现代粉末冶金技术概述

现代粉末冶金技术

兰州金川科技园

粉末冶金技术的特点〔优、缺陷〕粉末冶金技术开展史现代粉末冶金技术的特征与开展趋势粉末冶金技术的主要运用课程构造与内容现代粉末冶金技术概略

采用PM技术制备资料/产品的优点：成形体的致密度可控；多孔资料晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析近型成形，原资料利用率高>95%资料组元可控，利于制备复合资料制备难熔金属、陶瓷资料与核资料粉末冶金技术的特点原料粉末成形烧结PMProductionofnotchsegment〔槽型件〕fortrucktransmission90铸造3895粉末冶金28.585冷成形4180锻造4950机械加工8210000100资料利用率/％零件的能耗/MJ·kg-1各种消费工艺的资料的利用率与能耗

采用PM技术制备资料/产品的缺陷：原料粉末价钱较贵〔Fe和Fe粉〕；成形模具本钱高；靠产量规模降低费用；烧结制品剩余孔隙影响性能；氧和杂质含量较高；制备高纯活性金属困难；

公元前3000年以前，古埃及人运用陨铁；公元前2300年左右出现块炼铁技术：固相碳复原铁矿石〔800~1000C〕。经过高温锻焊成各种器件。如公元300年左右印度的DehliPiller,重6吨；我国西汉〔公元前113年〕的刘胜墓出土的错金书刀等。1930年Hoganas公司开场用固相复原法消费海绵铁。粉末冶金技术开展史

块炼铁技术

随后出现Au(300年)、Ag、Cu、Sn(1000年)、Pt粉及Pt块(1800年〕；1910年Coolidge发明电灯W丝，奠定了近代粉末冶金的根底；1914年WC、MoC粉末出现〔德国〕；1927年德国Krupp公司消费硬质合金，导致了金属切削技术的革命；1956年后大量铁基、铝基零件上市；1969年机械合金化技术出现20世纪80年代后，PM制品，如蜗轮引擎零件广泛运用于航空。

技术特征：技术多样性粉末制备、成形、烧结技术多项选择择工艺复杂性手段先进性压机、烧结炉等设备与最新科技结合性能优良性零件复杂性规模扩展性；本钱低廉性现代粉末冶金技术特征与开展趋势NickelSilverGears,CamsandPawls：P/Mpartsusedinafirealarmboxdensity：8.0g/cm3,tensilestrength：234MPa,yieldstrength：MPa，hardness：90HRH.a50%costsavingscomparedtothepriormethodsofmanufacturing–stampingandmachining世界粉末冶金大会获奖零件BevelGear/IndexingRatchetThepartissuppliedasanetshapewithnosecondaryoperations.Itisfabricatedtoatypicaldensityof6.6g/cm3,andhasayieldstrengthof207MPa(30,000psi),anda63HRBtypicalhardness.P/Mreplacedatwo-piecemachinedandweldedassembly,offeringa70%costsavings世界粉末冶金大会获奖零件NeedleDriverandDistalClevisThepartsaremadetoadensityrangeof7.68-7.72g/cm3.Thedistalclevishasa35-38HRChardnessandanelongationof10%.Tensileyieldstrengthis1100MPa(160,000psi).Theneedledriverhasa38-42HRChardnessrangeandanelongationof8%.Thetensileyieldstrengthis1070MPa(155,000psi).Metalinjectionmoldingofferedacostsavingsof90%comparedtoCNCmachiningthepartsfrombarstock世界粉末冶金大会获奖零件SynchronizerRingwithFrictionLiningThepartiswarmcompactedtoadensityofmorethan7.3g/cm3intheteethandmorethan7.1g/cm3intheringbody世界粉末冶金大会获奖零件

