金属粉末的制备方法及基本原理

1、金属粉末制造方法及基本原理制造金属粉末的制造方法和基本原理摘要粉末是粉末冶金的第一一头地。 为了满足对粉末的各种要求，需要生产各种粉末的方法，机械法、物理法、物理化学法等超微细金属粉末的制造方法，还原和机械法是制造金属粉末的基本方法，牛鼻子金属粉末的制造、机械研磨法、雾化法、还原法、电解法是粉末冶金的第一一头地。 为了满足对粉末的各种要求，需要生产各种粉末的方法，这些个的方法不仅是使金属、合金或金属化合物从固体、液体或气体变成粉末状态。 冶金产品生产时，其选择主要取决于粉末性能和最低成本两个因素。 是为了取得一定的物理机械性能和其他特殊性能的产品。 主要取决于金属粉末的性能。 从工艺的本质来看

2、，传统的制粉方法可大致分为机械法和物理化学法两种。 机械法是将产品材料机械粉碎，化学成分几乎不变化的物理化学法，通过化学或物理作用，使产品材料的化学成分或凝聚态变化，得到粉末。 粉末的生产方法很多，从工业规模来看应用最广泛的是还原法、雾化法和电解法，即气相沉淀法和液相沉淀法，在特殊的应用中也很重要。机械研磨法对固体金属进行机械粉碎是一种独立的制粉方法，经常作为某种制粉方法不可缺少的补充工序。 因此，机械粉碎法在粉末生产中占有重要地位的机械研磨主要是研磨锑、锰、铬、高碳铁元素、铁元素合金等脆性金属和合金，研磨还原海绵状金属块或电解阴极沉积物，使其与经特殊处理的具有脆性的金属合金， 例如经蒸发制冷

3、处理的金属铅及经加热处理的能够研磨锡的钛经氢化处理后，进行研磨，最后通过脱氢制得细粒度的高纯度钛粉，以下主要以球磨粉机为例研究机械研磨的规则。 1球磨粉机的旋转速度慢的情况下，球和材料沿着筒体上升到自然梯度角，然后滚落，被称为拉肚子。 此时，材料的粉碎主要是在球的摩擦作用2球磨粉机的转速高时，球在离心力的作用下筒体上升到比第一情况高的点，此时材料不仅在球与球之间的摩擦作用下，主要在球落下时的冲击作用下被粉碎， 其效果影响球磨粉机的转速持续增加的球磨粉机的主要原因： 1球磨粉机筒的转速2球安装量在一定范围内增加球安装量，可以提高研磨效率。 转速一定时，安装球的量过少，球在倾斜面上主要发生弯曲，研

4、磨效率降低的3个球的材料比，在研磨中球和材料的比例也留心。 材料太少的话，球和球的冲撞就会增多，磨损太大的材料太多的话，磨削面积就会不足，不能很好地磨削微粉，需要延长磨削时间，增加能源消费。 4球的大小、球的大小对材料的粉碎有很大的影响。 球的直径小，球的质量轻的话，对材料的冲击力变弱，不过，球的直径过大的话，由于安装的球的个数太少，碰撞次数减少，磨削面积减少，球磨粉机效率也降低。 5研磨介质、材料除了在空气介质中进行干式研磨外，还可以在液体介质中进行湿式研磨，后者在硬质合金、金属陶瓷及特殊材料的研磨工艺中经常采用。二雾化法雾化法是机械制粉法，是直接粉碎液体金属或合金制粉的方法，应用广泛，生产

5、规模仅次于还原法。 雾化法也称为喷雾法，既可以制造金属铅、锡、铝、亚金属铅、铜、镍、铁元素等金属粉末，也可以制造黄铜、合金钢材、高速钢、不锈钢等预合金粉。 制造过滤烟嘴用的青铜、不锈钢、镍的球形粉末现在大部分是由雾化法生产的。 雾化法包括二流雾化法、水雾化法； 离心雾化法、分离旋转圆盘的真空雾化、油雾化等其他雾化法。 以下主要讨论气体雾化和水雾化，简要介绍离心雾化法二流雾化法的雾化过程原理：二流雾化法在高速气流或高压水中破坏金属液流，而机械粉碎法在机械作用下破坏固体金属原子间的结合，因此雾化法只要克服液体金属原子间的结合力就可以分散到粉末中，雾化过程所需的外力是机械粉碎法从能源消费角度看，雾化

