粉体成型工艺ppt课件

，粉末成形定义了微细颗粒粉末被水浸湿后，被外力加工成一定大小和形状的块状物体的过程。2粉末成型，1，功能，使粉末具有一定大小和形状的块状物体成型产品的机械强度，确保在工艺过程中产品的输送和进一步加工时不会破坏大小和形状；产品进一步加工的优良加工性能，2，成型是中间环节，原料性能不同，产品用途不同，粉末成型方法也不同。根据外力的应用方式，分割：滚动，压力成型取决于润湿度。半干(材料水分5%左右)塑料(材料水分15%左右)灌浆(材料水分40%左右)，2.1粉末成型的基本方法，3，定义滚动成型是半干成型，将粉末材料弄湿，在不断滚动的过程中，机械力和摩西力共同作用成型。2.1.1辊成型，4，说明：在冶金行业的球团生产中，辊成型是在粒度约为- 0.075mm的细磨精矿中制造9-15mm的球团；在烧结生产中，轧辊成型是为了提高烧结过程的透气性，方法是在0-10mm粉末矿石中，将细微的颗粒附着在经过颗粒的颗粒上。5，滚动成型设备和工艺原理主要设备盘球机和气缸球机(或造粒机)工艺原理相同：球机旋转，材料因球机内壁摩擦上升到一定高度，材料因重力向下滚动，材料滚动到球的下部时，由球机内壁摩擦上升循环，材料因水的作用相互粘合而形成，6，其他点：圆盘具有自动分级功能，成型球的粒度更均匀。圆柱体去除的球的粒度差异是球制作设备，球必须经过筛选，不合格的球返回到圆柱体制造机；用造粒装置，排出的颗粒直接进入下一道工序。7，定义压制成型通过机械压力和模型将粉末加工成规定大小和形状的过程，广泛用于粉末冶金、耐火材料、建筑材料、蜂窝煤生产等行业，也可用于小型冶金原料预处理过程。2.1.2压制成型，8，压制成型方法机械压制成型塑料成型注浆等静压成型振动成型冲压成型对辊成型等，9，机械压制成型机械压制成型方法是目前耐火材料生产中最常用的成型方法。该方法采用压砖机和钢模压制粉末。机器成型通常指水分含量为4%-9%的半干成型方法，因此也称为半干成型。本法常用的设备包括摩擦砖机、杠杆砖机、液压机等。10，机械压力成型机压力成型过程的本质是材料中的颗粒密度大，空气排出，形成致密毛坯的过程。机械加压成型的产品密度高，强度高，干燥收缩和塑性收缩少，易于控制产品尺寸，这种方法在耐火材料生产中占主要位置。11，塑料成型法定义了用塑料的泥浆制造产品的方法，其含水量大于16%。成型工艺将预制材料放入挤压机，挤出泥浆，加工成所需大小，然后用压力机压制坯料，使材料具有规定的大小和形状。缺点坯料水分多，砖强度低，外形尺寸不准确，干燥过程复杂，收缩率达10%以上。12，灌浆定义了将泥浆注入石姑妈德尔，模型将水吸出，形成毛坯的方法。灌浆由中空浇注、实心浇注、压力浇注、离心浇注、真空浇注等组成，中空浇注方式是最重要的浇注方法。13，灌浆中空铸造的特性石膏模具没有芯，因此也称为单面铸造或单面吸力。泥浆注入石膏模型后，在中空内壁形成坯的外形，适用于薄壁中空产品。在固体铸造的特征石膏模具型腔中放置一个或多个型芯，形成注入的内部表面，因此也称为双面铸造或双面吸力，适用于壁厚的大型或外形复杂产品。14，灌浆成型的特点是泥浆水分一般在40%左右，主要用于中空壁薄高级耐火材料和特殊耐火材料的生产，在陶瓷行业，灌浆成型是适应力大，生产效率高的成型方法。形状复杂、不规则或薄轮胎等产品都可以用注浆成型法制作。15、等静压成形法应用帕斯卡的原理，并定义了依靠高压液体或气体在粉末各个方向施加等压成型的方法。常用的压力传递介质是液体。这两种液体作为压力传递介质，因为制动油或无水甘油的压缩性很低，几乎所有的压力都可以传递到弹性模具。16，等静压成型的特点是粉末部分均匀，压力高，结果产品密度高，均匀，塑性过程中的变形和收缩等明显减少，一般成型中不会出现因密度差异引起的应力引起的塑性裂纹。17、等静压成型方法可根据压力介质和成型温度分为冷等静压成型方法(介质为常温液体)和热等压成型方法(介质为气体，压力与加热同时进行)。通常称为等压成形法，是指冷等压成形法。18，振动成形法定义了利用振动作用成型粉末的方法。适用于形状复杂、规模大的产品，也适用于密度大的项目。