开展趋势辐射领域越来越广资料、运用工艺过程的变异粉末直接成形多学科交叉点技术手段、运用领域朝特异性能、规模化、低本钱方向开展粉末冶金技术的主要运用粉末冶金零件市场汽车工业是粉末冶金零件的最大运用市场典型的汽车用粉末冶金零部件MainBearingCapSetVALVESEATANDVALVEGUIDECONNECTINGRODSConnectingRod(fracturesplit)FordMotorCompanyhasalreadyusedmorethan25millionPowderForged(PF)connectingrods；Totalcostsavingsofover20%arereportedPMConnectingrodusedinBMWenginesOILPUMPGEARSSYNCHRONISATIONSYSTEMROCKERARMS2000、2005及2021年国内粉末冶金零件的总需求量,单位/吨国外市场世界粉末冶金零件总产量约为60万吨，我国约占4%，世界上超越1万吨/年的粉末冶金厂家约为12个。国内与国外差距产品程度低在产品精度方面，少数企业尺寸精度可达IS07—8级，形位公差可达8—9级，与国外程度相比低1—2级，但普通企业约相差2—3级。产质量量不够稳定，产品内在分量和外观质量均有较大的差距工艺配备落后多数企业仍采用性能较差的设备、能耗大、效率低、炉温均匀性差，质量不稳定；国内还没有构成一个专业消费粉末冶金模具、模架的企业企业技术经济效益与国外同类企业相比差距较大日本住友电工〔株〕650人，年产粉末冶金零件24000吨，年销售额近2亿美圆，人均年销售额255.4万元人民币；

台湾保来得公司530人，年销售额6210万美圆，人均年销售额97.25万元人民币。宁波粉末冶金厂400人，年销售额1.2亿元，人均年销售额30万元；

扬州保来得公司300人，年销售额1.8亿元，人均年销售额60万元；

国内普通粉末冶金厂人均年销售2万元。

粉末制备技术雾化制粉*复原法机械合金化*气相堆积溶胶凝胶自蔓燃反响合成喷雾热解*纳米资料与纳米构造?课程构造与内容

粉末成形技术放射堆积注射成形*挤压成形粉末锻造粉末轧制温压成形*冷热等静压及特种固结技术爆炸成形

粉末烧结技术微波烧结*反响烧结液相烧结超固相线液相烧结电火花烧结快速原位成形原料：元素粉末、合金粉末成形：热压〔热等静压、挤压...〕冷压〔模压、冷等静压...〕烧结：真空、气氛、外场其它制备技术：复压、精整、熔浸...其它后续处置技术：热处置、机加工...

粉末的根本性质一、根本概念〔一〕名词粉末〔粉末体〕powder〔mass〕：粒度小于1000µm的颗粒的集合体〔包括固体颗粒与颗粒间的孔隙〕粉末颗粒〔particle〕：组成粉末的固体微粒一次颗粒〔单颗粒〕〔singleparticle〕二次颗粒〔secondaryparticle〕颗粒团〔particleagglomerates〕：由单颗粒或二次颗粒依托范德华的作用下结合而成的粉末颗粒，易于分散〔easytodisperse〕团粒：造粒的产物〔二〕粉末颗粒的聚集形状二次颗粒表示图a—单颗粒b—二次颗粒a2—一次颗粒c—晶粒一次、二次颗粒内部都能够存在孔隙a粉末体表示图能够存在一次颗粒、二次颗粒、颗粒团颗粒之间存在孔隙粉末性能简介

〔PowderProperties〕一、根本概念二、粉末性能三、粉末粒度SchoolofMaterialsScienceandEngineeringSchoolofMaterialsScienceandEngineeringSchoolofMaterialsScienceandEngineering〔一〕粉末的化学性能

