水霧化與氣霧化合金粉末性能及成本的比較

sleepingcat

    水霧化與氣霧化制作合金粉末的方法，雖然制粉的原理相同，但制得的粉末的物理性能相差還是很大的，特別是形狀。由于氣體的熱容量要比水小，所以采用氣霧化時(shí)，合金受到的激冷度低，受到霧化介質(zhì)沖擊時(shí)，霧化成細(xì)小液滴的合金液不會(huì)馬上凝固，這給了合金液滴在下落過(guò)程中收縮成球的時(shí)間，所以容易獲得球形合金粉末。水霧化時(shí)情形正好相反，由于水對(duì)霧化成細(xì)小合金液滴的激冷作用，幾乎是在一瞬間，就凝固成了合金粉末，這使得那些表面張力較小的合金形成的合金粉末，呈土豆?fàn)罨虿灰?guī)則形狀，只有那些表面張力較大的合金，例如鎳基合金，才能做成球形合金粉末。通過(guò)調(diào)整霧化參數(shù)和霧化時(shí)合金液的過(guò)熱度，采用水霧化也能做出近似球形的合金粉末，滿足熱噴涂的需要。用于管狀焊絲的中間合金粉末，形狀上沒有特別的要求，水霧化比較適合。
   化學(xué)成份
   不論是采用水霧化還是采用氣霧化，制作出的合金粉末的化學(xué)成份不會(huì)因?yàn)橹谱鞣椒ǖ牟煌a(chǎn)生差異。
   金相組織
    采用氣霧化制作的合金粉末，合金的過(guò)冷度要比采用水霧化做的小許多，所以相同的化學(xué)成份，采用不同的霧化方法做出的合金粉末的金相組織會(huì)不一樣。
   合金粉末的氧含量
   合金粉末的氧含量，與合金本身對(duì)氧的敏感性和霧化時(shí)的霧化環(huán)境中的氧含量有關(guān)。如果合金本身對(duì)氧非常敏感，則不僅在霧化時(shí)要采取措施，在熔化時(shí)最好也采用真空熔煉。對(duì)于大多數(shù)合金，只要在霧化時(shí)采取減少與氧的接觸，就能達(dá)到降低合金粉末中氧的含量的目的。氣霧化時(shí)，通常是使用氮?dú)庾鳛殪F化介質(zhì)，大量的氮?dú)獬錆M了霧化區(qū)，將霧化區(qū)的氧氣驅(qū)逐掉了，所以能保護(hù)合金液滴在霧化及冷卻時(shí)很少氧化。
    當(dāng)一爐熔融的合金液被霧化成金屬粉末時(shí)，它的表面積在霧化的一瞬間增大了無(wú)數(shù)倍，換言之，其與氧結(jié)合的面積也增大了，有更多的金屬表面暴露在霧化環(huán)境中。所以，水霧化時(shí)，如果不采取措施，是無(wú)法避免合金液滴的氧化的。為了在水霧化時(shí)，能讓霧化環(huán)境少氧或無(wú)氧，首先，必須將霧化筒體密封起來(lái)，將霧化環(huán)境與周圍的環(huán)境隔絕開來(lái)。其次，是要將已封閉起來(lái)的霧化筒體中的氧氣排除掉。最后，是在霧化的過(guò)程中一直保持這樣的一個(gè)無(wú)氧或低氧的霧化環(huán)境，直到霧化結(jié)束，合金液滴全部凝固成合金粉末。
投資額
    水霧化和氣霧化在設(shè)備上投入的資金是差不多的，氣霧化的筒體的投入資金較大，但霧化介質(zhì)工作組
——?dú)馄拷M及表、閥投入小；水霧化則相反，霧化筒體投入要比氣化小，但高壓水泵、離心水泵的投入要大于氣霧化霧化介質(zhì)工作組。其它部分，二者的投入是相近的，綜合起來(lái)，就差不多了。
單位合金粉末生產(chǎn)成本
    每公斤合金粉末的生產(chǎn)成本，氣霧化要比水霧化高，實(shí)際測(cè)算，一瓶氮?dú)猓蠹s可做十到二十公斤的合金粉末，（合格粉的收得率多少與霧化器的效率有關(guān)）合到一公斤的合金粉末需要五到十元的霧化介質(zhì)費(fèi)用。水霧化時(shí)，霧化介質(zhì)所消耗的主要是運(yùn)行水泵時(shí)的電能，一次霧化下來(lái)，最多合到一公斤的合金粉末用掉零點(diǎn)五元的電費(fèi)。由于這個(gè)原因，市場(chǎng)上氣霧化合金粉末一般要比水霧化的貴一些。