此方法常用于容易水合的材料，例如焦油白云石、焦油氧化镁等，因为成型时材料不会受损。19，振动成形法的原理是，在材料高频率(通常为3000-12000次/分钟)的振动下，粒子相互碰撞，动摩擦代替粒子间的静摩擦，粉末变成具有流动性的粒子，通过自重和外力逐渐形成堆积密度的产品。特征粒子具有三维空间的活动性，粒子密集，填满模型的各个角落，将空气推出去。即使在很小的单位压力下，也能得到密度高的产品。20，冲压成形法定义了通过手动、气动或电动冲压成型粉末的方法。冲压成型方法通常用于成型复杂、体积大的产品。捣固成型的粉末水分大部分控制在4%6%的范围内，粉末的临界颗粒度比机器压制成型大，有助于提高毛坯的密度。21，挤压成型定义了强力挤压塑料粉末，通过孔成型进行挤压成型和塑料成型都采用塑料粉末，两者的区别在于挤压成型需要强力挤出机，更多地用于特殊耐火材料的生产。特殊耐火材料的原料大部分是不毛之地，没有可塑性。挤出成型之前，一般加入明胶、工业糖浆、羧甲基纤维素、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇等有机增塑剂或粘结剂。22，轧辊成型广泛应用于氮肥行业煤球生产，立式罐锌精炼集团等吞吐量小的工艺。压力组使用滚筒压力机。烟台矿山的成型压力、类型及大小等直接影响烟台矿石的强度、年代效率及蒸馏效率。23，2.2水在成型过程中作用时，粉末材料的特性分散度大，表面积大的表面能量大。从热力学的角度来看，高表面能是粉末成形的原动力。如果表面分子处于不平衡力场中，则在与周围介质(气体或液体)接触时，粒子表面将显示电荷，并且在粒子表面的空间中形成电场。24，粉末材料的水分存在形式干燥固体颗粒与水接触时，电场范围内的极性水分子吸附在粒子表面，依次形成吸附水、膜水；水分进一步增加，粉末中就形成了摩西水。水分使粉末颗粒相互靠近，粘合，完成外力作用下的粉末成型。，25，粒子表面极化水分子排列和电分子力分布，26，2.2.1吸附水的特性和作用，1)吸附水的形成粉末粒子表面电荷，静电的重力作用下，具有偶极结构的水分子被吸附在固体粒子表面，形成吸附层，粒子表面多余能量因湿热释放而减少。27，吸附水的形成内-将粒子放入水中或决定将水放入粒子，干燥的粒子与潮湿的大气接触时吸附大气中的气体水分子。相对蒸气压极低时，粒子表面的离子和水的偶极分子之间的静电形成单分子层吸附，这种吸力的作用半径可能约为1(10-10米)或更大。28，在粒子表面超过水分子直径的地方吸附的多水分子层由范德华力。吸附的偶极分子在吸附作用下失去了活性，同时，偶极将点向阳极或阴极靠近并定向排列，第一层偶极分子吸引第二层偶极分子，第二层再吸引第三层，依此类推。29，根据矿物成分或亲水性，吸附层的厚度不同，随着料层相对水蒸气压力的增加而增加。吸附层的厚度通常在0.002-0.008m之间。当相对蒸气压达到100%时，吸附数量达到最大值，这称为最大吸附。30，2)吸附水的特性与液体等水的性质不同。通常没有固体水的熔盐。没有从一个颗粒直接转移到另一个颗粒的能力。其转移值大于1(约为1.2-2.4)，-1.5不导电，在低于零下78 的温度下不结冰，31，其原因是，在水分子力很小的范围内作用力很大的情况下，加上直接附着到固体表面的一层分子数的作用力等于980MPa，受到范德瓦尔斯力的作用作用力与6平方成反比减少，但吸收水的偶极分子会补充定向排列的静电的重力，使吸附的多层水分子在粒子上保持牢固。32，作用细磨材料(颗粒直径约0.1-1.0毫米)处于砂粒状态时，如果仅包含吸附物，则仍为散装颗粒。当精细粉碎材料处于粘土状态(粒子直径约1m)时，如果只包含吸附材料，则可能成为固体。结论如果滚动成型的合适材料层中只有吸附物，则成型过程尚未开始。33，2.2.2薄膜水的特性及其作用，1)薄膜水的形成是固体粒子表面达到最大吸附层后，使粒子更湿，因为粒子表面吸收吸附物后，没有失去平衡的静电引力(主要是粒子表面的重力，其次是吸附物内层的分子重力)，所以在这些残余静电重力作用下，在吸附物周围，34，2)薄膜水的特性残余静电重力较小，水分子排列不正确，松弛。