Методы приготовления металлического порошка | Информация об отрасли

---

Методы подготовки металлического порошка

Порошковая металлургия представляет собой процесс приготовления металлических порошков и использования порошка металлов (или смеси металлов и неметаллов) в качестве сырья для формования деталей и изделий путем формования и спекания. В качестве основного сырья для промышленности металлический порошок широко используется в машиностроении, металлургии, химической промышленности и аэрокосмических материалах. Металлический порошок - это основное сырье отрасли порошковой металлургии, ее объем и качество определяют развитие отрасли порошковой металлургии. В этой статье мы подробно рассмотрим методы приготовления металлического порошка . .

Методы приготовления металлического порошка

металлический порошок обычно представляет собой агрегат металлических частиц размером менее 1 мм, и нет единого регулирования разделения интервала размеров частиц.

Обычно используются следующие методы:частицы размером 1000 ~ 50 мкм обычная пудра; 50 ~ 10 мкм представляет собой мелкий порошок; 10 ~ 0,5 мкм очень мелкий порошок; <0,5 мкм представляет собой ультратонкий порошок; 0,1 ~ 100 нм нанопорошок.

Каждая из частиц порошка может быть кристаллом или множеством кристаллов в зависимости от размера частицы и метода приготовления.

Методы подготовки металлического порошка

В настоящее время существуют десятки методов промышленного производства порошков. Однако, с точки зрения фактического анализа производственного процесса, он в основном делится на механические и физико-химические методы, которые могут быть получены путем прямой очистки твердых, жидких и газообразных металлов, а также получаются соединения металлов в различных состояниях. восстановлением, пиролизом и электролизом.

Карбиды, нитриды, бориды и силициды тугоплавких металлов обычно могут быть получены непосредственно методами компаундирования или восстановления-комбинирования. Форма, структура и размер частиц одного и того же порошка часто сильно различаются в зависимости от метода приготовления.

Методы приготовления металлического порошка

Методы подготовки металлического порошка - 1. Механическая физика

Механический метод - это технологический способ дробления металла на порошок желаемого размера с помощью внешней механической силы и химического состава материала в препарате. процесс существенно не изменился.

В настоящее время широко используются такие методы, как шаровая мельница и измельчение, которые обладают преимуществами простого процесса и большого выхода, а также позволяют получать сверхмелкозернистые порошки металлов и сплавов с высокой температурой плавления, которые сложно получить обычными методами.

* Шаровое фрезерование

Метод шаровой мельницы в основном делится на метод катящегося шара и метод вибрационного шарового мельницы, в котором используется механизм, в котором металлические частицы деформируются с разной скоростью деформации для разрушения и измельчения. .

Этот метод в основном подходит для приготовления порошков, таких как сплавы Sb, Cr, Mn и Fe-Cr. Он обладает преимуществами непрерывной работы, высокой производительностью, подходит для сухого и влажного измельчения и может использоваться для приготовления порошков различных металлов и сплавов.

Недостатком является то, что избирательность материала невелика, и его трудно классифицировать в процессе приготовления порошка.

Изображения ПЭМ образцов порошка, полученных с помощью шаровой мельницы для 12 ч (а), 18 ч (б) и 24 ч (в) при 150 об / мин

* Шлифовка

метод измельчения состоит в том, чтобы распылять сжатый газ через специальное сопло и распылять его в зоне измельчения, в результате чего материалы в зоне измельчения сталкиваются друг с другом и втираются в порошок. После расширения воздушного потока материал поднимается в зону классификации, и материал по размеру частиц сортируется турбинным классификатором, а оставшийся крупнозернистый порошок возвращается в зону измельчения для продолжения измельчения до тех пор, пока не будет отделен требуемый размер частиц.

Метод шлифования широко используется в сверхтонком измельчении неметаллов, химического сырья, пигментов, абразивов, медицинских препаратов и других отраслях промышленности. Поскольку измельчение производится сухим способом, процесс обезвоживания и сушки материала исключается. Продукт имеет высокую чистоту, высокую активность, хорошую диспергируемость, мелкий размер частиц и узкое распределение, а также гладкую поверхность частиц.

Однако метод измельчения имеет высокую стоимость производства, и в процессе производства металлического порошка в качестве источника сжатого газа должен использоваться непрерывный инертный газ или газообразный азот, а потребление газа велико, поэтому он подходит только для дробления и измельчения хрупких металлов и сплавы.

* Распыление

атомизация обычно выполняется с использованием газа под высоким давлением или жидкости под высоким давлением или лопасти, вращающейся с высокой скоростью, чтобы разбить высокотемпературный расплавленный металл или сплав под высоким давлением на мелкие капли, а затем конденсацию в коллекторе для получить сверхмелкозернистый металлический порошок.

метод атомизации является одним из основных методов производства порошков металлов и сплавов, и в этом процессе нет химических изменений. Метод распыления обычно применяется для производства металлических порошков, таких как Fe, Sn, Zn, Pb, Cu и т. д., а также может использоваться для производства порошков сплавов, таких как бронза, латунь, углеродистая сталь и легированная сталь.