海哥007

粉末冶金對(duì)于一般機(jī)械工程師來(lái)說(shuō)比較生疏,材料的選擇在機(jī)械設(shè)計(jì)中很重要.我廠生產(chǎn)的齒輪泵的齒輪在80年代就采用了鐵基粉末冶金.工藝性較好,節(jié)約了成本.后在其他零件上采用時(shí)出過(guò)一些問(wèn)題而夭折了.其原因是密度不夠.在油壓超過(guò)1.5Mpa時(shí)滲油．機(jī)械強(qiáng)度不夠好．難以用在有抗拉的零件上．時(shí)間又過(guò)了２０多年了，粉末冶金行業(yè)也應(yīng)有較大的發(fā)展，盼樓主或?qū)I(yè)人士把粉末冶金的有關(guān)數(shù)據(jù)和牌號(hào)以及價(jià)格詳細(xì)的介紹一番．讓大家敢于使用．

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阿偉8937

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采用五百大氣壓制作不銹鋼粉的方法  東建中　  021-65147943

1 前言
6 s; R: z, R+ t9 t! K8 D不銹鋼金屬是指一系列在空氣，水，鹽的水溶液，酸以及其它腐蝕介質(zhì)中具有高度化學(xué)穩(wěn)定性
的鋼種。在空氣中耐腐蝕的鋼稱為"不銹鋼"，在各種腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)中耐腐蝕的鋼種稱為"耐
, N" x- s! ^. C8 ]酸鋼"。通常，我們把不銹鋼與耐酸鋼統(tǒng)稱為不銹耐酸鋼，或簡(jiǎn)稱為不銹鋼。根據(jù)習(xí)慣用法，不
' e4 u) K5 t; r  {; o銹鋼一詞常包括耐酸鋼在內(nèi)。由于不銹鋼的優(yōu)異的耐腐蝕性能,它的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，特別是
不銹鋼金屬粉末，隨著金屬粉末制作工藝的進(jìn)步，成為粉末治金、注射成形、涂料等行業(yè)中的重
& e1 n/ `! j" g# Z+ R! ~8 f7 K& S要的原材料。
2 不銹鋼粉末的制作原理
2.1不銹鋼粉末，可以采用不同的方法制作，目前工業(yè)化制作的方法，主要是采用氣霧化法或水
+ t- e4 M% r: R/ k& L6 X霧化法制作。其制作的原理是：將不銹鋼金屬在熔爐中熔化，經(jīng)中間包過(guò)渡，注入到霧化區(qū)霧
化。為了控制金屬流的大小，在中間包的底部裝入特制的限流漏嘴。進(jìn)入霧化區(qū)的融熔金屬液
在漏嘴的控制下，呈穩(wěn)定的液流柱垂直落下。在霧化區(qū)，來(lái)自噴嘴的高速水流或氣流從不同的
方向沖擊金屬液流，將液流擊成碎塊，分散成為不銹鋼粉末。由于不銹鋼在霧化時(shí)屬于容易氧
化的金屬，在霧化時(shí)，單位體積的金屬的表面積增大了千萬(wàn)倍，不采取一定的保護(hù)措施時(shí)，所
得到的粉末表面會(huì)發(fā)生氧化，影響粉末的使用。如果不銹鋼粉末表面氧化比較嚴(yán)重時(shí)，粉末的
  J0 i( h3 ?7 W8 H2 F' Y表面將呈黃色，嚴(yán)重時(shí)會(huì)全部發(fā)黑。采取了保護(hù)措施的粉末，表面呈銀灰色的金屬光澤。
2.2 不銹鋼粉末的化學(xué)成份：[1]
' e7 K) ]9 F' ^# v0 E/ i                      表一、不銹鋼粉末的化學(xué)成份：
, o; I. b4 r; U. Y牌號(hào) 化學(xué)成份：(wt%)
# [" ~' t* F- L1 y! i C Cr Ni Si Mo Mn O Fe
7 d1 E! l: O( s& w, l. [/ r5 r304 0.03-2.0 18-20 10-12 0.7-0.8  <0.2 <0.05 余
304L <0.03 18-20 10-12 0.7-0.8  <0.2 <0.05 余
0 H6 }: ~% T. i& o316 0.03-2.0 16-18 12-14 <0.1 2-3 <2.0 <0.05 余
316L <0.03 16-18 12-14 <0.1 2-3 <2.0 <0.05 余
   不銹鋼金屬粉末的品種很多，表一所列出的是常用的幾種。
2.3不銹鋼粉的制作工藝
6 _% w% _  a( {# `% q5 B+ y0 h   不銹鋼粉末的制作：首先選用合適的霧化方法，可采用的方法有水霧化法和氣霧化法，
