水雾化与气雾化合金粉末性能及成本的比较

sleepingcat

    水雾化与气雾化制作合金粉末的方法，虽然制粉的原理相同，但制得的粉末的物理性能相差还是很大的，特别是形状。由于气体的热容量要比水小，所以采用气雾化时，合金受到的激冷度低，受到雾化介质冲击时，雾化成细小液滴的合金液不会马上凝固，这给了合金液滴在下落过程中收缩成球的时间，所以容易获得球形合金粉末。水雾化时情形正好相反，由于水对雾化成细小合金液滴的激冷作用，几乎是在一瞬间，就凝固成了合金粉末，这使得那些表面张力较小的合金形成的合金粉末，呈土豆状或不规则形状，只有那些表面张力较大的合金，例如镍基合金，才能做成球形合金粉末。通过调整雾化参数和雾化时合金液的过热度，采用水雾化也能做出近似球形的合金粉末，满足热喷涂的需要。用于管状焊丝的中间合金粉末，形状上没有特别的要求，水雾化比较适合。
   化学成份
   不论是采用水雾化还是采用气雾化，制作出的合金粉末的化学成份不会因为制作方法的不同而产生差异。
   金相组织
    采用气雾化制作的合金粉末，合金的过冷度要比采用水雾化做的小许多，所以相同的化学成份，采用不同的雾化方法做出的合金粉末的金相组织会不一样。
   合金粉末的氧含量
   合金粉末的氧含量，与合金本身对氧的敏感性和雾化时的雾化环境中的氧含量有关。如果合金本身对氧非常敏感，则不仅在雾化时要采取措施，在熔化时最好也采用真空熔炼。对于大多数合金，只要在雾化时采取减少与氧的接触，就能达到降低合金粉末中氧的含量的目的。气雾化时，通常是使用氮气作为雾化介质，大量的氮气充满了雾化区，将雾化区的氧气驱逐掉了，所以能保护合金液滴在雾化及冷却时很少氧化。
    当一炉熔融的合金液被雾化成金属粉末时，它的表面积在雾化的一瞬间增大了无数倍，换言之，其与氧结合的面积也增大了，有更多的金属表面暴露在雾化环境中。所以，水雾化时，如果不采取措施，是无法避免合金液滴的氧化的。为了在水雾化时，能让雾化环境少氧或无氧，首先，必须将雾化筒体密封起来，将雾化环境与周围的环境隔绝开来。其次，是要将已封闭起来的雾化筒体中的氧气排除掉。最后，是在雾化的过程中一直保持这样的一个无氧或低氧的雾化环境，直到雾化结束，合金液滴全部凝固成合金粉末。
投资额
    水雾化和气雾化在设备上投入的资金是差不多的，气雾化的筒体的投入资金较大，但雾化介质工作组
——气瓶组及表、阀投入小；水雾化则相反，雾化筒体投入要比气化小，但高压水泵、离心水泵的投入要大于气雾化雾化介质工作组。其它部分，二者的投入是相近的，综合起来，就差不多了。
单位合金粉末生产成本
    每公斤合金粉末的生产成本，气雾化要比水雾化高，实际测算，一瓶氮气，大约可做十到二十公斤的合金粉末，（合格粉的收得率多少与雾化器的效率有关）合到一公斤的合金粉末需要五到十元的雾化介质费用。水雾化时，雾化介质所消耗的主要是运行水泵时的电能，一次雾化下来，最多合到一公斤的合金粉末用掉零点五元的电费。由于这个原因，市场上气雾化合金粉末一般要比水雾化的贵一些。

海哥007

粉末冶金对于一般机械工程师来说比较生疏,材料的选择在机械设计中很重要.我厂生产的齿轮泵的齿轮在80年代就采用了铁基粉末冶金.工艺性较好,节约了成本.后在其他零件上采用时出过一些问题而夭折了.其原因是密度不够.在油压超过1.5Mpa时渗油．机械强度不够好．难以用在有抗拉的零件上．时间又过了２０多年了，粉末冶金行业也应有较大的发展，盼楼主或专业人士把粉末冶金的有关数据和牌号以及价格详细的介绍一番．让大家敢于使用．

