粉末冶金新技术新工艺
粉末冶金制粉新工艺
粉末冶金制粉新工艺粉末冶金制粉工艺是最近新出现的冶金工艺，也被称为冲击型冶金法，它是一种用来不断研究新材料和加工方法的工艺性能优良的重要工艺流程。
粉末冶金制粉的主要原料一般是由矿石、废料熔炼金属或者金属合金的粉末，其中的添加物一般是以热喷涂技术从外部添加到合金中，以改变其组成和性能；预收粉末通常应采用连续的研磨机和粉末冶金工艺，使其中的粒径达到要求。
粉末冶金制粉工艺是以熔融分离或点焊的方法结合粉末冶金方法，利用电弧焊技术或工艺（包括电弧渗透焊技术，埋弧熔接技术或等离子辅助金属气相熔覆技术）来生产多孔机械零件。
这一工艺不但可以减少表面缺陷、减少机械加工环节，而且可以改变机件的特性，进一步提高机件的加工效率。
粉末冶金制粉工艺具有众多优势，如粉末可以通过不规则的空气流体来反复混合，并具有灵活的粒径控制，可在较短的时间内获得较小的粒径，只能生产加工更精细的零部件，可以满足精密零件制造。
粉末冶金制粉工艺在现代制造业发展迅速，得到了广泛的应用，但同时也存在着一些问题，如受工艺抗击性的影响，它的均匀性比其他冶金方法更差，这是由于针对细小粒度的粉末，分散性和反应性不够，在实际应用中，一些细小分散的粉末可能会因不均匀的反应而形成多孔的有害物质。
粉末冶金制粉工艺在不断研发日趋多元新材料，改变传统冶金工艺中复杂的工序，已经受到了广泛的关注和赞誉。
简单、快捷、低成本是粉末冶金制粉工艺的最大优势，将来有望成为制造行业的主流方式。
Powder metallurgy sintering process is a newly emerging metallurgical process, also called impact metallurgy, is a key process with excellent process performance to continuously study new materials and processing methods.The main raw materials of powder metallurgy sintering process are generally powders of ore, waste metal or metal alloy produced by smelting, and the additives are generally added to the alloy from the outside by thermal spraying technology to change its composition and performance. The pre-receiving powder should generally use continuous grinding machines and powder metallurgy process to make its particle size meet the requirements.Powder metallurgy sintering process combines powder metallurgical method with melting separation or spot welding method, and uses arc welding technology or process (including arc infiltration welding technology, buried arc welding technology or plasma assisted metal gas phase coating technology) to produce porous mechanical parts. This process not only reduces surface defects and reduces machining links, but also can change the characteristics of parts and further improve the machiningefficiency of parts.Powder metallurgy sintering process has many advantages, such as powder can be repeatedly mixed by irregular air fluid and has flexible particle size control, and can obtain smaller particles in a short time. It can only produce more finely processed parts and meet the requirements of precision parts manufacturing.Powder metallurgy sintering process has developed rapidly in modern