[1][2][3][4] 其制粉工藝流程為：
選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼原料--中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔化--成份調(diào)整--脫氧除渣--霧化制粉--質(zhì)量檢測(cè)--篩
分--包裝入庫(kù)
* z% D- F: o* [. Q2.4高壓水霧化制粉設(shè)備和工藝
高壓水霧化制粉設(shè)備有二種形式：
一種稱為暢開式，其特征是霧化時(shí)，霧化環(huán)境與大氣通，粉末如對(duì)氧敏感的話，則易氧化。
3 j( |5 ?) `( c  D4 @, V! y所以采用暢開式的設(shè)備，一般用于制作對(duì)粉末的氧含量要求不高或不易氧化的硅鐵粉、鉻鐵
粉、銅合金粉、熱噴涂用的鎳基合金粉等粉末。采用暢開式水霧化設(shè)備生產(chǎn)金屬粉末的單位
很多，在上海地區(qū)有上海司太立公司、大通合金粉末有限公司、億通寶合金粉末有限公司等。
另一種是全封閉式，其特征是霧化時(shí)，霧化環(huán)境與大氣隔絕，金屬在低真空狀態(tài)下進(jìn)行霧化
，它適合那些對(duì)氧敏感的金屬，用全封閉式設(shè)備制得的金屬粉末，其含氧量很低，能滿足客
! P! l% J6 U$ \戶對(duì)含氧量低的要求。上海地區(qū)如崇明合金粉末廠等就是采用此種設(shè)備生產(chǎn)鈷基合金粉末、
鎳基合金粉末、鐵基合金粉末等各類合金粉末，
高壓水霧化法制作不銹鋼粉末時(shí)，主要使用的設(shè)備有：
一：中頻感應(yīng)熔煉爐，用于熔煉的爐子，其容積大小可根據(jù)年產(chǎn)量定，一般選用一百公斤的，
年產(chǎn)量在二百到三百噸左右。
二：高壓水泵，水泵的壓力10~50Mp,視不銹鋼粉末的用途選用，常用的壓力在25Mp。
三：全封閉式制粉裝置，包括霧化噴嘴、中間包、旋流器等部分，這是粉末能否制作得好的
關(guān)鍵設(shè)備，在霧化時(shí)，高溫的金屬遇到霧化介質(zhì)水時(shí)，其中的熱量迅速傳遞給水，使水氣化
，同時(shí)產(chǎn)生大量的水蒸氣，使密封的霧化裝置中的氣壓飛快的提高。為了保證操作人員的安
全和霧化過(guò)程的順利進(jìn)行，必須不斷地將產(chǎn)生的水蒸氣移出霧化裝置。
8 m* I: ^9 k, p! m& r5 e四：循環(huán)水水池，使用循環(huán)水池的目的，是為了不向環(huán)境排放富含金屬離子的霧化廢水，減
少環(huán)境污染。循環(huán)水經(jīng)沉淀、過(guò)濾處理后再用作霧化介質(zhì)。有人建議采用去離子水，認(rèn)為可
1 o" B1 v6 q) `以提高粉末的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)我們的對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用循環(huán)水與采用去離子水，所制得的不銹
鋼粉末，在質(zhì)量上沒有出別。采用去離子水，由于要另外投資一套制作去離子水的裝置，大
6 ~! a. w7 K1 |, g" v3 m" k約要增加百分之十五左右的投資額。同時(shí)，在日常生產(chǎn)中，去離子水設(shè)備的運(yùn)作，無(wú)疑也增
加了每公斤不銹鋼粉末的制作成本，所以一般不采用。
+ L( T" F1 Q) p  r5 B五：篩分和包裝設(shè)備、檢測(cè)儀器等。
7 V' ~# S- L6 I! _3 不銹鋼粉末的應(yīng)用
3.1 不銹鋼磷片涂料
不銹鋼磷片涂料用于重防腐涂料中，由于其本身的優(yōu)良耐蝕性能，它的加入增強(qiáng)了涂層的耐
化學(xué)藥品性以及抗老化的性能，同時(shí)增強(qiáng)了涂層耐磨耐溫度變化的性能。不銹鋼磷片在涂層
) f, N. G" {6 L4 t2 j3 E中與基體相互平行疊加排列，形成致密的防滲透層。據(jù)測(cè)算，在一到二毫米左右厚的涂層中
不銹鋼磷片層的分布可達(dá)到上百層，延長(zhǎng)了介質(zhì)滲透擴(kuò)散的路程，使得介質(zhì)須經(jīng)過(guò)彎彎曲曲
: W0 z3 X3 G- j# Z( R的路徑才能滲透擴(kuò)散到金屬基體的表面。不銹鋼磷片在涂層中形成了無(wú)數(shù)的微小區(qū)域，將環(huán)