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阿伟8937

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dfangman

采用五百大气压制作不锈钢粉的方法  东建中　  021-65147943

1 前言
, c1 k3 o8 j* ~. w( z4 d0 c0 g不锈钢金属是指一系列在空气，水，盐的水溶液，酸以及其它腐蚀介质中具有高度化学稳定性
的钢种。在空气中耐腐蚀的钢称为"不锈钢"，在各种腐蚀性较强的介质中耐腐蚀的钢种称为"耐
酸钢"。通常，我们把不锈钢与耐酸钢统称为不锈耐酸钢，或简称为不锈钢。根据习惯用法，不
锈钢一词常包括耐酸钢在内。由于不锈钢的优异的耐腐蚀性能,它的应用范围不断扩大，特别是
不锈钢金属粉末，随着金属粉末制作工艺的进步，成为粉末治金、注射成形、涂料等行业中的重
要的原材料。
2 不锈钢粉末的制作原理
" O* ]# w# b" c2.1不锈钢粉末，可以采用不同的方法制作，目前工业化制作的方法，主要是采用气雾化法或水
雾化法制作。其制作的原理是：将不锈钢金属在熔炉中熔化，经中间包过渡，注入到雾化区雾
* j* u5 H4 ?! z7 r6 Q化。为了控制金属流的大小，在中间包的底部装入特制的限流漏嘴。进入雾化区的融熔金属液
在漏嘴的控制下，呈稳定的液流柱垂直落下。在雾化区，来自喷嘴的高速水流或气流从不同的
方向冲击金属液流，将液流击成碎块，分散成为不锈钢粉末。由于不锈钢在雾化时属于容易氧
化的金属，在雾化时，单位体积的金属的表面积增大了千万倍，不采取一定的保护措施时，所
得到的粉末表面会发生氧化，影响粉末的使用。如果不锈钢粉末表面氧化比较严重时，粉末的
表面将呈黄色，严重时会全部发黑。采取了保护措施的粉末，表面呈银灰色的金属光泽。
2.2 不锈钢粉末的化学成份：[1]
* o6 o* [. Y5 Q6 [                      表一、不锈钢粉末的化学成份：
牌号 化学成份：(wt%)
; s, i& M. ^! o3 { C Cr Ni Si Mo Mn O Fe
- f3 R- {" ^  r) k; `' |! O6 j6 y304 0.03-2.0 18-20 10-12 0.7-0.8  <0.2 <0.05 余
1 ?* d/ @! D1 `" }8 n# Y( Z304L <0.03 18-20 10-12 0.7-0.8  <0.2 <0.05 余
, @8 ~! E1 H" n316 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
. T7 `" x) v+ e( f( b& \   不锈钢金属粉末的品种很多，表一所列出的是常用的几种。
2.3不锈钢粉的制作工艺
& D5 U0 T6 h0 M; n% `   不锈钢粉末的制作：首先选用合适的雾化方法，可采用的方法有水雾化法和气雾化法，
[1][2][3][4] 其制粉工艺流程为：
& x8 ?9 }( S! t2 S8 \3 x, z选用优质不锈钢原料--中频感应炉内熔化--成份调整--脱氧除渣--雾化制粉--质量检测--筛
& e, k5 c( Q" A- f# l分--包装入库
/ w5 L' u. L2 ^' C; N/ W2.4高压水雾化制粉设备和工艺
高压水雾化制粉设备有二种形式：
% `: F% z: T! q! {# J* Z5 Q一种称为畅开式，其特征是雾化时，雾化环境与大气通，粉末如对氧敏感的话，则易氧化。
/ [6 |* ]* x7 v所以采用畅开式的设备，一般用于制作对粉末的氧含量要求不高或不易氧化的硅铁粉、铬铁
粉、铜合金粉、热喷涂用的镍基合金粉等粉末。采用畅开式水雾化设备生产金属粉末的单位
6 q4 [. J4 e( _% l很多，在上海地区有上海司太立公司、大通合金粉末有限公司、亿通宝合金粉末有限公司等。
