现代粉末冶金技术雾化制粉
气雾化合金粉
气雾化合金粉气雾化合金粉是一种先进的材料，具有广泛的应用领域。
本文将从气雾化合金粉的定义、制备方法、应用领域等方面进行介绍。
一、气雾化合金粉的定义气雾化合金粉是指通过气雾化技术制备的金属或合金粉末。
所谓气雾化技术，是将金属或合金熔融后通过高速气流将其喷雾成粉末。
与传统的机械研磨方法相比，气雾化合金粉具有粒径均一、形态规则、纯度高等优点。
气雾化合金粉的制备过程主要包括以下几个步骤：1. 材料准备：选择适合的金属或合金作为原料，并进行预处理，如除去杂质、调整成分等。
2. 熔融：将原料加热至熔点以上，使其熔化成液态。
3. 气雾化：通过高速气流将熔融金属或合金喷雾成粉末。
喷雾过程中，熔融金属会迅速冷却凝固，形成均匀的粉末。
4. 收集和处理：将喷雾得到的粉末收集起来，并经过筛分、除磁等处理，得到所需的气雾化合金粉。
三、气雾化合金粉的应用领域1. 金属粉末冶金领域：气雾化合金粉可用于制备高性能的金属零件，如航空航天、汽车、机械等领域的零部件。
其均匀的粒径和形态规则有助于提高零件的力学性能和表面质量。
2. 表面涂层领域：气雾化合金粉可用于制备高耐磨、高耐腐蚀的表面涂层。
将气雾化合金粉与粘结剂混合后喷涂在基材表面，形成坚固的保护层，提高材料的使用寿命。
3. 3D打印领域：气雾化合金粉可用于金属3D打印。
将气雾化合金粉与粘结剂混合后，通过3D打印设备逐层喷射成形，制备复杂形状的金属零件。
4. 催化剂领域：气雾化合金粉具有高活性和均匀的粒径分布，可用于制备高效的催化剂。
催化剂在化学反应中起到促进反应速率和选择性的作用，广泛应用于化工、能源等领域。
气雾化合金粉是一种先进的材料，具有均匀的粒径、形态规则和高纯度的特点。
其制备方法包括材料准备、熔融、气雾化和收集处理等步骤。
气雾化合金粉在金属粉末冶金、表面涂层、3D打印和催化剂等领域有着广泛的应用。
随着科技的不断进步，气雾化合金粉的应用前景将更加广阔。
粉末冶金原理 雾化法
8 C7 或6 O5 , %4
3
2
1
Ｏ２
Ｃ
0
1
2
3
4
5
6
空气压力Ｘ１０，ＭＰａ
整理课件
（２）金属液流
• １）表面张力和粘度 • 液体表面张力大难破碎，易成球； • 受化学成分、温度、添加剂影响； • 粘度大难破碎、难成球， • 受化学成分、温度影响； • ２）过热温度 • 过热温度高易粉碎、冷凝时间长、易成球 • ３）液流直径 影响生产率、粒度、漏嘴堵塞、
－１００－ ＋１４５目
２４.１
－１４５－ ＋２００目
２３.８
粒度组成，％
－２００－ ＋２５０目
１５.４
－２５０－ ＋３２５目
１７.９
－３２５目 １８.２
２２.３
２２.１
１５.７
１９.１
２０.８
１８.６
１９.３
１５.９
１９.５
２６.８
整理课件
空气雾化高碳生铁对铁粉碳和氧含量的影响
• 铁中碳氧含量与空气压力的关系
整理课件
5000
2000
1000 粒 500 度
Al Zn
μ
200
Cu-15P
100
Cu-38Zn-2Pb
50
20
10 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200
雾化压力，102kPa
粉末粒度与压力的关系
整理课件
(3)其他工艺参数
• 喷射参数 射顶角；
• 聚粉装置 却介质，
金属液流长度，喷射长度，喷 液滴飞行路程，冷却方式，冷
• ρ－气体密度，ｇｓ２／ｃｍ４ • ν－气流对液滴的相对速度，ｍ
粉末冶金制粉方法
粉末冶金制粉方法
嘿，这粉末冶金制粉方法啊，那可有点门道呢。
一个办法是机械粉碎法。
就像把东西放进一个大搅拌机里，使劲搅啊搅。
把大块的材料放进去，通过各种机器的力量，把它们打成细细的粉末。
这就有点像把大石头砸成小石子，再把小石子磨成沙子一样。
可以用球磨机啊、粉碎机啥的，让材料在里面翻滚、碰撞，慢慢就变成粉末啦。
还有雾化法。
这就像给材料喷了一场神奇的“雾”。
把熔化的金属或者合金通过一个小孔喷出来，同时用高压气体或者水把它吹散，就变成了细细的粉末。
就好像是一个魔法喷泉，喷出来的都是粉末。
另外呢，还原法也不错。
把一些氧化物啊啥的，通过化学反应还原成金属粉末。
就像变魔术一样，把一种东西变成另一种东西。
可以用氢气啊、一氧化碳啊这些气体来还原，让氧化物变成纯纯的金属粉末。
