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#Tendances produits
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Buses en nitrure de bore pour l'atomisation de métaux fondus
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Buses en nitrure de bore pour l'atomisation de métaux fondus
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L'atomisation des métaux fondus est un procédé qui permet de fabriquer des poudres de métaux à partir de leur fusion. Dans un atomiseur typique, le métal liquide est versé par une buse dans une grande chambre tout en étant simultanément pulvérisé par des jets à haute pression d'eau, de pétrole ou de gaz. Les gouttelettes de métal se séparent alors et se condensent en une poudre qui s'accumule au fond. L'atomisation s'est imposée comme l'un des moyens les plus populaires pour pulvériser les métaux. À leur tour, ces poudres sont cruciales pour l'impression 3D de pièces métalliques et pour la production industrielle de certains composés qui ne peuvent être fabriqués autrement.
Une chambre de pulvérisation de métal fondu
Une chambre de pulvérisation de métal fondu
En fonction de la nature du métal et de la buse, la chambre peut être maintenue soit sous vide poussé, soit dans une atmosphère à basse pression. L'eau est le matériau de jet le plus courant pour les métaux peu réactifs qui fondent en dessous de 1600 °C. Elle a également pour effet de tremper rapidement le métal une fois qu'il est décomposé en gouttelettes. En fait, la pression de l'eau joue un rôle crucial dans la détermination de la taille finale des particules.
Un jet d'eau crée des particules métalliques de quatre manières différentes. Une gouttelette d'eau peut "crater" le flux métallique en projetant une goutte de métal, elle peut faire "éclabousser" le métal, elle peut "arracher" une particule métallique de la surface et enfin, elle peut faire éclater une goutte de métal en particules plus petites. Parmi les quatre processus, l'éclatement donne lieu à la plus petite taille de particule. Dans un atomiseur de métal en fusion, les quatre processus se déroulent simultanément, ce qui donne une microstructure hétérogène avec des particules de formes et de tailles différentes.
L'atomisation commence dans le four où les métaux sont maintenus liquéfiés par des éléments chauffants électriques. Le métal tombe dans la chambre d'atomisation par la "buse" - qui est conçue à la perfection et selon des spécifications élevées. La buse est l'une des parties les plus importantes du processus d'atomisation - une buse cassée ou bloquée peut entraîner l'arrêt du flux de métal ou l'augmentation substantielle du flux - deux phénomènes qui peuvent perturber le processus de pulvérisation.
Pour éviter cela, la buse doit être mécaniquement solide et n'offrir aucune résistance à l'écoulement du métal liquide. En même temps, la buse sert d'interface entre le four chaud en haut et la chambre d'atomisation beaucoup plus froide en bas. Elle doit donc être faite d'un matériau réfractaire solide qui est également très résistant aux chocs thermiques.
Processus physiques par lesquels les jets d'eau créent des poudres métalliques
Processus physiques par lesquels les jets d'eau créent des poudres métalliques
Le nitrure de bore (BN) est désormais reconnu comme un matériau exceptionnel pour les buses car il remplit toutes ces conditions.
C'est une céramique à point de fusion élevé ; elle est assez résistante pour éviter les fissures ; elle a une grande résistance aux chocs thermiques ; elle est facilement usinable. En outre, les métaux en fusion ne peuvent pas "mouiller" la surface du nitrure de bore, ce qui signifie qu'il n'est pas facilement colmaté pendant le processus d'atomisation.
L'union de ces propriétés variées dans un seul matériau est remarquable et est due en grande partie à la structure cristalline du nitrure de bore.
Comme le graphite, le nitrure de bore est constitué de plusieurs couches hexagonales ou "flocons" empilés les uns sur les autres. Si la liaison entre le bore et l'azote au sein de chaque couche est exceptionnellement forte, les forces qui maintiennent les "flocons" ensemble sont faibles. Ces couches individuelles glissent les unes sur les autres lorsqu'elles sont soumises à des contraintes, ce qui fait du nitrure de bore un excellent lubrifiant.
Sous vide poussé, le nitrure de bore peut survivre jusqu'à 1800 °C. Une atmosphère gazeuse peut le pousser encore plus loin, jusqu'à 2100 °C. Cela signifie que le nitrure de bore restera solide grâce à la fusion de la plupart des métaux. La structure en couches du graphite lui confère également de fortes propriétés de conduction thermique et de résistance aux chocs - la conductivité thermique du BN est de 35 W/mK à température ambiante.
Le nitrure de bore a une très faible dilatation thermique. Combiné à la forte conductivité thermique, cela garantit une très grande résistance aux chocs. Il peut facilement supporter les gradations rapides de température à l'intérieur de l'atomiseur. Il ne se brise ni ne se fissure sous l'effet de contraintes thermiques.
Le nitrure de bore a cependant une durabilité mécanique supérieure à celle du graphite. Cela se voit dans les valeurs de résistance à la compression et à la flexion de ces matériaux :
Nitrure de bore Graphite
Résistance à la compression 45 MPa à 20 °C 17 MPa à 20 °C
Résistance à la flexion 18 MPa à 20 °C 13 MPa à 20 °C
Le nitrure de bore est donc capable de résister aux fortes contraintes mécaniques et thermiques d'un atomiseur, sans se casser ni se fissurer.
Buses en nitrure de bore pour l'atomisation de métaux fondus
Buses en nitrure de bore
Il est également très usinable, ce qui nous permet de réaliser des petits filets, des trous et d'autres détails plus fins avec une grande précision et une grande tolérance. Les buses en nitrure de bore peuvent être facilement personnalisées, ce qui permet d'obtenir des géométries aussi bien confinées que libres.
En outre, le nitrure de bore ne peut pas être "mouillé" par des métaux en fusion. Cela signifie qu'une gouttelette de métaux liquides forme un angle obtus avec la surface du BN. La tension superficielle à l'interface gouttelette-BN crée une action de roulement, forçant les liquides à glisser. L'opposé de cette réaction serait une goutte de métal qui collerait à la surface, où elle finirait par se refroidir et bloquerait tout écoulement ultérieur de métal. Heureusement, le nitrure de bore assure un fonctionnement efficace et régulier de l'atomiseur.
Les buses en nitrure de bore d'Innovacera sont parmi les meilleures de l'industrie. Elles sont couramment utilisées pour la pulvérisation de l'or, de l'argent, du platine, etc. Innovacera permet de personnaliser les buses en BN pour chaque application tout en conservant la haute conductivité thermique, la résistance aux chocs thermiques et la non-mouillabilité du matériau.
Innovacera est un nom de confiance dans le domaine de la céramique technique, avec un large répertoire de céramiques en nitrure de bore. Notre expertise, ainsi que les propriétés enviables du BN, permettent de créer les meilleures buses de pulvérisation de l'industrie.
Innovacera est en mesure de fournir une large gamme de céramiques et de nitrure de bore en tant que composants finis. Nos capacités vont des microcomposants de précision fabriqués sur mesure avec des caractéristiques de tolérance très élevées aux grands composants résistants utilisés dans des applications industrielles. En outre, des formes semi-finies standard telles que des tubes, des tiges, des barres, des plaques, des creusets et des sphères sont souvent disponibles dans notre vaste stock.
Veuillez nous contacter en nous donnant tous les détails de vos besoins, y compris des dessins s'ils sont disponibles, et nous les examinerons et vous répondrons avec un devis dans les plus brefs délais.