manufacturing industry, and has been widely used, but at the same time, there are also some problems, such as the influence of process impact resistance, its homogeneity is worse than other metallurgical methods, which is due to the small particle size of powder, Poor dispersion and reactivity may form harmful substances with porous structure due to uneven reaction in practical application.Powder metallurgy sintering process has been widely concerned and praised for its continuous research and development of multi-material new materials and change of complex processes in traditional metallurgical process. Simple, fast, low-cost is the biggest advantage of powder metallurgy sintering process, which is expected to become the mainstream way in manufacturing industry in the future.。
粉末冶金新工艺1
粉末冶金新工艺引言在传统的冶金工艺中，通常使用铸造、锻造、热处理等方法来加工金属材料，这些方法虽然经过长时间的发展已经非常成熟，但仍然存在一些局限性。
粉末冶金作为一种新兴的金属加工方法，在近年来得到了广泛研究和应用。
粉末冶金利用金属粉末作为原料，通过压制、烧结等步骤形成所需的零件或材料，具有独特的优势。
本文将介绍一种新的粉末冶金工艺——粉末冶金新工艺1，以及其在金属材料加工中的应用。
粉末冶金新工艺1的原理和步骤粉末冶金新工艺1是一种基于烧结的加工方法，其具体步骤如下：1.原料准备：选取合适的金属粉末作为原料，根据所需产品的要求选择不同种类和粒度的粉末，并进行预处理，如调整湿度和筛分等。
2.混合与成型：将不同种类的金属粉末按照一定的比例混合，并通过压制成型的方式得到所需形状的绿体。
3.烧结：将成型后的绿体在高温条件下进行烧结，使粉末颗粒间相互结合，形成致密的金属材料。
在烧结过程中，可根据需要添加适量的添加剂来改善材料的性能。
4.后续处理：烧结后的材料可以进行一些后续处理步骤，如热处理、表面处理等，以进一步改善材料的性能和外观。
粉末冶金新工艺1的优势和应用粉末冶金新工艺1相比传统的金属加工方法，具有以下优势：•原料利用率高：粉末冶金可以有效利用金属粉末，几乎没有材料浪费。
•复杂形状制造：通过粉末冶金新工艺1，可以制造出复杂形状的零件和材料，提供更大的设计自由度。
•材料性能可调控：可以通过调整不同金属粉末的比例和添加剂的种类和含量，来调控材料的物理、化学和机械性能。
•节能环保：相比传统的金属加工方法，粉末冶金新工艺1在能源消耗和环境污染方面都更加节约和环保。
粉末冶金新工艺1在金属材料加工中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.制造耐磨材料：通过粉末冶金新工艺1，可以制造出各种耐磨材料，如高硬度的刀具、磨料和磨损件等。
2.制造高强度材料：通过控制金属粉末的成分和烧结工艺，可以制造出高强度的材料，常用于航空航天、汽车和机械工程等领域。
粉末冶金新技术-烧结
用SPS制取块状纳米晶Fe90Zr7B3软磁的过程是: 先将由非 晶薄带经球磨制成的50～150μｍ非晶粉末装入WC/Co合金 模具内,并在SPS烧结机上烧结(真空度1×10-2Pa以下、升温 速度0.09~1.7K/s、温度673～873Ｋ、压力590MPa), 再把所 得的烧结体在1×10-2Pa真空下、以3 7K/s速度加热到923Ｋ、 保温后而制成。材料显示较好的磁性能：最大磁导率29800、 100Ｈｚ下的动态磁导率3430, 矫顽力12Ａ/ｍ。
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双频微波烧结炉 生产用大型微波烧结炉 已烧结成多种材料：如陶瓷和铁氧体等材料。另 外，在日本又开发出相似的毫米波烧结技术，并成功 地在2023K下保温1h烧结成全致密的AlN材料。
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2.爆炸压制技术 爆炸压制又称冲击波压制是一种有前途的工艺