ChemistryProperty化学性质主要指粉末的化学组成〔chemicalcomposition〕●主要成分〔如铁粉中的Fe〕含量—对粉末性能有决议影响；●化学组成还包括杂质的种类和含量—对粉末性能也有重要影响。●主要粉末的化学组成都有ISO、GB及行业规范规定。SchoolofMaterialsScienceandEngineering粉末中的杂质类型●与主成分结合，构成固溶体或化合物的金属或非金属〔合金元素alloyingelements〕：Fe-C，Fe-Ni，W-Mo，Ti3Al，Ai3Ti，LaNi5〔电池资料〕等。●原料机械夹杂〔mechanicalimpurities〕：主要为非金属类机械夹杂物no-metallicimpurities：Si、Al氧化物、硅酸盐等。●外表吸附物〔chemicaladsorptionandphysicaladsorption〕：水，氧，空气●制粉过程中带进的杂质电解、雾化、气体复原粉末中的C、N、H、O等SchoolofMaterialsScienceandEngineering●机械夹杂物普通提高颗粒硬度，降低粉末压制性能，对资料韧性toughness，特别是冲击韧性impactingtoughness性影响显著。●夹杂物在粉末中的分布形状distribution以及夹杂本身的外形shape对资料的力学性能影响不同●外表吸附物影响颗粒活性，对粉末成形性和烧结性能影响明显。SchoolofMaterialsScienceandEngineering化学成分测定针对不同成分，有多种方法：传统的化学滴定法、熄灭法、溶解法、荧光分析法、能谱分析法等。杂质O含量测定：●氢损值〔可被H复原氧含量测定〕：用氢复原，计算粉末复原前后的分量变化。氢损值=〔A-B〕/〔A-C〕x100%A—粉末〔5克〕加烧舟tray的质量；B—氢气中煅烧后残留remained物加烧舟的质量；C—烧舟的质量●酸不溶物法—ISO-4496〔二〕粉末的物理性能PhysicalProperties颗粒外形及构造〔Particleshapeandstructure〕颗粒大小〔粒度〕及粒度组成比外表积颗粒密度颗粒硬度熔点热学、电学、磁学、光学性质等1.粉末颗粒外形〔Particleshape〕〔1〕颗粒外形与制粉方法和制粉工艺亲密相关，某些特定外形的粉末只能经过特定的方法消费。☻球形粉末-雾化法Sphericalpowders☻多孔粉末-复原法Porouspowders☻树枝状粉末-电解法Dendritepowders☻片状粉末-研磨法Platepowders颗粒外形对粉末的工艺性能以及压坯和烧结体强度有显著影响〔2〕颗粒外形的分类〔定性描画qualitativedescription〕Particleshapeandthesuggestedqualitativedescriptors2.粉末颗粒密度〔Particledensity〕●真密度:粉末资料实际密度D1●有效密度〔比重瓶密度〕：包含闭孔隙在内的密度D2●似密度〔表观密度〕:包含开、闭孔隙在内的粉末密度D3D1=m/〔V-V孔〕=m/〔V-V开-V闭〕D2=m/〔V-V开〕D3=m/VV—颗粒总体积；V孔—孔隙体积；V开、V闭—开、闭孔体积D3<D2<D1颗粒密度测定●真密度D1：〔Truedensity，Thisdensityisdefinedastheratioofmassoftheparticletoitsactualvolumeexcludinginsidepores〕如何确定？●有效密度〔比重瓶密度〕D2：〔Particledensity，Thisisdefinedastheparticlemassdividedbytheparticlevolume,includingtheinsideclosedpores.比重瓶法→Nextpage●似密度〔表观密度，falsedensity〕D3的测定—阿基米德原理〔特殊的处置〕比重瓶法(Pycnometermethod)；Thevolumeofthepycnometerisgenerallyabout2x10-5m-3(20ml),Thefollowingmassesaremeasured:m0:emptypycnometerml:pycnometercontainingliquidms:pycnometerincludingsampleparticlesmsl:pycnometerincludingsampleandliquidρl:theliquiddensityρp:Theparticledensity；●粉末强度愈高,硬度愈高,混合粉末的强度strength比合金粉末的强度低,合金化可以使得金属强化,硬度随之提高；●不同方法消费同一种金属的粉末，显微硬度是不同。粉末纯度purity越高，硬度越低，粉末退火降低加工硬化程度、减少氧、碳等杂质含量后，硬度降低。●硬度反映了粉末的塑性，对粉末的压制性能有重要的影响，模压成形时对模具的寿命影响显著。3.颗粒显微硬度〔Microhardness〕●采用普通的显微硬度计丈量金刚石角锥压头的压痕对角线长，经计算得到的。●制样：先将粉末试样与电木粉或有机树脂粉混匀，在100～200MPa下制成小压坯，然后加热至140℃固化。●压坯按制备粉末金相样品的方法磨制并抛光后，在20～30g负荷下丈量显微硬度。颗粒显微硬度测定FepowdersMicro-hardness，MPaFereducedbynaturalgas1180－1440annealedmilledFe1240－1480Fereducedbysolidcarbon1200－1620AnnealedFe1220－14804.比外表〔Specificsurfacearea〕比外表积：Sw〔m2/g〕指单位质量粉末具有的外表积体积比外表：Sv〔m2/cm3〕指单位体积粉末具有的外表积Fsss—气体透过法测外比外表，测二次颗粒粒径〔50-0.1μm〕BET吸附法丈量比外表积，丈量一次颗粒气体吸附法测比外表根本原理：●利用气体在固体外表的物理吸附测定物质比外表的原理是：丈量吸附在固体外表上气体单分子层的质量或体积，再由气体分子的横截面积计算1g物质的总外表积，即得specificsurfacearea〔克比外表〕。

