Vad bildar spray?
Sprejformning är en metallformningsprocess som spjutar smält, finfördelad metall vid ett roterande underlag för att bilda en metallgjut eller stav. Processens höga stelningsgrad resulterar i en väldefinierad mikrostruktur. Processen producerar material som liknar det som uppnås genom pulvermetallurgi till en bråkdel av kostnaden. Bockar eller stänger av olika former är möjliga, beroende på underlagets form. Processen är tillämplig på en mängd olika legeringar.
På grund av deras unika egenskaper har metaller manipulerats av mänskligheten i tusentals år i tillverkning av redskap, verktyg, fartyg och olika utrustningar eller vapen. Moderna verktyg och instrument kräver metalldelar som sitter tätt ihop och rör sig smidigt mot varandra. Dessutom måste dessa precisionsdelar uppvisa hög hållfasthet och hårdhet, funktioner i mikrostrukturen hos fast metall.
Genom noggrann kontroll av sprayformningsförfarandet kan droppstorleken, formen och sammansättningen manipuleras för att skapa önskade ytegenskaper. Exempelvis är karbider, kol-metallföreningar en viktig faktor i den slutliga hårdheten hos stål som används i miljöer med hög spänning, såsom i rymden eller under vattnet. Vid mikroskopisk undersökning av gjutna stålplåtar ses karbidkristaller som långa kedjor, vilket ökar den sista produktens sprödhet. De flesta av dessa karbider är kromföreningar. I liknande sprayformade stålplåtar är karbiderna mindre, jämnt fördelade och är föreningar av vanadin, en starkare metall.
Sprejformning är billigare än pulvermetallurgi. I denna alternativa teknik framställs pulvret först från en av flera tekniker. Därefter blandas pulvret, komprimeras i en dyna och sintras i en ugn. Sintringen tillåter en långsam koalescens av partiklarna när de smälter och löper samman. Spanntillväxten är mikroskopisk. Pulvermetallurgi producerar mycket täta, starka material.
Sprejformade produkter är också mycket täta, men kräver två bearbetningssteg. Legeringen smälts, finfördelas genom ett munstycke och påverkar underlaget. Genom att kyla kvävgas som blåses motström till dropparna hålls dropparna åtskilda och distinkta men svalnar snabbare. Segregering av legeringens metaller försenas genom att dropparna inte kan blandas. Dropparna smälts delvis när de träffar underlaget; i pulvermetallurgi är metallen i fast partikelform.
Sprejformningsprocessen har förfinats som Osprey-processen, en kommersiellt klar metod för höghållfast stål. En variation av processen, Spraycast-X ™ -processen, möjliggör produktion av nickelbaserade legeringar som är tillräckligt tuffa för gasturbinmotordelar. Kostnaden reduceras också eftersom mindre avfallsmetall måste tas bort för att utgöra den sista delen.