6、法是一种简便经济的粉末生产方法。 根据雾化介质(气体、水)作用于金属液流的方式，雾化有多种形式：平行喷射、气流与金属液流平行垂直喷射、气流或水流与金属液流相互呈垂直方向，这样喷涂的粉末粗、亚金属铅、铝粉喷涂中常用的相互成角度的喷射， 气流或水流与金属液流形成一定角度，形成该角度的喷射有v型喷射、锥形喷射涡环喷射几种形式。 雾化过程复杂，影响因素多，必须综合考虑。 显然，气流与金属液流的动力相互作用显着原来如此雾化过程增强。 金属液流破碎程度取决于气流动能，特别是气流相对于金属液滴的相对速度以及金属液流的表面张力和动力粘度。 一般来说，由于金属液流的表面张力、动力粘度值小，气流相对于金属液滴的相

7、对速度是主要因素，影响雾化粉末性能的因素雾化介质种类的影响雾化介质分为气体和液体。 气体可以使用空气和惰性气体氮、氩等，液体主要使用水。 不同的雾化介质对雾化粉末的化学成分、粒子形状、结构有很大影响。 实践证明，气体压强力越高，得到的粉末越受细的金属液流过南非兰特径的影响，雾化压力与其他工艺残奥表不变时，金属液流过南非兰特径越细，得到的细粉末也越多，用瓦斯气体雾化法提取铜和铜合金粉的工艺：瓦斯气体雾化三还原法是将金属氧化物及盐类还原制造金属粉末最广泛使用的制粉方法。 特别是将矿石和冶金工业废弃物，例如铁元素钢鳞作为原料直接使用时，还原法是最经济的。 如果用固体碳还原，则不仅可以制造铁元素粉，也

8、可以用被证明可以制造钨粉的氢或分解阿摩尼亚还原，作为可以制造钨、钼、铁元素、铜、钴、镍等粉末的还原剂，可以使用转化天燃气来制造铁元素粉等可以使用钙元素、镁等金属，制造钽、铌、钛、锆、金属钍、铀等稀有金属粉末。 总之，还原剂不仅可以呈现固体、气体、液态，被还原材料除了固体以外，也可以是气相和液相。 以碳热还原法为例的碳热还原铁元素氧化物的基本原理：铁元素氧化物的还原过程是分阶段进行的，即从高价的氧化铁元素到低价的氧化铁元素，最后转化为金属。 固体碳还原金属氧化物的过程通常被称为直接还原。 研究影响还原过程和铁元素粉质量的因素铁元素氧化物还原的基本原理，是为了了解其实质和影响还原过程的内外因素，控

9、制生产上这些个的因素，提高还原速度和铁元素粉的质量。 探讨这些个元素的影响1原料中杂质的影响。 原料中的杂质含量超过一定限度时，不仅还原时间变长，而且还原不完全，铁元素粉中的铁元素含量降低，原料粒度的影响。 多相反应与界面有关，原料粒度越细，界面面积越大，促进反应的进行2固体碳热还原剂：木炭的还原能力最强，其次是焦炭、无烟煤差。 固体碳热还原剂用量的影响在一定的还原条件下，固体碳热还原剂的消费量主要由氧化铁元素的氧含量决定。 还原温度变化，气相组成也变化的话，固体碳的消耗量也变化。 3在还原工艺条件还原过程中，如果其他条件不发生变化，还原温度和还原时间将互相影响。 实际证明了随着还原温度的升高

10、还原时间可以缩短。 在还原温度的时间节点中，材料层的厚度不同，还原时间也不同。 4添加剂：在原料中加入少量固体还原剂，可以起到疏剂和辅助还原剂的云同步作用。四电解法电解法在粉末生产中占有重要地位，其生产规模在物理化学法中仅次于还原法。 但电解法电功耗多，一般比还原粉、雾化粉成本高。 因此，在粉末的总生产率中，电解粉所占的比重很小。 电解制粉还可分为水溶液电解、有机电解质电解、熔盐电解和液体金属阴极电解，其中使用较多的是水溶液电解和熔盐电解，熔盐电解主要用于稀有难熔金属粉末的制造。 以下主要探讨水溶液电解法，也对熔盐电解法进行简单介绍。 尺水溶液电解可以制造铜镍、铁元素、银、锡、金属铅、铬、锰等金属粉末。 从得到的粉末的特性来看，由于电解法有精制过程，所以得到的粉末比较纯粹，另外，由于电解结晶粉末的形状一般为树枝状，所以可以通过可压缩性(包括可压缩性和成形性)优选的电解来控制粉末的粒度，所以可以制造超细粉体。 水溶液电解法铜粉的工艺电解法提取铜粉的工艺条件大体上有