费歇尔微粉粒度分析仪费氏仪全名是FisherSub-SievingSieve,简写成Fsss,已被许多国家列入规范；计算粒度的原理是根据柯青-卡门方程变换建立的公式古登〔Gooden，Smith〕；用粉末床几何尺寸表示孔隙度：θ：孔隙度W：粉末质量A：试样截面积L：试样长度ρ理：粉末资料实际密度PowdersshouldbeevaluatedfortheirsuitabilityforfurtherprocessingFlowratemeasurestheeasewithwhichpowdercanbefedanddistributedintoadieApparentdensityisthemeasureofapowder’sabilitytofillavailablespacewithoutexternalpressureCompressibilityistheeffectivenessofappliedpressureGreenstrengthisusedtodescribethestrengthofthepressedpowderaftercompacting〔三〕粉末工艺性能〔technicalfeatures〕1.松装密度apparentdensity和振实密度tappingpacking〕density〔1〕松装密度apparentdensity●定义:粉末在自然充填容器时，单位体积内自在松装粉末体的质量g/cm3●意义:自动压制〔automaticpressing〔compaction〕，容积法装料，决议装料高度，阴模高度等●影响要素:particleshape，particlesizeanddistribution，surfaceconditions，……粒度:粒度小，松装密度小MeanparticlesizeofWhasanotableeffectonapparentdensityFsssD平均µmD松FsssD平均µmD松g/cm3g/cm31.202.166.854.402.472.5226.0010.20影响粉末松装密度的要素b.颗粒外形：外形复杂，松装密度小，松装密度从大到小陈列：球形粉＞类球形＞不规那么形＞树枝形spherical-similarspherical-irregular-dendriticc.外表粗糙度d、粒度分布Particlesizedistribution☻细粉比例添加，松装密度减小;☻粗粉中参与适量的细粉，松装密度增大;球形不锈钢粉-100＋150〔%10080604020－325〔%〕20406080100d松4.95.24.84.64.3粉末松装密度测定〔GB1478-84、GB5060-85〕ThebasiccomponentsoftheHallflowmeterandScottvolumeterformeasuringtheflowandpackingofpowders〔2〕振实密度tappingpacking〕density与粉末体中的孔隙●粉末装于容器内，在规定条件下，经过振动敲打后测得的粉末密度●振动使粉末颗粒堆积严密，但粉末体内仍存在大量的孔隙pores。空隙体积与粉末体的表观体积之比的百分数称为孔隙度Porosity〔θ〕●粉末体中的孔隙包括poresintheparticlesandbetweentheparticles；●ρ—松装密度，ρ理—资料的theoreticaldensity实际密度或颗粒真密度truedensity，与粉末体孔隙度θ的关系：θ＝1－ρ/ρ理●ρ/ρ理称为粉末体的相对密度relativedensity，用d表示，其倒数，β＝1/d称为相对体积relativevolume。孔隙度porosity与相对密度和相对体积的关系为：θ＝1－d和θ＝1－1/β●粉末体的孔隙度或密度是与颗粒外形、颗粒的密度和外表形状、粉末的粒度和粉末组成有关的一种综合性质。