атомизация

распыленный порошок обладает такими преимуществами, как высокая сферичность, контролируемый размер частиц порошка, низкое содержание кислорода, низкая стоимость производства и приспособляемость к производству различных металлических порошков. Это стало основным направлением развития высокопроизводительных технологий подготовки порошков из специальных сплавов.

Однако метод атомизации имеет недостатки, заключающиеся в низкой эффективности производства, низком выходе сверхмелкозернистого порошка и относительно большом потреблении энергии.

Микроструктура порошка нержавеющей стали, напечатанного на 3D-принтере

Методы подготовки металлического порошка - 2. Физико-химический метод

Физико-химический метод относится к способу производства ультратонкого порошка путем изменения химического состава или агрегатного состояния сырья во время приготовления порошка. Согласно различным химическим принципам, его можно разделить на метод восстановления, метод электролиза и метод химической замены.

* Уменьшение

Восстановление - это метод восстановления оксида металла или соли металла с использованием восстановителя при определенных условиях для получения порошка металла или сплава, и он является одним из наиболее широко используемых. методы фрезерования в производстве.

Обычно используемые восстановители - это восстановители газа (например, водород, разлагающий аммиак, преобразование природного газа и т. д.), твердые восстановители углерода (например, древесный уголь, кокс, антрацит. и т. д.) и восстановители металлов (например, кальций, магний, натрий и т. д.).

Гидрирование, дегидрирование с водородом в качестве реакционной среды, является наиболее представительным методом приготовления. Он использует характеристики легкого гидрирования металла исходного материала, гидрирует металл водородом при определенной температуре с образованием гидрида металла, а затем механически разрушает полученный гидрид металла на порошок желаемого размера частиц, а затем разрушает металл. гидрид. Водород из порошка удаляли под вакуумом, чтобы получить металлический порошок.

Метод восстановления в основном применяется для получения порошков металлов (сплавов), таких как титан . , железо, вольфрам , молибден , ниобий , и вольфрам-рениевый.

Например, титан (порошок) начинает бурно реагировать с водородом при определенной температуре. Когда содержание водорода превышает 2,3%, гидрид становится рыхлым и легко превращается в мелкие частицы порошка гидрида титана. Порошок гидрида титана разлагается при температуре около 700 ° C, и большая часть растворенного в нем водорода удаляется с получением порошка титана.

Преимуществами метода сокращения являются простота эксплуатации, легкий контроль параметров процесса, высокая эффективность производства, низкая стоимость и пригодность для промышленного производства. Недостатком является то, что он подходит только для металлических материалов, которые легко вступают в реакцию с водородом, становятся хрупкими и легко ломаются после поглощения водорода.

* Электролиз

Электролиз представляет собой метод нанесения металлического порошка на катод путем электролитического плавления водного раствора соли или соли. Электролитический водный раствор может производить порошки металлов (сплавов), таких как Cu, Ni, Fe, Ag, Sn и Fe-Ni, а электролитическая расплавленная соль может давать металлические порошки, такие как Zr, Ta, Ti и Nb.

Преимущество метода электролиза заключается в том, что чистота полученного металлического порошка относительно высока, а чистота элементарного порошка может достигать 99,7% или более.

Кроме того, с помощью метода электролиза можно хорошо контролировать размер частиц порошка и получать ультратонкий порошок. Однако электролитическое порошкообразование требует большого количества электроэнергии и больших затрат на измельчение.

Подготовка устройства для приготовления порошка железа к ультразвуковому электролизу

* Гидроксил

Гидроксильный метод относится к синтезу определенных металлов (железа, никеля и т. д.) и оксид углерода на карбонильные соединения металлов, которые затем термически разлагаются на металлические порошки и оксид углерода. В промышленности гидроксильный метод в основном используется для производства тонкодисперсных порошков и ультратонких порошков никеля и железа, а также порошков сплавов, таких как Fe-Ni, Fe-Co и Ni-Co. Порошок, полученный гидроксильным методом, очень мелкий и имеет высокую чистоту, но его стоимость также высока.

* Химическая замена

Метод химической замены основан на активности металла, причем металл обладает небольшой активностью, которая вытесняется из раствора соли металла высокоактивным металлом, а металл полученные заменой подвергаются дальнейшей обработке и уточнению другими методами. Этот метод в основном применяется для приготовления порошков неактивных металлов, таких как Cu, Ag и Au.

Сводка

Спасибо за то, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять методы приготовления металлического порошка . . Если вы хотите узнать больше о металлическом порошке, посетите страницу Advanced Refractory Metals . ( ARM ) для получения дополнительной информации.

Головной офис находится в Лейк-Форест, Калифорния, США, ARM является одним из ведущих производителей и поставщиков металлических порошков по всему миру, предоставляя людям высококачественные порошки тугоплавких металлов, такие как вольфрамовый порошок по очень конкурентоспособной цене.