我记得有一次，我们在工厂里看到粉末冶金制粉的过程。
那个机械粉碎法可热闹了，机器嗡嗡响，材料在里面噼里啪啦地碰撞。
还有那个雾化法，喷出来的粉末就像一场漂亮的
烟花。
从那以后，我就知道了，粉末冶金制粉有这么多有趣的方法。
总之呢，粉末冶金制粉方法有很多，各有各的特点。
可以根据不同的材料和需求选择合适的方法。
让我们一起探索粉末冶金的奇妙世界吧。
真空气雾化制粉 参数-概述说明以及解释
真空气雾化制粉参数-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述概述部分应该对本文主要内容进行简要介绍，并指出真空气雾化制粉参数的重要性。
可以按照以下方式编写概述部分的内容：概述部分：真空气雾化制粉是一种重要的粉体制备技术，广泛应用于材料科学、化学工程等领域。
在该技术中，粉末材料通过高温高压气体与粉末雾化剂共同作用，形成气雾射流，并在真空环境中快速冷却凝固，最终获得细小颗粒的粉末产物。
然而，真空气雾化制粉过程中的参数设置对于粉末颗粒的形貌、尺寸和分布具有关键性影响。
在本文中，我们将重点探讨真空气雾化制粉过程中的关键参数，并详细阐述它们对于粉末品质的影响。
首先，我们将介绍真空气雾化制粉参数的基本概念和常用设置，包括雾化剂流率、雾化气压、喷嘴尺寸等。
接着，我们将分别讨论这些参数在制粉过程中的作用机理和影响规律。
具体来说，我们将探讨这些参数如何影响粉末的颗粒大小、形状、分布以及杂质含量等关键品质指标。
值得注意的是，不同材料和不同制粉要求可能需要设置不同的真空气雾化制粉参数。
在本文中，我们将结合实验数据和理论模型，探讨不同参数设置下的粉末品质差异，为制粉工艺的优化提供有益的参考。
最后，我们将总结真空气雾化制粉参数的重要性，并对未来研究方向进行展望。
深入理解和掌握真空气雾化制粉参数的影响规律，将有助于优化制粉工艺，提高粉末品质，推动粉体材料领域的发展。
通过对真空气雾化制粉参数的研究和探讨，我们将为粉体制备领域的研究者和工程师们提供有益的参考和指导，推动粉末制备技术的进一步发展和应用。
文章结构部分内容如下：1.2 文章结构本文分为三部分，即引言、正文和结论。
引言部分包括概述、文章结构和目的。
首先，我们将概述真空气雾化制粉的背景和重要性。
接着，介绍文章的结构，即引言、正文和结论的部分划分。
最后，说明本文的目的，即探讨真空气雾化制粉的参数要点。
正文部分包含三个要点，分别是真空气雾化制粉参数要点1、要点2和要点3。
在这部分，我们将详细讨论每个要点，并分析其在真空气雾化制粉中的作用和影响。
气雾化粉末制备技术
气雾化粉末制备技术是一种将液态物质通过喷雾器喷雾成微小颗粒，然后通过快速冷却或固化来制备粉末的过程。
以下是几种常见的气雾化粉末制备技术：
1.热气雾化：这是最常用的气雾化技术之一。
在热气雾化过程中，液态材料被高速热气流
撞击和分散，形成微小颗粒。
热气雾化可用于制备金属粉末、合金粉末等。
2.压缩空气雾化：这种方法使用压缩空气来将液态材料雾化成粉末。
通过调整压缩空气的
压力和流量，可以控制粉末的粒径和分布。
3.超声雾化：超声雾化利用超声波的震动作用将液态材料分散成微小颗粒。
超声雾化通常
适用于制备高纯度的陶瓷粉末和其他敏感材料。
4.电弧气雾化：这种方法使用电弧加热将液态材料快速蒸发和雾化。
电弧气雾化通常适用
于高熔点金属和合金的粉末制备。
5.旋转盘气雾化：这是一种将液态材料滴落到高速旋转盘上，然后通过离心力将其雾化成
粉末的方法。
旋转盘气雾化可用于制备陶瓷、金属和复合材料等粉末。
以上只是一些常见的气雾化粉末制备技术，每种技术都有其适用的材料范围和工艺参数。
具体选择何种技术取决于所需粉末的性质和应用要求。
粉末冶金制粉技术 全
粉末冶金制粉技术(一)粉末冶金新技术、新工艺的应用，不但使传统的粉末冶金材料性能得到根本的改善，而且使得一批高性能和具有特殊性能的新一代材料相继产生。
例如：高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、高性能粉末冶金铁基复合和组合零件、粉末高速钢、快速冷凝铝合金、氧化物弥散强化合金、颗粒增强复合材料，高性能难熔金属及合金、超细晶粒及涂层硬质合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、电池材料、复合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和纳米材料、快速冷凝非晶和准晶材料、隐身材料等。