Porosityordensityisasimultaneousparameterrelatedtoparticlesizeanddistribution，shape，surfacefeature。●由大小一样的规那么球形颗粒组成的粉末的孔隙度时，θ＝0.476，最松散的堆积〔packing〕；θ＝0.259，最严密的堆积〔packing〕●假设颗粒的大小不等，较小的颗粒填充到大颗粒的间隙中，孔隙度将降低；●颗粒外形影响孔隙度，外形越复杂，孔隙度越大；2.流动性Flowability〔流速〕●定义：一定量粉末(50g)流经规范漏斗所需的时间：sec./50gram●意义：反映压制时粉末充填模腔的才干●影响要素:颗粒间的摩擦frictionbetweentheparticles☻外形复杂，外表粗糙，流动性差☻实际密度添加，流动性添加☻粒度组成：流动性差●Flowability也采用前述测松装密度的漏斗unnel来测定。规范漏斗tunnel〔又称流速计〕是用150目金刚砂粉末，在40s内流完50g来标定。●还可采用粉末自然堆积角naturalangleofrepose实验测定流动性〔粉末经过一粗筛网sieve自然流下并堆积在直径为1in.的圆板上〕，当粉末堆满圆板后，以粉末锥的高度衡量流动性。●粉末锥的底角称为naturalangleofrepose。锥越高或自然堆积角越大，那么表示粉末的流动性越差；反之那么流动性越好。●流动性与粉末密度有关：假设粉末的相对密度不变，颗粒密度越高，流动性越好；颗粒密度不变，相对密度增大会使流动性提高;例：球形Al粉，虽然相对密度较大，但由于颗粒密度小，流动性仍比较差。●流动性受颗粒间粘附adhesion作用的影响：颗粒外表吸附水分、气体,参与成形剂(binder)减低粉末的流动性。●Flowability直接影响压制过程自动装粉和压件密度的均匀性：是自动压制工艺中必需思索的重要工艺性能。制粒工序〔团粒〕—改善流动性。3.压制性Compactingability，Compactability〕压制性是紧缩性和成形性的总称compressibilityandformability〔1〕紧缩性Compressibility●定义:粉末被压紧的才干，表示方法是：一定压制条件下粉末压坯的密度〔greendensity〕〔在规定的模具和光滑条件下加以测定，用在一定的单位压制压力〔500MPa〕下粉末所到达的压坯密度表示〕●意义:压坯密度对最终烧结密度有重要影响，进而影响烧结体性能。●影响紧缩性要素:a.粉末hardening加工硬化，紧缩性能差b.irregularpowder：poorcompressibilityc.密度减少时〔空隙添加〕，紧缩性差d.碳、氧和酸不溶物含量的添加，紧缩性变差凡是影响粉末密度的要素都对紧缩性有影响〔2〕成形性Formability●定义:压制后，粉末压坯坚持外形的才干。用压坯强度表示●意义:压坯加工才干，加工外形复杂零件的能够性●影响要素：颗粒之间的啮合与间隙a.irregularshape，颗粒间衔接力强,成形性好b.smallerparticle，softpowder，goodformability,成形性和紧缩性矛盾：成形性好的粉末紧缩性差紧缩性好的粉末成形性差必需综合思索紧缩性和成形性三、粉末粒度及其测定particlesizeandmeasurement〔一〕粒度及其分布〔Particlesizeanddistribution〕1.根本概念：●粒度Particlesize：以mm或μm的表示的颗粒的大小称颗粒直径，简称粒径或粒度。●粒度分布Particlesizedistribution：由于组成粉末的无数颗粒普通粒径不同。具有不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量称粉末的粒度组成，又称粒度分布sizedistribution。●粒度对单颗粒而言，而粒度组成那么指整个粉末体。但是通常说的粉末粒度包含有粉末平均粒度的意义，也就是粉末的某种统计性平均粒径〔对粉末体也可称粒度，但是指平均粒度〕。级

