Sprühformen ist ein Metallumformprozess, bei dem geschmolzenes, zerstäubtes Metall auf ein rotierendes Substrat gesprüht wird, um einen Metallbarren oder -knüppel zu bilden. Die hohe Erstarrungsgeschwindigkeit des Prozesses führt zu einem wohldefinierten Gefüge. Das Verfahren erzeugt zu einem Bruchteil der Kosten ähnliches Material wie die Pulvermetallurgie. Je nach Substratform sind Knüppel oder Stäbe unterschiedlicher Form möglich. Das Verfahren ist auf eine Vielzahl von Legierungen anwendbar.
Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften werden Metalle seit Jahrtausenden von der Menschheit bei der Herstellung von Geräten, Werkzeugen, Gefäßen und verschiedenen Ausrüstungsgegenständen oder Waffen manipuliert. Moderne Werkzeuge und Instrumente benötigen Metallteile, die fest zusammenpassen und sich leicht gegeneinander bewegen. Darüber hinaus müssen diese Präzisionsteile eine hohe Festigkeit und Härte aufweisen, die von der Mikrostruktur des Vollmetalls abhängen.
Durch sorgfältige Kontrolle des Sprühformungsprozesses können die Tröpfchengröße, -form und -zusammensetzung manipuliert werden, um die gewünschten Oberflächeneigenschaften zu erzeugen. Zum Beispiel sind Karbide, Kohlenstoff-Metall-Verbindungen, ein wesentlicher Faktor für die Endhärte von Stahl, der in Umgebungen mit hoher Belastung, wie im Weltraum oder unter Wasser, verwendet wird. Bei der mikroskopischen Untersuchung von Stahlgussblechen werden Karbidkristalle als lange Ketten gesehen, die die Sprödigkeit des Endprodukts erhöhen. Die meisten dieser Carbide sind Chromverbindungen. In ähnlichen sprühgeformten Stahlblechen sind die Karbide kleiner, gleichmäßig verteilt und bestehen aus Vanadium, einem stärkeren Metall.
Sprühformen ist kostengünstiger als Pulvermetallurgie. Bei dieser alternativen Technologie wird das Pulver zuerst nach einer von mehreren Techniken hergestellt. Dann wird das Pulver gemischt, in einer Form kompaktiert und in einem Ofen gesintert. Das Sintern ermöglicht eine langsame Koaleszenz der Partikel, während sie schmelzen und zusammenlaufen. Das Kornwachstum ist mikroskopisch. Die Pulvermetallurgie erzeugt sehr dichte, starke Materialien.
Sprühgeformte Produkte sind ebenfalls sehr dicht, erfordern jedoch zwei Verarbeitungsschritte. Die Legierung wird geschmolzen, durch eine Düse zerstäubt und trifft auf das Substrat. Durch Kühlen des Stickstoffgases, das im Gegenstrom zu den Tröpfchen geblasen wird, werden die Tröpfchen getrennt und getrennt gehalten, kühlen jedoch schneller ab. Die Segregation der Metalle der Legierung wird verzögert, indem die Tröpfchen nicht vermischt werden. Die Tröpfchen werden beim Auftreffen auf das Substrat teilweise geschmolzen; in der Pulvermetallurgie liegt das Metall in fester Partikelform vor.
Das Spritzformverfahren wurde als Osprey-Verfahren weiterentwickelt, einer marktreifen Methode für hochfeste Stähle. Eine Variation des Verfahrens, das Spraycast-X™-Verfahren, ermöglicht die Herstellung von Legierungen auf Nickelbasis, die für Gasturbinentriebwerksteile robust genug sind. Die Kosten werden auch reduziert, da weniger Altmetall entfernt werden muss, um das endgültige Teil zu bilden.