这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段。
本章将简要介绍粉末冶金的基本工艺原理和方法，重点介绍近年米粉末冶金新技术和新工艺的发展和应用状况。
1.雾化制粉技术粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类也愈来愈多。
例如，从材质范围来看，不仅使用金属粉末，也要使用合金粉末、金属化合物粉末等；从粉末形貌来看，要求使用各种形状的粉末，如生产过滤器时，就要求球形粉末；从粉末粒度来看，从粒度为500～1000m的粗粉末到粒度小于0.1m的超细粉末。
近几十年来，粉末制造技术得到了很大发展。
作为粉末制备新技术，第一个引人注目的就是快速凝固雾化制粉技术。
快速凝固雾化制粉技术是直接击碎液体金属或合金并快速冷凝而制得粉末的片法。
快速凝固雾化制粉技术最大的优点是可以有效地减少合金成分的偏析，获得成分均匀的合金粉末。
此外，通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉末。
它的出现无论对粉末合金成分的设计还是对粉末合金的微观结构以及宏观特性都产生了深刻影响，它给高性能粉末冶金材料制备开辟了一条崭新道路，有力地推动了粉末冶金的发展。
雾化法最初生产的是像锡、铅、锌、铝等低熔点金属粉末，进一步发展能生产熔点在1600～1700℃以下的铁粉及其他粉末，如纯铜、黄铜、青铜、合金钢、不锈钢等金属和合金粉末。
现代粉末冶金技术雾化制粉
引入先进的自动化控制系统和数据分析技术，实现雾化过程的精 确控制和优化。
强化设备维护与管理
定期对生产设备进行维护和保养，确保设备处于良好状态，提高 生产稳定性和产品质量。
05
产品性能评价与应
用领域拓展
粉末性能评价指标及方法介绍
粉末粒度分布
通过粒度分析仪等设备测量粉末的粒度分布，以评估粉末的均匀性 和细度。
表面涂层领域
要求粉末具有优异的耐磨、耐腐蚀等性能，以提 高涂层的质量和寿命。
拓展新型应用领域探索
1 2
生物医疗领域
探索利用粉末冶金技术制备生物相容性良好的金 属粉末，用于生物医疗领域如骨科植入物等。
新能源领域
研究粉末冶金技术在新能源领域的应用，如制备 高性能电池材料、燃料电池催化剂等。
3
航空航天领域
粒度在线监测
通过激光粒度分析仪等实时监测 设备，对粉末粒度进行在线监测，
及时调整工艺参数。
温度与湿度监测
实时监测雾化过程中的温度和湿 度变化，确保粉末质量和生产效
率。
气体成分分析
对雾化环境中的气体成分进行实 时监测，以确保生产安全和产品
质量。
提高雾化效率和产品质量方法
优化工艺流程
通过改进生产工艺流程，减少生产环节和能源消耗，提高生产效 率。
优势
粉末冶金制品具有高精度、高性能、高附加值等特点，广泛 应用于汽车、航空航天、电子、能源等领域。与传统的铸造 、锻造等加工方法相比，粉末冶金技术具有材料利用率高、 生产周期短、成本低等优点。
雾化制粉在粉末冶金中地位
雾化制粉定义
雾化制粉是一种将液态金属或合金通过喷嘴喷入高速气流中，使其迅速冷却凝固成粉末 的制粉方法。
金属雾化制粉技术现状_于朝清
9电工材料2010No.2金属雾化制粉技术现状于朝清1,徐永红1,章应2,田茂江2,向云贵2,陈前兵1(1.重庆川仪一厂,重庆400702; 2.重庆绿色电接触材料工程实验室,重庆400702)摘要:先进的金属粉末制造技术是现代粉末冶金学和产品产业化的基础,高性能低成本的金属粉末制造技术的应用推动了粉末冶金产业的发展。
本文简单阐述了雾化制粉的原理,详细介绍了各种雾化制粉技术的特点。
