现代粉末冶金技术雾化制粉.ppt

1、一，1，现代粉末冶金技术，第2章粉末雾化技术，一，2，粉末雾化技术，商业粉末雾化技术概况，粉末特性，粉末雾化模型和机理，一，3，粉末雾化概念概述熔融金属通过快速移动的气体或液体流或通过机械手段分散成颗粒分类：根据破碎方式：双流雾化(气体，水和油)；真空雾化；旋转电极雾化、机械力雾化(转盘、滚筒、旋转杯)、a、4 a、4、商用粉末雾化技术、双流雾化：水雾化：起源：1872年万豪(英国)发明蒸汽熔化金属和雾化；20世纪50年代，粉末冶金有限公司发明了制备有色金属的雾化喷嘴；1954年，英国B.S.A.Co有限公司和瑞典霍加娜斯公司生产了水雾化铁粉，一个，5，自由落体式水雾化，一个，6，雾化喷嘴，环

2、形喷嘴，离散多喷嘴。冷却速度：103 105，A，9，油雾化，由住友金属公司在20世纪80年代发明，主要用于制备低氧含量粉末。优点：杂质含量低：氧(0.01%)缺点：碳含量难以控制；高碳钢粉末的生产，粒度：约70um，a，10，空气雾化。空气雾化是20世纪20年代发明的。二战期间，德国开始采用双流式空气雾化生产钢铁粉末。工艺设备可采用水雾化自由落体式，但大多采用受限式，能量利用率高；喷嘴可以是环形缝型或分裂型。a，11，a，12，a，13，气体雾化的基本工艺条件，粉末粒度：50 300um，a，14，真空雾化，含过饱和溶解气体的金属熔体在气压作用下喷入真空腔。H22H(溶于M)氢含量为0.00

3、01 0.001 w/o；气压：1 3兆帕；粉末粒度：40 70 m(1 500 m)；冷却速度： 102摄氏度/秒、15、16、旋转电极雾化，由核金属公司于1963年发明；主要用于生产球形、高活性、无污染的粉末，如钛合金粉末；粉末粒度：200 m(50 400 m)；冷却速度：102c/s；转速：1570 2100转/秒限制：低过热度，不适合生产熔点范围宽的合金。a，17，a，18，细粉雾化制备技术：细粉定义：20um细粉的意义：快速固化粉末的研究和商业化需求：粉末注射成型需要(5 15 m)；细粉改善烧结性能；用于热喷涂；复合材料、电磁、催化剂、医药、导电塑料等。19、高压水雾化，水压：1

4、00 150兆帕；粉末粒度：15um，DM=114p-0.58(圆锥形)DM=68p-0.56 (v形)，a，20，高压气体雾化，层流雾化：=0；利用气体的纯剪切作用破坏金属熔体；粉末粒度小于10um的紧密耦合雾化喷嘴：充分利用气体能量；气压：10 20兆帕；粉末粒度：10 20 m；A，21，A，22，喷嘴压力对气体压力，喷嘴压力越小，粉末越细，A，23，雾化粉末特性，A，24，粉末颗粒特性的表征，颗粒形状粉末颗粒尺寸分布，中值直径dm粉末颗粒表面粗糙度，A，25 A。粉末颗粒尺寸和颗粒尺寸分布的影响因素：水速度，熔融金属流量，水压力，熔体过热，喷嘴形状等。一、27、水和熔融金属流，DM=f

5、 (VM/VL) VM 3360熔融金属流；VL :水流量；A，28，水压，dm=ln(P/A)n；DM=KP-n；a，29，熔体过热，影响金属熔体的粘度和表面张力：Zn:的过热从100增加到300，DM从150降低到100 m；钴基合金：过热度提高150，dm降低13.5%；增加过热可以防止喷嘴冻结。A，30，喷嘴形状，注射角度越大，dm越小，A，31，注水速度，dm=(5500/Vm)，A，32，粉末颗粒形状，粉末颗粒形状主要取决于：金属液滴在表面张力作用下的球化时间：0.110us对于100 m金属液滴凝固时间：1001000us。有许多实际的影响因素：例如，在球化之前，颗粒必须通过液滴

6、形成、加速、湍流区等。大约200us，a，33，氧化膜的形成抵消了表面张力，并且形成了高熔点氧化膜。金属及合金熔点高的金属液滴凝固时间长，容易获得球形粉末。a、34、粉末颗粒的表面形态和内部结构、a、35、粉末纯度和杂质含量、粉末氧含量都与金属活性和氧化膜性能有关；与雾化条件有关：用去离子水，加入乙醇和表面活性剂；Fe: 10004000ppm。ag-28cu : 285 ppm；au-Ni: 57 ppm；304L: 2000ppm。a、36、气体雾化粉末的特性，粉末粒度和粒度分布的影响因素与水雾化相似；比气体消耗量):气体与金属液体流量的质量比，f，m3/kg；Dm=KF-1/2，a，37

7、，a，38，雾化粉末中值直径的预测，卢班斯卡方程：DM/d=K (m/g (w) (1 m/a) 1/2，D:流径；g:气体动态粘度；m:液体动态粘度；W:气体的韦伯数；M/A:金属/气体质量流量比；K:常数，A，39，A，40，颗粒形状：大多为球形：例如，149 420um粉末：的球化时间小于210-5 s，比凝固时间小几个数量级，A，41，粉末表面形貌和内部结构基本光滑，表面通常呈现蜂窝状和树枝状结构，表面有氧化痕迹，A，41快速凝固和与颗粒尺寸有关的冷却速度的影响导致颗粒内部微观结构细小。MC，M2C，a，43，铜，铜-锆，粉末结构与成分的关系，a，44，铝-铁-镍：(透射电镜)，a，45，粉末成分与纯度，a，46，粉末雾化模型与机理气体雾化有几个阶段：分离液体流上的复杂波，形成液带，液带破裂，液滴球化，a，50，离心雾化，直接形成液滴，液带破裂机理，a，51。随着电极末端液滴数量的增加，雾化机理从直接