormimine on odavam kui pulbermetallurgia. Selle alternatiivse tehnoloogia puhul valmistatakse pulber esmalt ühel mitmest tehnikast. Seejärel pulber segatakse, tihendatakse matriitsis ja paagutatakse ahjus. Paagutamine võimaldab osakeste aeglast ühinemist, kui need sulavad ja kokku jooksevad. Terakasv on mikroskoopiline. Pulbermetallurgia toodab väga tihedaid ja tugevaid materjale.

Pihustusvormitud tooted on samuti väga tihedad, kuid nõuavad kahte töötlemisetappi. Sulam sulab, pihustatakse läbi düüsi ja mõjutab aluspinda. Jahutades tilkadele vastuvoolu puhutud gaasilist lämmastikku, hoitakse piisad eraldi ja eristatavad, kuid jahtuvad kiiremini. Sulami metallide eraldumine lükkub edasi, kuna tilkadel ei lase seguneda. Piisakesed on substraadiga kokku puutudes osaliselt sulanud; pulbermetallurgias on metall tahkete osakeste kujul.

Pihustusvormimisprotsessi on täiustatud Osprey protsessina, mis on kõrgtugevate teraste jaoks müügivalmis metoodika. Protsessi variatsioon, Spraycast-X™ protsess, võimaldab toota niklipõhiseid sulameid, mis on piisavalt vastupidavad gaasiturbiinmootorite osade jaoks. Kulud vähenevad ka seetõttu, et viimase osa moodustamiseks tuleb eemaldada vähem vanametalli.