关键词:粉末冶金;雾化;金属粉末中图分类号:T M 205.1文献标志码:A文章编号:1671-8887(2010)02-0009-05Status of the Atomization Technolo gy for Metal PowderY U Chao_q in g 1,X U Y on g _hon g 1,Z H AN G Yi n g 2,TIA N M ao_j ian g 2,X IA NG Y un_g ui 2,CH EN Q ian_bi n g1(1.Chon gQ in g Chuan y i No :1Fact or y ,Chon gq in g 400702,China ;2.The Labora tor y at G reen El ect rical Contact M at erial o f Chon gq in g ,Chon gq in g 400702,China )Abstract :A dvanced manuf actur in g t echnolo gy f o r met al p ow der i s base of mo dern p o wder met al lur gy and indust rializ at ion.L ow cost manuf act uri n g t echno lo g ies f or hi g h p er f ormace met al p ow der w ill g ive an im p etus t o im p r ove of p ow der m etallur gy indust r y .I n t his p a -p er,t he p rinci p le o f p ow der p re p ared b y atom izat io n w as int roduced and the at omiz at ion t echno lo gy f or met al p owder was described in det ail.Ke y words :p owder met allur gy ;at om izat ion;met al p o wder作者简介:于朝清(1941-),男,教授级高级工程师,副总工,享受国家级政府津贴专家,从事贵/兼金属复合材料的研究及生产。
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过热度
通常范围 4.5~90 110~380 70~230 5.5~21
75~150C
316L 22 200 110 9 80
粒度分布：10~300um；冷却速度：103~105 C
精品课件
油雾化
• 1980’s Sumitomo Metals 发明，主 要用来制备低氧含量粉末。
精品课件
水、金属液流量
dm = f(Vm/VL) Vm: 金属液流量； VL : m = KP-n;
精品课件
熔体过热度
影响金属熔体粘度和表面张力：
Zn: 过热度从100增至300°C, dm 从150降 至100um; Co基合金：过热度增加150 °C， dm 减少 13.5%; 提高过热度可防止喷嘴处堵嘴（Freeze-up).
料等用途。
精品课件
高压水雾化
• 水压：100~150MPa；粉末粒度： 15um
dm=114P-0.58 (conical) dm=6精8品P课件-0.56 (V-shaped)
高压气雾化
• 层流雾化：
=0；利用气体的纯剪切 作用破碎金属熔体；粉末 粒度可达10um以下
• 紧耦合式雾化喷嘴：
– 充分利用气体能量； – 气体压力：10~20MPa; 粉
• 优点：杂质含量低：O (<0.01%) • 缺点：C含量不易控制；
多生产高碳钢粉末 粉末粒度：~70um
精品课件
气雾化
• 1920’s 发明空气雾化，二战期间德国 开始采用双流空气雾化生产钢粉
• 工艺装置可利用水雾化的自由落体式， 但多采用限制式，能量利用率高；喷嘴 可采用环缝式和分离式。
精品课件
•氧化膜的形成
抵消表面张力，高熔点氧化膜的 形成（Cr、Al、Ti、Mg）易得到 不规则形状颗粒。
•金属、合金熔点
高熔点金属液滴凝固时间长，易 得到球形粉。
精品课件
粉末颗粒表面形貌和内部结构
精品课件
粉末纯度和杂质含量
粉末氧含量与金属活性及氧化膜 性质相关； 与雾化条件相关：采用去离子水、 添加酒精和表面活性剂等； Fe: 1000~4000ppm; Ag-28Cu: 285ppm; Au-Ni: 57ppm; 304L: 2000ppm.