别平均粒径范围，μm级

别平均粒径范围，μm粗粉

150～500

极细粉0.5～10

中粉40～150

超细粉＜0.1

细粉10～40

粒度级别的划分粉末的粒度和粒度组成直接影响其工艺性能，从而对粉末的压制过程以及最终产品的性能产生很大影响。2.粒径基准●用直径表示的颗粒大小称粒径。规那么粉末颗粒可以直接用球的直径或投影圆的直径来表示粒径—最简单和最准确。●近球形、等轴状颗粒，用最大长度方向的尺寸代表粒径，误差也不大。●大多数粉末颗粒，外形不对称，仅用一维几何尺寸不能准确表示颗粒真实的大小，最好用长、宽、高三维尺寸的某种平均值来度量。几种粒径基准：〔1〕几何学粒径dg：用显微镜按投影几何学原理测得的粒径称投影径。●二轴平均径：●三轴平均径：●加和〔调和〕平均径：●几何平均径：●体积平均径：〔2〕当量粒径de用沉降法、离心法或水力法等测得的粉末粒径。物理意义：与被测粉末具有一样沉降速度且服从斯特克斯定律的同质球形粒子的直径。●体积当量径volumeequivalentdiameter如V粉(体积)=V球(体积)；D粉=D球；V球=〔/6〕d3球d球=(6V/)1/3=d粉测出粉末体积,可以换算出粉末的颗粒粒径；●面积当量径areaequivalentdiameter当S粉(投影面积)=S球(投影面积),D粉=D球S球=〔/4〕d2圆d圆=〔4/〕s1/2圆=d粉〔3〕比外表粒径dsp利用吸附法、透过法和润湿热法测定粉末的比外表，再换算成具有一样比外表值的均匀球形颗粒的直径，称为比外表积〔4〕衍射粒径dsc对于粒度接近电磁波波长的粉末，基于光与电磁波(如X光等)的衍射景象所测得的粒径称为衍射粒径。3.粒度分布基准〔1〕个数基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒粉占全部颗粒总数中的个数表示，又称频度分布；〔2〕长度基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒总长度占全部颗粒的长度总和中的多少表示；〔3〕面积基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒总外表积占全部颗粒的外表积总和中的多少表示；〔4〕质量quantityrule基准分布:以每一粒径间隔内的颗粒总质量占全部颗粒的质量总和中的多少表示。4.平均粒度meanparticlesize算术平均径

n—粉末中具有某种粒径的颗粒数长度平均径d—个数为n有颗粒径体积平均径—颗粒密度面积平均径Sw—粉末克比表面体面积平均径K—粉末颗粒的比形状因子重量平均径比表面平均径5.粒度分布Particlesizedistribution根本概念：●频度:第i级粉末颗粒数与总颗粒数之比100%第i级粉末分量数与总分量数之比100%第i级粉末体积数与总体积数之比100%

●相对频度：单位尺寸(微米)上的频度数relativefrequency例如：１０-１５微米总颗粒数占总颗粒数的３０％，具有１０-１５微米粉末颗粒的频度值为３０％，相对频度＝３０％／〔１５-１０〕＝６％●粒度分布曲线 以颗粒数或颗粒频度对平均粒径所作的粒度分布曲线称为频度分布曲线，曲线峰值所对应的粒径称为多数径．ｆｉ＝〔nｉ／Ｎ〕ｘ１００％以颗粒数nｉ和频度数ｆｉ对平均粒径作图，可以得到直观的粒度分布曲线和频度分布曲线．由于该横坐标horizontalaxial取值以一个单位计算ｕ=1，固这一频度分布曲线又称为相对频度分布曲线relativefrequencydistributioncurve，二条曲线重合．ｆｉ＝ｆｉ／ｕ累积分布曲线：将各种粒级粉末个数或百分数逐一相加累积并做图，可以得到累积分布曲线，分布曲线对应５０％处称为中位径，当思索累积分布曲线中粒径小于某个粒度的粉末占总体粉末的百分率时，这种累计为负累计negativeaccumulateddistributioncurve.也可知道大于某个粒级的粉末占总粉末的百分率，称正累计positiveaccumulateddistributioncurve．CurveofparticlesizedistributionFrequencydistributionCommonparticlesizedistributionsTheparticlesizedistributionsshownonfourdifferentbases;frequencyversuslinearparticlesize,andcumulativefrequencyversuslogparticlesize,etc.思索题：某粉末粒度组成数据如下：0～5μm5～10μm10～15μm15～20μm 37(颗粒数) 37 49 7220～25μm25～30μm30～35μm35～40μm 108 164 121 9340～45μm45～50μm＞50μm 62 40 19做粒度分布曲线、正累积分布曲线、负累积分布曲线，确立中位径，计算平均粒径。〔二〕粒度测定〔Particlesizemeasurement〕Typicalmethodstodetermineparticlesize粒径基准方法名称测量范围，μm粒度分布基准几何学粒径筛分析光学显微镜电子显微镜＞40500～0.210～0.01质量分布个数分布同上