方法,它在粉末冶金中发挥了很重要的作用, 爆炸压 制时,只是在颗粒的表面产生瞬时的高温,作用时间 短,升温和降温速度极快。适当控制爆炸参数,使得 压制的材料密度可以达到理论密度的90%以上,甚至 达到99%。
3）快速脉冲电流的加入, 无论是粉末内的放电部位还是焦耳 发热部位, 都会快速移动, 使粉末的烧结能够均匀化。
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与传统的粉末冶金工艺相比，SPS工艺的特点是：
• 粉末原料广泛：各种金属、非金届、合金粉末，特别是 活性大的各种粒度粉末都可以用作SPS 烧结原科。
• 成形压力低：SPS烛结时经充分微放电处理，烧结粉末表 面处于向度活性化状态．为此，其成形压力只需要冷压烧 结的l/10~1/20。
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SPS制备软磁材料 通常用急冷或喷射方法可得到FeMe(Nb、Zr、Hf)Ｂ的非 晶合金,在稍高于晶化温度处理后, 可得到晶粒数10ｎｍ，具有 体心立方结构，高Bs 、磁损小的纳米晶材料。但非晶合金目 前只能是带材或粉末, 制作成品还需要将带材重叠和用树脂固 结, 这使得成品的密度和Bs均变低。近年, 日本采用SPS工艺研 究FeMeＢ块材的成形条件及磁性能。
粉末冶金新工艺(1)
过程二：液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间 相互接触，再次成为一个较大的液体颗粒，并且液 体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系的总表 面能降低，属于自发过程。
过程三：液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。
粉末冶金新工艺(1)
提高雾化制粉效率基本准则
1、能量交换准则
提高单位时间、单位质量液体从系统中吸 收能量的效率，以克服表面自由能的增加。
粉末冶金新工艺(1)
3.晶粒生长
均相晶核形成之后，稳定存在 的晶核便开始晶粒生长过程。小晶 粒通过对气相产物分子的吸附或重 构，使自身不断长大。理论和实践 都表明：晶粒生长过程主要受产物 分子从反应体系中向晶粒表面的扩 散迁移速率所控制。
粉末冶金新工艺(1)
4.团 聚
颗粒之间由于存在着较弱的吸附力 作用，主要包括范德华力、静电引力等， 颗粒之间会发生聚集，颗粒越小，则聚 集效果越明显，这一现象被称为团聚。 对于超微粉末，团聚是一个普遍存在并 不容忽视的问题，在实际使用超微粉末 时，如果不能有效地解决团聚问题，则 粉末就可能失去其特有的性质。
粉末冶金新工艺(1)
气流研磨制粉的基本原则
1.动能准则： 提高粉末颗粒的动能
2.碰撞几率准则： 提高粉末颗粒的碰撞几率
粉末冶金新工艺(1)
由于粉末颗粒的运动是从流态气体中获得的，因此， 提高颗粒的动能必须要提高载流气体的速度。
两种办法来实现
提高气体的入口压力 气体喷嘴的气体动力学设计
通过这两种办法使喷嘴出口端的气体流速达超音速
粉末冶金新工艺(1)
雾化过程的四种情况
动能交换：雾化介质的动能转变为金属液滴的表面能； 热量交换：雾化介质带走大量的液固相变潜热； 流变特性变化：液态金属的粘度及表面张力随温度的降 低而不断发生变化； 化学反应：高比表面积颗粒（液滴或粉粒）的化学活性 很强，会发生一定程度的化学反应。
粉末冶金新技术
这些小的磁性金属原子簇，像顺磁体材 料一样，磁矩由原子簇的原子自旋构成，且 所有自旋均在同一方向上，因而磁矩比普通 材料高100多倍。包覆这些颗粒可形成稳定铁 胶体，颗粒永远处于悬浮态，现已作为“磁 流体”工业化生产，用于扬声器，磁性墨水， 磁流体密封，润滑剂，轴承，医学等。
制粉新技术 22
成型新技术 32
温压技术的特点 ： • 能以较低成本制造出高性能粉末冶金零部件； • 提高零部件生坯密度和高强度，便于制造形状复杂
以及要求精密的零部件 ； • 产品密度均匀。
成型新技术 33
温压技术研究和开发的核心： • 预合金化粉末的制造技术； • 新型聚合物润滑剂的设计； • 石墨粉末有效添加技术； • 无偏析粉末的制造技术； • 温压系统制备技术。
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二、成型新技术
1.动磁压制技术
原理:将粉末装于一个导 电的容器(护套)内,置于高强 磁场线圈的中心腔中。电容 器放电在数微秒内对线圈通 入高脉冲电流,线圈腔中形成 磁场,护套内产生感应电流。 感应电流与施加磁场相互作 用,产生由外向内压缩护套的 磁力,因而粉末得到二维压制。 整个粉体的压制过程不 足1ms。
该法生产速度为0.5-30g/min,比其他纳 米粉末制备方法生产率高。本方法所用反 应材料不污染环境，而以前生产银粉所用 的联氨是一种致癌物。用这种方法生产的 银粉可用于制造焊料、牙科填料、电路板、 高速摄影胶片等。
制粉新技术 15
5.电爆炸金属丝制取纳米粉 大功率电脉冲施于氩气保
护的金属丝上,并受到大功率脉 冲产生的特殊场约束。柱形等 离子体被加热到15000Ｋ以上高 温,因而电阻剧增,引起特殊场 崩溃。金属蒸气的高压引起爆 炸,产生冲击波,形成的金属气 溶胶快速绝热冷却,制得纳米粉。