( D. k& H: n) L, Z- T* o氧樹脂中的微裂紋、微氣泡切割分離開來(lái)，減少了涂層與金屬基體之間的熱膨脹系數(shù)之差，
( r: C8 l/ M+ K# k* d降低了涂層硬化時(shí)的收縮率以及涂層內(nèi)部的應(yīng)力。抑制了涂層龜裂、剝落，提高了涂層的粘
9 k' V* \% |5 m# _' t5 ~5 E0 w結(jié)力和抗沖擊性。
. g- a0 u, ]9 ^; L; c. u3.2 不銹鋼拋丸
隨著國(guó)內(nèi)汽車、摩托車等行業(yè)的迅速發(fā)展，有色鑄造行業(yè)對(duì)表面處理的要求越來(lái)越高，作為
表面處理中常用的易耗品之一，不銹鋼金屬拋丸的用量也不斷增加，一年要消耗上千噸。國(guó)
內(nèi)不銹鋼拋丸市場(chǎng)大部分被埃文、福爾康等外國(guó)公司所壟斷，市場(chǎng)價(jià)每公斤在三十五元左右。
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)用戶的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)不銹鋼拋丸的市場(chǎng)需求量很大，目前每噸不銹鋼拋丸的生
產(chǎn)成本：（資料為：二○○二年八月）
     不銹鋼原料：                                   七千到八千元
7 f! f8 F* D1 m3 a4 ?6 Z6 N& B7 f
     電力：                                         二千元
0 D" U9 u. ~) L4 s9 G2 p) L, M3 b     霧化氣                                         三千五百元
     人工：                                         一千元
     銷售、包裝等                                   一千五百元
     合計(jì)：                                         一萬(wàn)五千到一萬(wàn)六千元
每噸不銹鋼拋丸的銷售價(jià)，預(yù)計(jì)為三萬(wàn)元，每噸可獲毛利一萬(wàn)五千元左右，以上計(jì)算不包括設(shè)
0 S, m5 y3 n9 r* T5 d7 ?% P備折舊、各種稅等，利潤(rùn)須根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)量來(lái)確定。
3.3金屬過(guò)濾砂簡(jiǎn)稱金屬砂、不銹鋼砂，它是以高級(jí)不銹鋼為原料，采用特殊技術(shù)開發(fā)的新型尖
端過(guò)濾材料，世界上只有少數(shù)幾個(gè)公司能生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)于九十年代初開發(fā)成功并投入大批量生產(chǎn)。    金屬砂是隨著FDY和超細(xì)纖維設(shè)備技術(shù)的引進(jìn)、外商為保證達(dá)到合同考核指標(biāo)，作為專業(yè)軟件技術(shù)（know-how）輸入我國(guó)的，過(guò)去依賴進(jìn)口，現(xiàn)在可以出口。    從杜邦為中心的歐美各合纖廠，日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等地的合纖廠近幾年廣泛使用金屬過(guò)濾砂。我國(guó)一些知名的滌淪長(zhǎng)絲、錦淪長(zhǎng)絲企業(yè)（中資、外資、合資）、緊跟世界上合成化纖工業(yè)技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新的潮流、相繼采用金屬砂。與金屬砂相比，海砂（二氧化硅）、金剛砂（三氧化二鋁）、玻璃珠、多層燒結(jié)金屬網(wǎng)等在過(guò)濾的綜合性能方面相差很大。使用金屬砂有二大好處：第一、可以較大幅度地提高產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品的一等率一般可提高3-5個(gè)百分點(diǎn)，最高可達(dá)10個(gè)百分點(diǎn)，在紡多孔絲和一些高附加值的品種時(shí)，更是非金屬砂莫屬；第二、可延長(zhǎng)組件使用周期至少一倍以上，這樣可減少組件中成本較高的各種網(wǎng)、墊片用量，減少換組件的原料消耗，減少組件處理的費(fèi)用，可明顯降低生產(chǎn)成本。金屬砂之所以受歡迎是由于它的特殊結(jié)構(gòu)和性能；第一、不定形多邊略帶空必的構(gòu)造使其具有較大的空隙率和比表面積，海砂、金鋼砂都是實(shí)心的構(gòu)造。過(guò)濾性能與過(guò)濾材料的空隙率和比表面的大小成正比。第二、尖銳的端緣等多突起形狀，有利于分割高聚物凝聚成份。第三、不銹鋼金屬所特有的高
