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，合金受到的激冷度低，受到霧化介質沖擊時，霧化成細小液滴的合金液不會馬上凝固，這給了合金液滴在下落過程中收縮成球的時間，所以容易獲得球形合金粉末。水霧化時情形正好相反，由于水對霧化成細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，呈土豆狀或不規則形狀，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。通過調整霧化參數和霧化時合金液的過熱度，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成份不會因為制作方法的不同而產生差異。
   金相組織
    采用氣霧化制作的合金粉末，合金的過冷度要比采用水霧化做的小許多，所以相同的化學成份，采用不同的霧化方法做出的合金粉末的金相組織會不一樣。
   合金粉末的氧含量
   合金粉末的氧含量，與合金本身對氧的敏感性和霧化時的霧化環境中的氧含量有關。如果合金本身對氧非常敏感，則不僅在霧化時要采取措施，在熔化時最好也采用真空熔煉。對于大多數合金，只要在霧化時采取減少與氧的接觸，就能達到降低合金粉末中氧的含量的目的。氣霧化時，通常是使用氮氣作為霧化介質，大量的氮氣充滿了霧化區，將霧化區的氧氣驅逐掉了，所以能保護合金液滴在霧化及冷卻時很少氧化。
    當一爐熔融的合金液被霧化成金屬粉末時，它的表面積在霧化的一瞬間增大了無數倍，換言之，其與氧結合的面積也增大了，有更多的金屬表面暴露在霧化環境中。所以，水霧化時，如果不采取措施，是無法避免合金液滴的氧化的。為了在水霧化時，能讓霧化環境少氧或無氧，首先，必須將霧化筒體密封起來，將霧化環境與周圍的環境隔絕開來。其次，是要將已封閉起來的霧化筒體中的氧氣排除掉。最后，是在霧化的過程中一直保持這樣的一個無氧或低氧的霧化環境，直到霧化結束，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，但霧化介質工作組
——氣瓶組及表、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工作組。其它部分，二者的投入是相近的，綜合起來，就差不多了。
單位合金粉末生產成本
    每公斤合金粉末的生產成本，氣霧化要比水霧化高，實際測算，一瓶氮氣，大約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）合到一公斤的合金粉末需要五到十元的霧化介質費用。水霧化時，霧化介質所消耗的主要是運行水泵時的電能，一次霧化下來，最多合到一公斤的合金粉末用掉零點五元的電費。由于這個原因，市場上氣霧化合金粉末一般要比水霧化的貴一些。

海哥007

粉末冶金對于一般機械工程師來說比較生疏,材料的選擇在機械設計中很重要.我廠生產的齒輪泵的齒輪在80年代就采用了鐵基粉末冶金.工藝性較好,節約了成本.后在其他零件上采用時出過一些問題而夭折了.其原因是密度不夠.在油壓超過1.5Mpa時滲油．機械強度不夠好．難以用在有抗拉的零件上．時間又過了２０多年了，粉末冶金行業也應有較大的發展，盼樓主或專業人士把粉末冶金的有關數據和牌號以及價格詳細的介紹一番．讓大家敢于使用．