! Y0 H( _) c  w5 w3 x另一种是全封闭式，其特征是雾化时，雾化环境与大气隔绝，金属在低真空状态下进行雾化
# m8 L, Y, p' L! u9 f，它适合那些对氧敏感的金属，用全封闭式设备制得的金属粉末，其含氧量很低，能满足客
户对含氧量低的要求。上海地区如崇明合金粉末厂等就是采用此种设备生产钴基合金粉末、
  E' n5 B7 ^, V1 e9 X. T( F镍基合金粉末、铁基合金粉末等各类合金粉末，
8 Y; J5 S' G8 O: Z7 ?! w2 `5 G3 z高压水雾化法制作不锈钢粉末时，主要使用的设备有：
一：中频感应熔炼炉，用于熔炼的炉子，其容积大小可根据年产量定，一般选用一百公斤的，
% e* Y. y0 n$ K6 N/ R. H年产量在二百到三百吨左右。
( O" w$ O  V- _7 X0 h1 @二：高压水泵，水泵的压力10~50Mp,视不锈钢粉末的用途选用，常用的压力在25Mp。
. L, i5 X% B* Y* B" k三：全封闭式制粉装置，包括雾化喷嘴、中间包、旋流器等部分，这是粉末能否制作得好的
关键设备，在雾化时，高温的金属遇到雾化介质水时，其中的热量迅速传递给水，使水气化
$ }2 A2 V- J, u. ^6 \* G+ ?' L0 @，同时产生大量的水蒸气，使密封的雾化装置中的气压飞快的提高。为了保证操作人员的安
; t2 X9 v6 `, {% M: A; T全和雾化过程的顺利进行，必须不断地将产生的水蒸气移出雾化装置。
四：循环水水池，使用循环水池的目的，是为了不向环境排放富含金属离子的雾化废水，减
少环境污染。循环水经沉淀、过滤处理后再用作雾化介质。有人建议采用去离子水，认为可
以提高粉末的质量，经过我们的对比试验，发现采用循环水与采用去离子水，所制得的不锈
. C6 p$ C( L6 y! C$ Z钢粉末，在质量上没有出别。采用去离子水，由于要另外投资一套制作去离子水的装置，大
+ r0 k% a. e) G0 a& X  A" `$ |) R约要增加百分之十五左右的投资额。同时，在日常生产中，去离子水设备的运作，无疑也增
2 ^% g% G# S9 S) X6 v加了每公斤不锈钢粉末的制作成本，所以一般不采用。
7 T4 s6 {' G% q; a五：筛分和包装设备、检测仪器等。
1 s8 ?3 j5 x0 u3 F* Y1 B7 `* R3 不锈钢粉末的应用
3.1 不锈钢磷片涂料
不锈钢磷片涂料用于重防腐涂料中，由于其本身的优良耐蚀性能，它的加入增强了涂层的耐
8 }( T' N1 O% @! \4 o; o! u* B化学药品性以及抗老化的性能，同时增强了涂层耐磨耐温度变化的性能。不锈钢磷片在涂层
9 s2 C( @2 B, O3 Z0 C0 W中与基体相互平行叠加排列，形成致密的防渗透层。据测算，在一到二毫米左右厚的涂层中
不锈钢磷片层的分布可达到上百层，延长了介质渗透扩散的路程，使得介质须经过弯弯曲曲
的路径才能渗透扩散到金属基体的表面。不锈钢磷片在涂层中形成了无数的微小区域，将环
& }  R( G( T- H: [氧树脂中的微裂纹、微气泡切割分离开来，减少了涂层与金属基体之间的热膨胀系数之差，
降低了涂层硬化时的收缩率以及涂层内部的应力。抑制了涂层龟裂、剥落，提高了涂层的粘
结力和抗冲击性。
3.2 不锈钢抛丸
随着国内汽车、摩托车等行业的迅速发展，有色铸造行业对表面处理的要求越来越高，作为
表面处理中常用的易耗品之一，不锈钢金属抛丸的用量也不断增加，一年要消耗上千吨。国
内不锈钢抛丸市场大部分被埃文、福尔康等外国公司所垄断，市场价每公斤在三十五元左右。
根据对国内用户的调查，发现生产不锈钢抛丸的市场需求量很大，目前每吨不锈钢抛丸的生
1 {* K. e4 M2 K- N0 M产成本：（资料为：二○○二年八月）
     不锈钢原料：                                   七千到八千元

