Unik framställningsprocess för sfäriska metallpulver

Ett industridoktorandprojekt på Luleå tekniska universitet visar att man kan kontrollera framställningen av sfäriska volframkarbidpulver med förbättrade egenskaper genom plasmacentrifugalatomisering. Pulvret kan sedan användas till exempelvis förbättrade skärverktyg. Processen har även visat sig kunna användas för kontrollerad framställning av högentropilegeringspulver.

Processen möjliggör tillverkning av fina pulver av eldfasta legeringar med metastabila faser som inte kan erhållas på annat sätt, exempelvis framställning av sfäriska pulver av metaller och legeringar med höga smältpunkter, över 3 000°C.
– Processen har utvecklats av Höganäs AB och i mitt forskningsprojekt testar vi förmågan hos den nya plasmacentrifugalatomiseringen för bearbetning av eldfasta legeringar till fina sfäriska pulver för två olika materialsystem, sfäriska volframkarbidpulver och ett eldfast högentropipulver innehållande Ti, V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, berättar Marina Ciurans Oset som är industridoktorand i projektet.
Huvudfokus för hennes forskningsprojekt har varit att bearbeta volframkarbid till ett sfäriskt metallpulver med förbättrade egenskaper.
– Vi har i projektet hittills visat att vi kan kontrollera hela förloppet av plasmacentrifugalatomiseringen så att rätt processparametrar skapar den önskade kemin, mikrostruktur och mekaniska egenskaper hos pulvret som man efterfrågar.
De förbättrade egenskaperna uppnås lite förenklat genom att plasmatronen, som används under atomiseringen, har förmågan att uppnå mycket höga temperaturer hos den smälta metallen och att man sedan mycket snabbt kan kyla de finfördelade dropparna som centrifugen skapar.

Kan framställa stabila pulver av HEA
De har även testat om deras process kan användas för att framställa sfäriska pulver av högentropilegeringar (HEA). Det är legeringar med fler än fem ingående metaller som förekommer i lika stora mängder i legeringen. Intresset för sådana legeringar är mycket stort då de bland annat kan motstå extremt heta miljöer. Problemet hittills har varit att kunna producera dem industriellt och inte bara på laboratorium.
– I det här projektet har vi lyckats visa att den plasmacentrifugalatomisering vi testar kan användas för att i ett steg få fram sfäriska pulver av en högentropilegering med 8 ingående metaller. Pulvret kan sedan användas för tillverkning av olika komponenter med additiv tillverkning, förklarar Marina Ciurans Oset.