当量粒径重力沉降离心沉降50～1.010～0.05质量分布同上比表面粒径气体吸附气体透过20～0.00150～0.2比表面积平均径同上光衍射粒径光衍射X光衍射10～0.0010.05～0.0001体积分布体积分布

现代粉末冶金技术制粉技术1.在不同形状下制备粉末的方法1.1在固态下制备粉末的方法〔1〕从固态金属与合金制取金属与合金粉末的有机械粉碎法和电化腐蚀法；〔2〕从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的复原法；〔3〕从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取金属化合物粉末的复原－化合法。粉末制备技术1.2在液态下制备粉末的方法〔1〕从液态金属与合金制取金属与合金粉末的雾化法；〔2〕从金属盐溶液置换和复原制金属、合金以及包覆粉末的置换法、溶液氢复原法；从金属熔盐中沉淀制金属粉末的熔盐沉淀法；从辅助金属浴中析出制金属化合物粉末的金属浴法；〔3〕从金属盐溶液电解制金属与合金粉末的水溶液电解法；从金属熔盐电解制金属和金属化合物粉末的熔盐电解法。粉末制备技术1.3在气态下制备粉末的方法〔1〕从金属蒸气冷凝制取金属粉末的蒸气冷凝法；〔2)从气态金属羰基物离解制取金属、合金粉末以及包覆粉末的羰基物热离解法；〔3〕从气态金属卤化物气相复原制取金属、合金粉末以及金属、合金涂层的气相氢复原法；从气态金属卤化物堆积制取金属化合物粉末以及涂层的化学气相堆积法。粉末制备技术从本质过程看，现有制粉方法大体可归纳为两大类，即机械法和物理化学法。机械法是将原资料机械地粉碎，而化学成分根本上不发生变化；物理化学法是借助化学的或物理的作用，改动原资料的化学成分或聚集形状而获得粉末的。粉末的消费方法很多，从工业规模而言，运用最广泛的是复原法、雾化法和电解法；而气相沉淀法和液相沉淀法在特殊运用时亦很重要。表1-1为制取粉末的一些方法。一、粉末制备技术表1-1粉末消费方法一、粉末制备技术续表1-1一、粉末制备技术雾化制粉技术概略商业化的粉末雾化技术雾化粉末特性粉末雾化模型及机制概略粉末雾化概念Thedispersionofamoltenmetalintoparticlesbyarapidlymovinggasorliquidstreamorbymechanicalmeans分类：按破碎方式：双流雾化〔气、水、油〕；真空雾化；旋转电极雾化、机械力雾化〔旋转盘、轧辊〔roller)、旋转杯〔spinningcup))商业化粉末雾化技术双流雾化：水雾化：来源：1872年Marriott〔英国〕发明蒸汽熔化金属并雾化；1950’s英国PMLtd.发明雾化喷嘴，制备有色金属；1954英国B.S.A.CoLtd和瑞典Hoganas消费水雾化铁粉自在落体式〔Free-fallmode)水雾化雾化喷嘴环缝式喷嘴〔annularringnozzle)分别式喷嘴〔discretemultiplenozzles)水雾化影响参数工艺特性：水雾化工艺条件

粒度分布：10~300um；冷却速度：103~105C油雾化1980’sSumitomoMetals发明，主要用来制备低氧含量粉末。优点：杂质含量低：O(<0.01%)缺陷：C含量不易控制；多消费高碳钢粉末粉末粒度：~70um气雾化1920’s发明空气雾化，二战期间德国开场采用双流空气雾化消费钢粉工艺安装可利用水雾化的自在落体式，但多采用限制式，能量利用率高；喷嘴可采用环缝式和分别式。气雾化制粉的根本工艺条件粉末粒度：50~300um真空雾化含过