11 粉末冶金新技术新工艺
1１粉末冶金新技术新工艺１１．1概述粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。
典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-１所示。
粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化,已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金技术有如下特点：（１）可以直接制备出具有最终形状和尺寸的零件,是一种无切削、少切削的新工艺,从而可以有效地降低零部件生产的资源和能源消耗；(２)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术；(3)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如多孔含油轴承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属与合金、高性能陶瓷材料等；(4)可以最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织,在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Ａl-Li合金、耐热Aｌ合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用；(５)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能;(6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
近些年来,粉末冶金有了突破性进展,一系列新技术、新工艺大量涌现，例如：快速冷凝雾化制粉技术、机械合金化制粉技术、超微粉或纳米粉制备技术、溶胶－凝胶技术、粉末注射成形、温压成形、粉末增塑挤压、热等静压、烧结／热等静压、场活化烧结、微波烧结、粉末轧制、流延成形、爆炸成形、粉末热锻、超塑性等温锻造、反应烧结、超固相线烧结、瞬时液相烧结、自蔓延高温合成、喷射沉积、计算机辅助激光快速成形技术等。
粉末冶金新工艺3
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
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第一章 粉末的制备新技术
1.雾化法制备金属粉末----低氧含量铁粉
•生产在无氧气氛中进行, 并包含一些石蜡,这些
分解为碳与氢。碳与铁反应, 形成很薄的富碳
表面层。碳含量使颗粒的延性降低, 但提高了
任何金 属
合金粉 末
Fe-Ni
化合物粉 末
碳化物， 硼化物， 氮化物，
硅化物
包覆粉 末
Ta-Nb
碳化物， 硼化物，
硅化物
不锈钢
任何合 金
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物理化学法
生产方法
原材料
从辅助金属浴中析 出
金属或金 属熔体
水溶液电解
金属盐溶 液
电 解
熔盐电解
金属熔盐
离子液体电 解
金属有机 物离子液
金属原子,而后聚集为原子簇。这些原子簇含有几
百个原子,直径约为2～3nm。
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第一章 粉末的制备新技术
8.声化学制取纳米金属粉
这些小的磁性金属原子簇,像顺磁体材料一样, 磁矩由原子簇的原子自旋构成,且所有自旋均在 同一方向上,因而磁矩比普通材料高100多倍。包 覆这些颗粒可形成稳定铁胶体,颗粒永远处于悬 浮态,现已作为“磁流体”工业化生产,用于扬声 器,磁性墨水,磁流体密封,润滑剂,轴承,医学等。
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第一章 粉末的制备新技术
2.烧结硬化粉
利用烧结硬化粉可生产不需要再淬火或很少再 淬火和回火的粉末冶金零件；除降低成本外,烧结 硬化可提供更好的公差控制(淬火和回火常引起一 定程度的变形)。
粉末冶金新工艺1
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。04:19:3404 :19:340 4:19M onday , October 19, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 1920.1 0.1904:19:3404 :19:34 October 19, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月19 日上午4 时19分 20.10.1 920.10. 19