薄膜水和粒子表面的结合力比吸附物和粒子表面的结合力弱得多，但很难使其从粒子表面排出。薄膜水内层与最大吸附数相接，重力为304104Pa，外层为61104Pa。35，2)薄膜水的特性薄膜水的平均密度为1.25，溶质溶解能力弱，冰点为-4 。由于分子力的作用，膜水可以从脑膜厚度转移到脑膜薄处。36，3)移动薄膜水的直径相同的粒子a和b，如果粒子b膜水比b粒子膜厚，粒子a膜水a开始移动到粒子b。这种移动速度很慢，直到两个粒子的脑膜厚度相同。薄膜水被表面的重力吸引，比一般水的粘度大。37，两个粒子之间的距离当AC小于两个粒子表面重力半径ab，CD的和时，两个粒子之间的重力相互影响范围ebfd内的薄膜水，由两个粒子的分子重力同时作用，并且具有更多的粘度。粒子之间的距离越小，薄膜水的粘度越大，粒子不易发生相对运动。成型品的情况下，产品的强度更好。38，4)微研磨材料成型后强度的原因吸附数和膜水合形成分子结合力，力学上可以看作是粒子的外壳。通过外力使水和粒子结合-变形，分子膜使粒子相互结合。结论当材料达到最大分子接头数时，细磨可通过外力(摩擦滚动)表示塑性，在制球机中，球形成过程明确开始。39，5)铁矿石和一般用作添加剂的最大分子结含水量铁矿石磁铁矿最大分子结数最小limonite最大分子结数最大含量和矿石粒度减少，增加添加剂膨润土亲水性最好，比表面积最大，分子结数最大，其次是消石灰。40，2.2.3毛细水的特性及其作用1)毛细水的形成微研磨材料湿了，超过分子结合数最大值时，毛细水出现在材料层。粒子表面重力范围外的水分。毛细管数的形成取决于表面张力的作用。毛细管水是在直径为0.001 1毫米的毛细管中，由毛细管重力维持的一种水分类型。根据物质的亲水性和毛细管直径，重力的大小在0.98 l04到2.45104 pa之间。41，粒子被膜水浸湿时，粒子之间产生了毛细水，开始出现的毛细水称为接触状态毛细水，连接粒子。42，不断增加水，毛细水表面张力或外力使粒子靠近，在它们之间形成蜂窝状毛细水，毛细水开始在粒子之间连接，可以移动。43，如果再湿的话，会出现饱和毛细水，这时达到最大毛细水含量。44，2)在摩西数的作用下，也可以通过引起摩西压力和毛细管形状和大小变化的外力移动。摩西力将围绕水滴的粒子拖动到水滴的中心，形成一个小球体。在制球的过程中，摩西水起主导作用。当材料湿于毛细水阶段时，为了使物质的共形成过程正常发展，物质的共形成速度由毛细水的移动速度决定。45，2.2.4万有引力数的特性及其作用1)万有引力数的形成微观粉碎材料层完全被水饱和，即在最大毛细重力下，超过水的分子无法维持，在重力的支配下，在粒子间的大孔下移动，这种水分称为万有引力数。(2)重力数的作用，重力数在成球过程中有害。水分对，46，2.2.5成型过程的作用毛细管力将粒子拖动到水滴中，球，范德华力可以将粒子相互粘合。摩西水对形成生球起主要作用。分子水在一定程度上可以增加生球的机械强度。重力数是对球形成过程有害的粒子表面吸附数、膜数、摩西数、重力数之和，称为全部水。47，2.3粉末成形机理，2.3.1滚压成形机理，烧结，球团生产中，共成型是将材料弄湿，根据机械力和毛细管力滚压形成-烧结，球团生产过程的重要工序。生球质量的好坏对烧结矿、球团生产的质量有很大影响。生球质量受原料类型、理化特性、粘结剂类型和使用情况、成型设备工艺参数和操作等因素的影响。48，1)细磨材料的滚动成型球机制细磨材料在成球过程中，将核湿材料添加到球机器中，或干燥材料在成球过程中用水冲湿后，在轧制过程中，粒子相互接近，由于粒子之间的机械力和毛细力的作用，聚集成核。49，微细研磨材料开始形成小球的过程称为成核过程。这是任何新的球形成必不可少的过程。原子核的形成是造球的第一步，因此原子核的形成速度和强度会影响生球的生产质量。50，由于表面湿核，毛细力，在不断向球核添加水的条件下，滚动时附着在粒子上的球粒子大小连续增加。球核在轧制过程中在其表面聚集新物质并逐渐扩大的过程称为平流层生长。51，