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阿偉8937

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dfangman

采用五百大氣壓制作不銹鋼粉的方法  東建中　  021-65147943
$ A) _: `+ ?* d4 Q
1 前言
- ~- \" V7 {9 i, T8 F4 `: q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中具有高度化學穩定性
的鋼種。在空氣中耐腐蝕的鋼稱為"不銹鋼"，在各種腐蝕性較強的介質中耐腐蝕的鋼種稱為"耐
酸鋼"。通常，我們把不銹鋼與耐酸鋼統稱為不銹耐酸鋼，或簡稱為不銹鋼。根據習慣用法，不
銹鋼一詞常包括耐酸鋼在內。由于不銹鋼的優異的耐腐蝕性能,它的應用范圍不斷擴大，特別是
# _! P( ?( b! W% {5 l不銹鋼金屬粉末，隨著金屬粉末制作工藝的進步，成為粉末治金、注射成形、涂料等行業中的重
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，目前工業化制作的方法，主要是采用氣霧化法或水
* l  B! V5 V: R1 _1 s5 w霧化法制作。其制作的原理是：將不銹鋼金屬在熔爐中熔化，經中間包過渡，注入到霧化區霧
0 Q- V7 F& o/ X' k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。進入霧化區的融熔金屬液
, J1 u5 B. T# h1 s在漏嘴的控制下，呈穩定的液流柱垂直落下。在霧化區，來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屬于容易氧
0 m6 \  N( u7 l- |! Q5 R化的金屬，在霧化時，單位體積的金屬的表面積增大了千萬倍，不采取一定的保護措施時，所
得到的粉末表面會發生氧化，影響粉末的使用。如果不銹鋼粉末表面氧化比較嚴重時，粉末的
# q1 F2 a2 K0 P$ q6 s' R% H表面將呈黃色，嚴重時會全部發黑。采取了保護措施的粉末，表面呈銀灰色的金屬光澤。
2 z# {2 V8 U# ^9 a2 j) g3 a' @+ p* g" C2.2 不銹鋼粉末的化學成份：[1]
                      表一、不銹鋼粉末的化學成份：
牌號 化學成份：(wt%)
C Cr Ni Si Mo Mn O Fe
1 F( s( S2 m. s! U/ B304 0.03-2.0 18-20 10-12 0.7-0.8  <0.2 <0.05 余
# w/ d$ `" J5 G  p( M+ L- G304L <0.03 18-20 10-12 0.7-0.8  <0.2 <0.05 余
316 0.03-2.0 16-18 12-14 <0.1 2-3 <2.0 <0.05 余
5 s: [% ?6 D- p% h2 D316L <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
   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，
, i# ?: Q  r3 N$ i[1][2][3][4] 其制粉工藝流程為：
選用優質不銹鋼原料--中頻感應爐內熔化--成份調整--脫氧除渣--霧化制粉--質量檢測--篩
分--包裝入庫
2.4高壓水霧化制粉設備和工藝
" n) z: T' n7 F' x高壓水霧化制粉設備有二種形式：
0 L" X0 h) i9 T! |1 b一種稱為暢開式，其特征是霧化時，霧化環境與大氣通，粉末如對氧敏感的話，則易氧化。
所以采用暢開式的設備，一般用于制作對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備生產金屬粉末的單位
5 [( U0 @% c; R9 A很多，在上海地區有上海司太立公司、大通合金粉末有限公司、億通寶合金粉末有限公司等。
8 p3 L$ |% j9 V' Q. W6 @另一種是全封閉式，其特征是霧化時，霧化環境與大氣隔絕，金屬在低真空狀態下進行霧化
6 ~1 S& ^4 Z. }3 i+ Y& n, l，它適合那些對氧敏感的金屬，用全封閉式設備制得的金屬粉末，其含氧量很低，能滿足客
/ A8 S" c7 g) j9 U1 s戶對含氧量低的要求。上海地區如崇明合金粉末廠等就是采用此種設備生產鈷基合金粉末、
! z' q# z' `$ d2 p* [9 w鎳基合金粉末、鐵基合金粉末等各類合金粉末，
, |5 n3 F; f) A% n/ n, f9 }2 W% r高壓水霧化法制作不銹鋼粉末時，主要使用的設備有：
' q, S- ^5 ]5 U9 q& ~- }一：中頻感應熔煉爐，用于熔煉的爐子，其容積大小可根據年產量定，一般選用一百公斤的，
" l  M6 D1 C* ?/ y8 i年產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
) J+ f) q, B( T  s) e關鍵設備，在霧化時，高溫的金屬遇到霧化介質水時，其中的熱量迅速傳遞給水，使水氣化
1 J* ]. R" _" g7 d，同時產生大量的水蒸氣，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
全和霧化過程的順利進行，必須不斷地將產生的水蒸氣移出霧化裝置。
/ ]. v7 Y% U+ J( K* |四：循環水水池，使用循環水池的目的，是為了不向環境排放富含金屬離子的霧化廢水，減
9 o5 G8 v5 i# F7 q9 G8 O少環境污染。循環水經沉淀、過濾處理后再用作霧化介質。有人建議采用去離子水，認為可
! }# W; o; ^: `以提高粉末的質量，經過我們的對比試驗，發現采用循環水與采用去離子水，所制得的不銹
鋼粉末，在質量上沒有出別。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
約要增加百分之十五左右的投資額。同時，在日常生產中，去離子水設備的運作，無疑也增
加了每公斤不銹鋼粉末的制作成本，所以一般不采用。
3 m5 w# J# _6 X4 b五：篩分和包裝設備、檢測儀器等。
3 不銹鋼粉末的應用
3.1 不銹鋼磷片涂料
) ^3 E6 i2 ^+ z2 b  G" Q! u不銹鋼磷片涂料用于重防腐涂料中，由于其本身的優良耐蝕性能，它的加入增強了涂層的耐
" D1 D2 L+ w  x. F化學藥品性以及抗老化的性能，同時增強了涂層耐磨耐溫度變化的性能。不銹鋼磷片在涂層
! i4 e9 _, J! e2 s7 w  @+ {& S; K1 L中與基體相互平行疊加排列，形成致密的防滲透層。據測算，在一到二毫米左右厚的涂層中
不銹鋼磷片層的分布可達到上百層，延長了介質滲透擴散的路程，使得介質須經過彎彎曲曲
0 G8 D4 g6 Y8 U7 X4 A的路徑才能滲透擴散到金屬基體的表面。不銹鋼磷片在涂層中形成了無數的微小區域，將環
氧樹脂中的微裂紋、微氣泡切割分離開來，減少了涂層與金屬基體之間的熱膨脹系數之差，
降低了涂層硬化時的收縮率以及涂層內部的應力。抑制了涂層龜裂、剝落，提高了涂層的粘
結力和抗沖擊性。
3.2 不銹鋼拋丸
隨著國內汽車、摩托車等行業的迅速發展，有色鑄造行業對表面處理的要求越來越高，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
* r7 M6 @# g  t" q: V5 P: o/ Q內不銹鋼拋丸市場大部分被埃文、福爾康等外國公司所壟斷，市場價每公斤在三十五元左右。
根據對國內用戶的調查，發現生產不銹鋼拋丸的市場需求量很大，目前每噸不銹鋼拋丸的生
產成本：（資料為：二○○二年八月）
  L( ^, O7 r* M- Z4 }' e4 e% O4 ~     不銹鋼原料：                                   七千到八千元

