鎳粉/鎢粉/鈷粉等
有色金屬冶煉
目前工業(yè)生產(chǎn)粉末的方法達(dá)數(shù)十種,但就生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)質(zhì)分析,主要分為機(jī)械法和物理化學(xué)法兩大類(lèi),既可從固、液、氣態(tài)金屬直接細(xì)化獲得,又可從其不同狀態(tài)下的金屬化合物經(jīng)還原、熱解、電解轉(zhuǎn)變制取。難熔金屬的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或還原一化合方法制取。因制取方法不同,同一種粉末的形狀、結(jié)構(gòu)和粒度等特性常常差別很大。
不同方法生產(chǎn)的金屬粉末形狀
金屬粉末生產(chǎn)方法的選擇取決于原材料、粉末類(lèi)型、粉末材料的性能要求和粉末的生產(chǎn)效率等。隨著粉末冶金產(chǎn)品的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,對(duì)粉末顆粒的尺寸形狀和性能的要求越來(lái)越高,因此粉末制備技術(shù)也在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新,以適應(yīng)顆粒尺寸和性能的要求。
機(jī)械物理法
機(jī)械法是借助于機(jī)械外力將金屬破碎成所需粒徑粉末的一種加工方法,該方法制備過(guò)程中材料的化學(xué)成分基本不變。目前普遍使用的方法是球磨法和研磨法,其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量大,可以制備一些常規(guī)方法難以得到的高熔點(diǎn)金屬和合金的超細(xì)粉末。
球磨法
機(jī)理:球磨法主要分為滾動(dòng)球法和振動(dòng)球磨法。該方法利用了金屬顆粒在不同的應(yīng)變速率下產(chǎn)生應(yīng)變而破碎細(xì)化的機(jī)理。
應(yīng)用:此方法主要適用于Sb、Cr、Mn、Fe-Cr合金等粉末的制取。
優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是可連續(xù)操作,生產(chǎn)效率高,適用于干磨、濕磨,可以進(jìn)行多種金屬及合金的粉末制備。缺點(diǎn)是對(duì)物料的選擇性不強(qiáng),在粉末制備過(guò)程中分級(jí)比較困難。
研磨法
機(jī)理:研磨法是將壓縮氣體經(jīng)過(guò)特殊噴嘴后,噴射到研磨區(qū),從而帶動(dòng)研磨區(qū)內(nèi)的物料互相碰撞,摩擦成粉;氣流膨脹后隨物料上升進(jìn)入分級(jí)區(qū),由渦輪式分級(jí)器分選出達(dá)到粒度的物料,其余粗粉返回研磨區(qū)繼續(xù)研磨,直至達(dá)到要求的粒度被分出為止。
應(yīng)用:被廣泛地應(yīng)用于非金屬、化工原料、顏料、磨料、保健藥品等行業(yè)的超細(xì)粉碎中。
優(yōu)缺點(diǎn):由于研磨法采用干法生產(chǎn),從而省去了物料的脫水、烘干等工藝;其產(chǎn)品純度高、活性大、分散性好,粒度細(xì)且分布較窄,顆粒表面光滑。但研磨法也存在設(shè)備制造成本高,在金屬粉末的生產(chǎn)過(guò)程中,必須使用連續(xù)不斷的惰性氣體或氮?dú)庾鳛閴嚎s氣源,耗氣量較大,只適合脆性金屬及合金的破碎制粉等不足。
霧化法
機(jī)理:霧化法一般是利用高壓氣體、高壓液體或高速旋轉(zhuǎn)的葉片,將經(jīng)高溫、高壓熔融的金屬或合金破碎成細(xì)小的液滴,然后在收集器內(nèi)冷凝而得到超細(xì)金屬粉末,該過(guò)程不發(fā)生化學(xué)變化。霧化法是生產(chǎn)金屬及合金粉末的主要方法之一。霧化的方法很多,如雙流霧化、離心霧化、多級(jí)霧化、超聲霧化技術(shù)、緊耦合霧化技術(shù)、高壓氣體霧化、層流霧化、超聲緊耦合霧化和熱氣體霧化等。
應(yīng)用:霧化法通常應(yīng)用于Fe、Sn、z不Pb、Cu等金屬粉末的生產(chǎn),也可用于制取青銅、黃銅、碳鋼、合金鋼等合金粉末的生產(chǎn)。霧化法滿(mǎn)足3D打印耗材金屬粉末的特殊要求,圖3為德國(guó)某廠(chǎng)家不銹鋼粉末的微觀結(jié)構(gòu)。
優(yōu)缺點(diǎn):霧化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生產(chǎn)成本低以及適應(yīng)多種金屬粉末的生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),已成為高性能及特種合金粉末制備技術(shù)的主要發(fā)展方向,但霧化法具有生產(chǎn)效率低,超細(xì)粉末,的收得率不高,能耗相對(duì)較大等缺陷。