➢ PM(Powder Metallurgy) 粉末冶金法 制粉(powder making)压型(pressing)烧结 (sintering)
➢ SF(Spray Forming) 喷射成型法
材料成型方法
➢ 铸造(pour-casting, die-casting) 例如：汽车轮毂（Al、Zn）、活塞（Al）、手机 外壳（Mg）等
材料制备方法
➢ IM(Ingot Metallurgy) 熔铸法 熔(melting)、炼(refining)、铸(casting) 铸件(castings) 机加工(machining)零件 铸坯(ingots)塑性成形(plastic forming) 热处理(heat treatment)机加工零件
成型，喷射成形，烧结热等静压，微波烧结，放电等离子体烧结，激光 烧结…… （2）向计算机控制集成自动化方向发展 （3）粉末冶金近净成形技术（near net-shape）发展
如，注射成形，粉末挤压等 （4）粉末冶金快速成形技术发展
如，选择性激光烧结，喷射成形等 （5）用于各种新材料及其成形加工
如，纳米材料及其成形工艺，新型复合材料，新型功能材料。
金属粉 末和粉 末冶金 材料、 制品的
应用
工业部门
地质、采矿工具 机械加工
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11 粉末冶金新技术新工艺11．1概述粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。
典型的粉末冶金产品生产工艺路线如图11-1所示。
粉末冶金的工艺发展已远远超过此范畴而日趋多样化，已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
粉末冶金技术有如下特点：(1)可以直接制备出具有最终形状和尺寸的零件，是一种无切削、少切削的新工艺，从而可以有效地降低零部件生产的资源和能源消耗；(2)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术；(3)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如多孔含油轴承、过滤材料、生物材料、分离膜材料、难熔金属与合金、高性能陶瓷材料等；(4)可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织，在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用；(5)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能；(6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。
近些年来，粉末冶金有了突破性进展，一系列新技术、新工艺大量涌现，例如：快速冷凝雾化制粉技术、机械合金化制粉技术、超微粉或纳米粉制备技术、溶胶-凝胶技术、粉末注射成形、温压成形、粉末增塑挤压、热等静压、烧结／热等静压、场活化烧结、微波烧结、粉末轧制、流延成形、爆炸成形、粉末热锻、超塑性等温锻造、反应烧结、超固相线烧结、瞬时液相烧结、自蔓延高温合成、喷射沉积、计算机辅助激光快速成形技术等。
这些新技术有的赋予原传统工艺步骤以新的内容和意义，有的把几个工艺步骤合为一步而成为一种崭新的工艺。
因此，使整个粉末冶金领域大大拓宽，并向着纵深方向发展。
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。
11．2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500～1000 m的粗粉末到粒度小于0.1 m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。
近些年，随着人们对雾化制粉技术快速冷凝特性的认识，其应用领域不断地拓宽，如高温合金、Al-Li合金、耐热铝合金、非晶软磁合金、稀土永磁合金、Cu-Pb和Cu-Cr假合金等。
借助高压液流(通常是水或油)或高压气流(空气、惰性气体)的冲击破碎金属液流来制备粉末的方法，称为气雾化或水(油)雾化法，统称二流雾化法(图11-2)；用离心力破碎金属液流称为离心雾化(图11-3)；利用超声波能量来实现液流的破碎称为超声雾化(图11-4)。
雾化制粉的冷凝速率一般为103～106℃／s。
11．2．1二流雾化根据雾化介质(气体、水或油)对金属液流作用的方式不同，二流雾化法具有多种形式：(1)垂直喷嘴。
雾化介质与金属液流互呈垂直方向，如图11-5(a)所示。
这样喷制的粉末一般较粗，常用来喷制铝、锌等粉末。
(2)V形喷嘴。
两股板状雾化介质射流呈V形，金属液流在交叉处被击碎，如图ll-5(b)所示。
这种喷嘴是在垂直喷嘴的基础上改进而成的，其特点是不易发生堵嘴。
瑞典霍格纳斯公司最早用此法以水喷制不锈钢粉。
(3)锥形喷嘴。
采用如图11-5(c)所示的环孔喷嘴，雾化介质以极高的速度从若干个均匀分布在圆周上的小孔喷出构成一个未封闭的气锥，交汇于锥顶点，将流经该处的金属液流击碎。
