金属粉末的生产课件

1、金属粉末的生产之1粉末冶金技术固体碳还原法电解法制粉双流雾化法机械粉碎法物理化学法：氧化还原、电解、由溶液沉淀、热离解、由盐溶液沉淀、由气体沉淀、氢化物分解、化学脆化法、铝热反应、金属粉末的电沉积机械法：雾化法、旋转电极法、超速凝固法、脆性与延性材料的研磨粉末制备技术分类固体碳还原法 固体碳还原金属氧化物时，还原反应体系中存在下列反应平衡：Fe粉、W粉固体碳还原Fe粉应用最广泛的制Fe粉方法成本低还原过程：CO间接还原当温度高于570时当温度低于570时CO间接还原固体C直接还原当温度高于570时当温度低于570时固体C直接还原Hgans海绵铁工艺过程 矿石磁选机焦炭石灰石回转干燥器焦炭破碎机

2、混合料斗隧道窑装料卸料筛分磁选合批包装退火炉混合包装包装破碎Hgans工艺流程图焦炭还原铁鳞的设备工艺过程隧道窑铁鳞储料斗装料机粉碎机磁选机干燥机取样机粗粉碎机细粉碎机还原炉称量机合批机包装机成品铁粉分级机磁选机粉碎机磁选机分级机分级机干燥机粉碎机储料斗焦炭、石灰石回转窑直接还原铁粉电解法制粉水溶液电解：铜、镍、银、铁、锡 熔盐电解 ：难熔稀有金属有机电解质电解液体金属阴极电解氢气还原W粉黄色相WO3(易挥发)蓝色相WO2.90紫色相WO2.72褐色相WO2氢气还原W粉W粉颗粒细化还原法影响W粉粒度和纯度的因素原料（含水量、杂质量）氢气（湿度、流量）温度、时间、料层厚度添加剂（Re、Li、K、

3、Na）电解法制粉特点 工艺流程简单，投资少可利用半成品和废料作原料产品纯度高压制性较好可以生产超细粉末耗能大，效率较低，成本较高，有环境污染水溶液电解基本原理水溶液电解生产铜装置示意图 电解的定量规律m 析出物质数量(g)g电化当量I电流强度(A)t电解时间（h)W相对原子质量n原子价成粉条件电解Cu粉工艺过程CuSO4Pb阴极Cu阳极粉末沉淀物刷、洗、过滤还原研磨过筛铜粉电解Cu粉经济指标 电流效率:一定电量电解出的产物实际重量与理论上应电解出的产物重量之比电能效率:在生产过程中生产一定质量的物质，在理论上所需的电能与实际消耗的电能之比 影响粒度和电流效率的因素 电流密度电解温度搅拌速度 刷

4、粉周期 金属离子浓度酸度（H+浓度） 添加剂 电解铜粉在低温、低湿度、洁净空气中氧化形成钝化膜雾化法制粉属机械制粉法应用广泛，生产规模仅次于还原法可以制备Pb、Sn、Al、Cu、Ni、Fe等金属粉末，也可以制备青铜、黄铜、合金钢、高速钢、不锈钢等预合金粉末雾化法制粉雾化法制粉雾化机理双流雾化法用高速气流或高压水流击碎金属液流。双流雾化形式平行喷射垂直喷射互成角度喷射V型喷射锥型喷射旋涡环行喷射双流雾化形式双流雾化喷嘴结构气雾化生产铁粉工艺流程焦炭喷嘴漏包前床化铁炉废钢过滤机水力旋涡分离器泵聚粉器双锥混料机中间料仓料斗干燥机研磨机还原炉合批器筛子成品料仓气雾化设备水雾化生产铁粉工艺流程合金元素喷

5、嘴漏包浇包电炉废钢过滤机水力旋涡分离器泵聚粉器退火炉中间料仓干燥机合批器筛子成品料仓料桶水雾化设备双流雾化参数熔融金属过热度约75150；单孔漏嘴典型金属流速约为4.54.9kg/min；在水速70230m/s和压力5.521MPa下，通常水流速度为110380L/min；在气体压力3509400kPa下，通常气体流量为114m3/min，气体速度可能为20m/s超音速。双流雾化粉末性能水雾化粉末形状一般很不规则，表面含氧量较高气雾化粉末形状一般近于球形，若用惰性气体雾化，氧含量较低粉末形状机械粉碎法靠压碎、击碎、磨削等作用将金属或合金机械地粉碎成粉末既是一种独立的制粉方法，有时又是某些制粉方

6、法的补充工序机械粉碎法压碎：碾压、辊轧、颚式破碎等（碾压机、双辊滚碎机、颚氏破碎机）击碎和磨削：球磨、棒磨等（球磨机、棒磨机、振动球磨机、搅动球磨机）机械粉碎法机械粉碎法低成本、高产量、工艺简单一般适用于制备脆性材料的粉末颗粒形状不规则，尺寸不均匀 球磨机机械粉碎法的应用粉碎脆性金属和合金粉碎经处理后具有脆性的金属和合金粉碎塑性金属和合金用旋涡研磨、冷气流研磨等方法真空雾化法旋转盘雾化法旋转电极法超速凝固法粉末冶金技术 第三讲金属粉末的生产之2真空雾化（溶气雾化）美国均质金属公司发明的一种工业性的间歇生产方法。原理：在压力作用下，使气体过饱和的熔融金属突然暴露于真空中，气体膨胀并从溶液中析出，

7、同时使液体金属雾化。设备示意图用可溶性和/或非反应性气体饱和 的熔融金属浴生产粉末。使用双原子气体（氢气）， 可以进一步强化雾化效果。Ni、Cu、Fe、Co、Al基合金 可用氢气真空雾化。真空雾化设备优点与应用金属液流速高；设备结构简单；不易污染；晶粒细，粒度均匀。燃气涡轮盘、叶轮、叶片；高合金成分；注射成形形状复杂零件 。粉末特性粉末呈球形，有少量颗粒粘有小卫星颗粒，洁净、纯度高。振实密度6572%。冷却速率高，有蜂窝状或微晶组织。旋转盘雾化使熔融液流冲撞在快速旋转的园盘表面，将液体金属机械雾化。是离心雾化的一种形式。可用氦气流吹射飞出的 颗粒来加强冷却。 颗粒特性及其应用 颗粒球形，园盘转

8、速增加粒度减小，冷却速度104106/s数量级。颗粒约为10m时达107/s。应用：大部分粉末用于航天发动机零件。旋转电极法1974年首先由美国核金属公司开发成功金属棒绕纵轴线高速旋转，末端被熔化，熔融金属被离心抛出，并形成液滴，凝固为球形粉末颗粒。典型装置以氦气作介质冷却速度: 10104/s短金属棒89mmL250mm长金属棒63.5mmL1830mm旋转电极法自耗电极高速旋转(1500025000r/min)粉末纯度高等离子旋转电极雾化制粉法(PREP)电子束旋转盘雾化制粉法(EBRD)粉粒粉末的应用航天发动机零件复印机粉末碳黑的载体人体植入物超(快)速凝固法 高速度冷却金属液体，抑制材料中原子的运动或扩散，以获得高化学均匀性或亚稳相。超速凝固法快速凝固工艺冷却金属液