- G7 q: E" O1 s抗壓抗拉強(qiáng)度，使得金屬砂很少破碎，可減少飄絲、斷頭。第四、金屬的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于海砂
等非金屬，可使熔體溫度更均勻。第五、使用簡(jiǎn)單、方便，不用水洗、不用篩洗，由于結(jié)構(gòu)的特
殊，甚至可以一個(gè)規(guī)格單一使用。（當(dāng)然也可以不同規(guī)格，按不同配比使用）。    目前國(guó)內(nèi)外
常用的規(guī)格有：    20/40目  40/60目   60/80目   80/120目 。
( f3 ~6 D) ?5 U# V# ~    不銹鋼粉末在其它方面也有許多應(yīng)用，在此就不一一例舉了。
如果你需要不銹鋼粉末制作設(shè)備或工藝，可與作者聯(lián)系，同時(shí)代理各種金屬粉末，價(jià)格面議，有
1 z5 o8 d- V* X8 b關(guān)資料函索即寄。有問(wèn)題請(qǐng)與作者溝通。
參考文獻(xiàn)
[1] 東建中，水霧化合金粉末生產(chǎn)工藝,上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第5卷第2期
' L# b, |, \# H) U9 I& ][2] 東建中，高壓水霧化法生產(chǎn)低含氧量金屬粉末的實(shí)踐,1990年全國(guó)熱噴涂技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流
會(huì)論文集，P38
[3] 東建中， 金屬粉末的二流霧化法制造工藝,金屬世界，1995年第4期，P12
( Z( `5 i7 w4 t/ l- O! y- `[4] 東建中，水霧化法制造超細(xì)金屬粉末的工藝與設(shè)備,第五屆華東地區(qū)焊接技術(shù)交流會(huì)
（1999 山東*濟(jì)南）-上海市論文集，P97-98
& w  y' g: ?& m6 l
/ X) Z; F4 y- F" y5 w4 }' g讀者如果想作更多的了解或進(jìn)行交流，請(qǐng)?jiān)谝韵聲r(shí)間與東建中電話聯(lián)系：
( l! p' c8 n1 j2 V* Y星期一至星期五晚上六點(diǎn)以后，星期六、星期天及節(jié)假日全天。
5 _% i; m2 k; R% F電話：021-65147943
E-Mail:   ddddy@itiz.net 到以下網(wǎng)址查
% Q& R- A4 E1 `) j3 m3 x+ m
; D1 g6 n" n5 d! ?       詢http://tw.netsh.com/eden/bbs/703230/更多內(nèi)容：     http://sh.netsh.com/bbs/15920
& O" V7 T2 _& l9 a: h或   http://www.longonline.net/bbs3000/bbs.cgi?id=200401262040

胡老師

回復(fù) lclxkj 的帖子
: }  L( M: j7 [$ W. Q
可提供水霧化技術(shù)189068110930

魚行江門

lclxkj 發(fā)表于 2010-7-6 14:19
, Q* C. C6 H# d$ c( P" y為什么不推廣水霧化呢，既然物美價(jià)廉？我們想做水霧化的話，有哪些設(shè)備廠家？請(qǐng)回復(fù)。

我們公司主要使用水霧化鐵粉和還原鐵粉。。。。水霧化鐵粉好像用的更多些，因?yàn)樾阅苌纤F化鐵粉好些，價(jià)格比還原鐵貴。。。。。這個(gè)主要看產(chǎn)品性能要求吧

zhangsircs

提供銅及銅基粉末的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備服務(wù)，保證貴司正常生產(chǎn)，產(chǎn)生效益。13716011963

zhangsircs

提供銅及銅基粉末的使用服務(wù)和指導(dǎo)，保證貴司正常生產(chǎn)，產(chǎn)生效益。13716011963