这种喷嘴雾化效率较高，但要求金属液流对中好，而且由于雾化介质高速射出时会在锥中形成真空，容易造成液滴反飞，并在喷嘴上凝固而堵嘴。
(4)漩涡环形喷嘴。
采用如图11-5(d)所示的环缝喷嘴，压缩气体从切向进入喷嘴内腔。
然后高速喷出形成一漩涡状锥体，金属液流在锥顶被击碎。
雾化介质与金属液流的相互作用既有物理-机械作用，又有物理-化学变化。
高速气体射流或水射流，既是使金属液流击碎的动力源，又是一种冷却剂，就是说，一方面，在雾化介质同金属液流之间既有能量交换(雾化介质的动能变为金属液滴的表面能)，又有热最交换(金属液滴将一部分热虽转给雾化介质)。
不论是能量交换，还是热量交换，都是一种物理-机械过程；另一方面，液体金属的黏度和表面张力在雾化过程和冷却过程中不断发生变化，这种变化反过来又影响雾化过程。
此外，在很多情况下，雾化过程中液体金属与雾化介质发生化学作用使金属液体改变成分(如氧化、脱碳等)，因此，雾化过程也就具有物理-化学过程的特点。
在液体金属不断被击碎成细小液滴时，高速射流的动能变为金属液滴增大总表面积的表面能。
这种能量交换过程的效率极低，据估计不超过1％。
目前，从定量方面研究二流雾化的机理还很不够。
雾化过程非常复杂。
影响粉末性能(化学成分、粒度、颗粒形状和内部结构等)的因素很多，主要有喷嘴和聚粉装置的结构、雾化介质的种类和压力、金属液的表面张力、黏度、过热度和液流直径。
显然，雾化介质流和金属液流的动力交互作用愈显著，雾化过程愈强烈。
金属液流的破碎程度取决于介质流的动能，特别是介质流对金属液滴的相对速度以及金属液流的表面张力和运动黏度。
一般来说，金属液流的表面张力、运动黏度值是很小的，所以介质流对金属液滴的相对速度是最主要的。
粉末的形状主要取决于液流的表面张力和冷凝的时间。
金属液流的表面张力大，并且液滴在凝固前有充足的球化时间，将有利于获得球形粉术。
图11-6显示了不同雾化方法所得到的粉末的照片。
11.2.1.1气体雾化气体雾化法所用的雾化压力一般为2～8MPa，制得的粉末粒径一般为50～100 m，多为表面光滑的球形。
近年来已发展了一种新的紧耦合(Close Coupled)气体雾化喷枪，可以极大提高细粉率，粒径为30～40 m的粉末可占75％左右，粉末的冷凝速度也相应有了提高。
超声气体雾化法(USGA)是气体雾化技术中较为先进的一种，它是用速度高达2.5马赫的高速高频(80~100kHz)脉冲气流作为雾化介质的。
这种超声气流是用一系列哈脱曼(Hartman)冲击波管产生。
超声气体雾化法具有很高的雾化效率，例如，采用超声气体雾化法可以制成粒径为8 m的锡合金粉末和平均粒径为20 m的铝合金粉未，而且在这种铝合金粉末中粒径小于50 m的粉末出粉率高达90％以上。
超声气体雾化生产低熔点合金已达工业生产规模，而对于高熔点合金仍处于实验阶段和实验性生产规模，其存在的主要问题是雾化过程不稳定，易造成“堵嘴”现象。
通过提高雾化气体的温度，使气体的出口速度提高，可进一步提高细粉末的出粉率。
另一个值得注意的是德国Gerking发明的层流气体雾化技术，该技术采用了特殊的喷嘴设计，使雾化气体以层流的形式喷出，可将金属液流进一步细化。
用该技术生产的铝粉的中位径只有18m，90％粉末的粒径小于30 m。
用该技术生产316L不锈钢粉末，其中位径为30 m，90％粉末的粒径小于80 m。
但是，由于该技术采用了很小直径的金属液流(约1mm)，批量生产时其导液管容易被堵塞。
全惰性气体雾化技术近年来发展很快，多种实验和生产规模的全惰性气体雾化制粉设备相继投入运行，为发展高性能的高温合金、铝合金、钛合金以及金属间化合物材料提供了有力的手段。
11.2.1.2高压水雾化在金属粉末雾化中发展最快的是20世纪60年代中期建立起来的高压水雾化技术。
水雾化法由于采用了密度较高的水做雾化介质，所以达到的冷凝速度要比一般气体雾化法高个数量级，粉末形状一般为不规则形。
它在纯铁粉、低合金钢粉、高合金钢粉、不锈钢粉和铜合金粉的制造中具有重大的技术经济优势，是钢铁粉末生产的主要发展方向。
高压水雾化目前只限于在不会出现过度氧化或在雾化期间形成的氧化物能很快被还原的那些可雾化合金。
在10MPa水压下的钢铁粉末粒度为100～200 m。
随着粉末注射成形等新型近净形成形技术的发展，超高压（>100MPa)水雾化被认为是制取细微(约100 m)粉末的有效途径。
例如，日本太洋金属公司为此开发了水压高达150MPa的超高压水雾化设备，其平均粒度可达3～5 m。
11．2．2离心雾化离心雾化法是利用机械旋转造成的离心力使金属熔液克服其表面张力，以细小的液滴甩出，然后在飞行过程中球化、冷凝成粉的一种制粉方法。
其中主要有旋转盘法(RD)(图11-3(a))、旋转坩埚法(RC)(图11-3(b))、旋转电极法(REP(图11-3(c))、电子束旋转电极法(EBRE)、等离子旋转电极法(PREP)(图11-7)等。
目前，上述方法都有工业性生产设备。
离心雾化的一个重要特点就是能制取几乎所有金属或合金的粉末，还可以制取难熔化合物(如氧化物，碳化物等)粉末。