  e% @. c6 }/ k# w  j# ^     電力：                                         二千元
     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：                                         一萬五千到一萬六千元
每噸不銹鋼拋丸的銷售價，預計為三萬元，每噸可獲毛利一萬五千元左右，以上計算不包括設
9 b) P" c" z. {2 g1 g備折舊、各種稅等，利潤須根據實際的生產量來確定。
3.3金屬過濾砂簡稱金屬砂、不銹鋼砂，它是以高級不銹鋼為原料，采用特殊技術開發的新型尖
端過濾材料，世界上只有少數幾個公司能生產，國內于九十年代初開發成功并投入大批量生產。    金屬砂是隨著FDY和超細纖維設備技術的引進、外商為保證達到合同考核指標，作為專業軟件技術（know-how）輸入我國的，過去依賴進口，現在可以出口。    從杜邦為中心的歐美各合纖廠，日本、韓國、臺灣等地的合纖廠近幾年廣泛使用金屬過濾砂。我國一些知名的滌淪長絲、錦淪長絲企業（中資、外資、合資）、緊跟世界上合成化纖工業技術發展和創新的潮流、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、多層燒結金屬網等在過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品質量，產品的一等率一般可提高3-5個百分點，最高可達10個百分點，在紡多孔絲和一些高附加值的品種時，更是非金屬砂莫屬；第二、可延長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、墊片用量，減少換組件的原料消耗，減少組件處理的費用，可明顯降低生產成本。金屬砂之所以受歡迎是由于它的特殊結構和性能；第一、不定形多邊略帶空必的構造使其具有較大的空隙率和比表面積，海砂、金鋼砂都是實心的構造。過濾性能與過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
+ ~* X/ D0 [2 I抗壓抗拉強度，使得金屬砂很少破碎，可減少飄絲、斷頭。第四、金屬的導熱系數遠遠高于海砂
等非金屬，可使熔體溫度更均勻。第五、使用簡單、方便，不用水洗、不用篩洗，由于結構的特
殊，甚至可以一個規格單一使用。（當然也可以不同規格，按不同配比使用）。    目前國內外
2 N# R2 V) k* U& d6 }/ |& E常用的規格有：    20/40目  40/60目   60/80目   80/120目 。
    不銹鋼粉末在其它方面也有許多應用，在此就不一一例舉了。
如果你需要不銹鋼粉末制作設備或工藝，可與作者聯系，同時代理各種金屬粉末，價格面議，有
關資料函索即寄。有問題請與作者溝通。
參考文獻
0 l, {0 C& F; j6 U3 n0 Q) g  z3 b# o, w[1] 東建中，水霧化合金粉末生產工藝,上海工程技術大學學報（自然科學版）第5卷第2期
. o8 c: X! l3 k0 \4 ?[2] 東建中，高壓水霧化法生產低含氧量金屬粉末的實踐,1990年全國熱噴涂技術經驗交流
* Y1 W2 _1 C) L8 ~& a& \! Q會論文集，P38
9 z$ A/ I$ i1 z[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
: ?' K* f! ~; w5 n0 i[4] 東建中，水霧化法制造超細金屬粉末的工藝與設備,第五屆華東地區焊接技術交流會
' X! F) g7 p" E) a$ n4 g! V（1999 山東*濟南）-上海市論文集，P97-98

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胡老師

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可提供水霧化技術189068110930

魚行江門

lclxkj 發表于 2010-7-6 14:19
為什么不推廣水霧化呢，既然物美價廉？我們想做水霧化的話，有哪些設備廠家？請回復。

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，因為性能上水霧化鐵粉好些，價格比還原鐵貴。。。。。這個主要看產品性能要求吧

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