5 D8 [. x. i8 G. ?8 L, ?; j     电力：                                         二千元
     雾化气                                         三千五百元
0 F6 z: x0 t* |/ V1 j     人工：                                         一千元
" @- u- v7 W$ ]$ D, P     销售、包装等                                   一千五百元
7 C" k# N2 t9 ]0 i     合计：                                         一万五千到一万六千元
; B: q- u/ `0 \7 e6 P8 E/ T每吨不锈钢抛丸的销售价，预计为三万元，每吨可获毛利一万五千元左右，以上计算不包括设
: H# A" d  A& O9 P备折旧、各种税等，利润须根据实际的生产量来确定。
+ [% o& l1 G$ h0 g& Z3.3金属过滤砂简称金属砂、不锈钢砂，它是以高级不锈钢为原料，采用特殊技术开发的新型尖
端过滤材料，世界上只有少数几个公司能生产，国内于九十年代初开发成功并投入大批量生产。    金属砂是随着FDY和超细纤维设备技术的引进、外商为保证达到合同考核指标，作为专业软件技术（know-how）输入我国的，过去依赖进口，现在可以出口。    从杜邦为中心的欧美各合纤厂，日本、韩国、台湾等地的合纤厂近几年广泛使用金属过滤砂。我国一些知名的涤沦长丝、锦沦长丝企业（中资、外资、合资）、紧跟世界上合成化纤工业技术发展和创新的潮流、相继采用金属砂。与金属砂相比，海砂（二氧化硅）、金刚砂（三氧化二铝）、玻璃珠、多层烧结金属网等在过滤的综合性能方面相差很大。使用金属砂有二大好处：第一、可以较大幅度地提高产品质量，产品的一等率一般可提高3-5个百分点，最高可达10个百分点，在纺多孔丝和一些高附加值的品种时，更是非金属砂莫属；第二、可延长组件使用周期至少一倍以上，这样可减少组件中成本较高的各种网、垫片用量，减少换组件的原料消耗，减少组件处理的费用，可明显降低生产成本。金属砂之所以受欢迎是由于它的特殊结构和性能；第一、不定形多边略带空必的构造使其具有较大的空隙率和比表面积，海砂、金钢砂都是实心的构造。过滤性能与过滤材料的空隙率和比表面的大小成正比。第二、尖锐的端缘等多突起形状，有利于分割高聚物凝聚成份。第三、不锈钢金属所特有的高
. ~: l9 T/ v" Z抗压抗拉强度，使得金属砂很少破碎，可减少飘丝、断头。第四、金属的导热系数远远高于海砂
等非金属，可使熔体温度更均匀。第五、使用简单、方便，不用水洗、不用筛洗，由于结构的特
6 X  D; u4 Q& c; d: u% l5 A殊，甚至可以一个规格单一使用。（当然也可以不同规格，按不同配比使用）。    目前国内外
常用的规格有：    20/40目  40/60目   60/80目   80/120目 。
9 D* B8 q7 r1 Y! p$ j3 d    不锈钢粉末在其它方面也有许多应用，在此就不一一例举了。
如果你需要不锈钢粉末制作设备或工艺，可与作者联系，同时代理各种金属粉末，价格面议，有
关资料函索即寄。有问题请与作者沟通。
参考文献
[1] 东建中，水雾化合金粉末生产工艺,上海工程技术大学学报（自然科学版）第5卷第2期
[2] 东建中，高压水雾化法生产低含氧量金属粉末的实践,1990年全国热喷涂技术经验交流
会论文集，P38
0 b$ S1 d2 g# _! [7 G' \[3] 东建中， 金属粉末的二流雾化法制造工艺,金属世界，1995年第4期，P12
' ^. o7 U0 n& x4 }# r- V+ o- D[4] 东建中，水雾化法制造超细金属粉末的工艺与设备,第五届华东地区焊接技术交流会
2 `5 Q( i) u8 k9 o+ y( f（1999 山东*济南）-上海市论文集，P97-98

读者如果想作更多的了解或进行交流，请在以下时间与东建中电话联系：
星期一至星期五晚上六点以后，星期六、星期天及节假日全天。
) T$ C3 G6 l: }1 j" S' E! r电话：021-65147943
E-Mail:   ddddy@itiz.net 到以下网址查

       询http://tw.netsh.com/eden/bbs/703230/更多内容：     http://sh.netsh.com/bbs/15920
或   http://www.longonline.net/bbs3000/bbs.cgi?id=200401262040

胡老师

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0 U; B* h6 T5 d, f9 O6 ?
可提供水雾化技术189068110930

鱼行江门

lclxkj 发表于 2010-7-6 14:19
为什么不推广水雾化呢，既然物美价廉？我们想做水雾化的话，有哪些设备厂家？请回复。

# Q7 W3 R. ]2 u8 G* ~我们公司主要使用水雾化铁粉和还原铁粉。。。。水雾化铁粉好像用的更多些，因为性能上水雾化铁粉好些，价格比还原铁贵。。。。。这个主要看产品性能要求吧

zhangsircs

提供铜及铜基粉末的生产技术和设备服务，保证贵司正常生产，产生效益。13716011963

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