精品课件
自由落体式（ Free-fall mode)水雾化
精品课件
雾化喷嘴
分离式喷嘴（discrete multiple
nozzles)
环缝式喷嘴
（annular ring nozzle)
精品课件
水雾化影响参数
精品课件
工艺特性：
• 水雾化工艺条件
工艺参数
熔体流量/kg/min 水流量/kg/min
现代粉末冶金技术
第二章 粉末雾化技术
精品课件
粉末雾化技术
• 概况 • 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
精品课件
• 概况
• 粉末雾化概念
– The dispersion of a molten metal into particles by a rapidly moving gas or liquid stream or by mechanical means
末，如Ti合金粉； • 粉末粒度：200um (50~400um); • 冷却速度：< 102 C/s； • 转速：1570~2100rps • 局限：过热度小，不宜生产熔点范围宽
的合金。
精品课件
精品课件
细粉末雾化制备技术：
• 细粉末定义：<20um; • 细粉末的意义：
• 快速凝固粉末的研究与商业化需要； • 粉末注射成形需要（5~15um)； • 细粉末改善烧结性能； • 热喷涂用； • 复合材料、电磁、催化剂、医药、导电塑
末粒度：10~20um；
精品课件
精品课件
喷嘴口压力vs 气体压力
喷嘴口压力越 小，粉末越细
精品课件
雾化粉末特性
精品课件
粉末颗粒特性的表征
•颗粒形状 •粉末粒度 •粉末粒度分布、中位径dm •粉末颗粒表面粗糙度
精品课件
精品课件
水雾化粉末颗粒特性
A. 粉末粒度与粒度分布
影响因素：水速、金属液流量、水 压、熔体过热度、喷嘴形状等
• H2 M)
2H(dissolved in
• H含量0.0001~0.001w/o; 气体压力： 1~3MPa;
• 粉末粒度：40~70um(1~500um);
• 冷却速度：~102C/s
精品课件
精品课件
旋转电极雾化
• 1963年Nuclear Metals Inc.发明； • 主要用来生产球形、高活性、无污染粉
精品课件
精品课件
气雾化制粉的基本工艺条件
工艺参数
气体流量/m3/s 熔体流量 kg/min
气体压力/Mpa 气体流速/m/s
过热度/C
通常条件 0.02~0.24
1~70
0.5~9 20~超音速
75~150
Ni 基合金
20 2 100 150
粉末粒度：50~300um
精品课件
真空雾化
• 含过饱和溶度气体的金属熔体在气压作用下喷 入真空腔体中。
• 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（spinning cup))
精品课件
商业化粉末雾化技术
双流雾化： • 水雾化：
– 起源：1872年Marriott（英国）发明蒸汽 熔化金属并雾化；1950’s英国PM Ltd.发 明雾化喷嘴，制备有色金属；1954英国 B.S.A.Co Ltd 和瑞典Hoganas生产水雾化 铁粉
精品课件
气雾化粉末特性
•粉末粒度与粒度分布
影响因素与水雾化类似； 气体比耗(specific gas consumption): 气体与金属液流的质量比， F，m3/kg;
dm = KF-1/2
精品课件
精品课件
气雾化粉末中位径的预测
Lubanska方程：
dm/D = K[(m /g(w))·(1+M/A)]1/2
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喷嘴形状
喷射角越大，dm越小
精品课件
水喷射速度
dm = (5500/Vm)
精品课件
•粉末颗粒形状
粉末颗粒形状主要决定于：
金属液滴在表面张力作用下球化的 时间：0.1~10us for 100um 金属液滴凝固的时间： 100~1000us
实际影响因素很多：如颗粒球化 前须经过液滴形成、加速、穿过 紊流区等，约20精品0课u件 s时间