金属粉末
金属粉末是指粒度尺寸小于1mm的金属颗粒群。常见使用的有单一金属粉末、合金软磁粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末,是粉末冶金的主要原材料。
发展历史
中国最早记录金属粉末的制取与应用是用于陶器、首饰等器具着色、装饰的陶器时代,直到20世纪初,美国科学家库利吉以钨粉成功制取钨丝,标志着金属粉末近代化生产的开端。在此之后,化学还原法更是促进了早期粉末冶金制品的发展,由此衍生发展出涡流研磨法、熔融金属雾化法、高压空气雾化、水雾化、多种雾化方式生产高合金粉末,促进了高性能粉末冶金制品的发展。
制备工艺
目前,金属粉末的制备已发展了很多方法,根据生产原理主要分为物理化学法和机械法。
机械法中最主要的是:雾化法和机械粉碎法。物理化学法中最主要的是:还原法、电解法和羟基法。今天主要以物理化学法中的雾化法往下说。
机理
雾化法一般是利用高压气体、高压液体或高速旋转的叶片,将经高温、高压熔融的金属或合金破碎成细小的液滴,然后在收集器内冷凝而得到超细金属粉末,该过程不发生化学变化。雾化法是生产金属及合金粉末的主要方法之一。雾化的方法很多,如双流雾化、离心雾化、多级雾化、超声雾化技术、紧耦合雾化技术、高压气体雾化、层流雾化、超声紧耦合雾化和热气体雾化等。
应用
雾化法通常应用于Fe、Sn、Zn、Pb、Cu等金属粉末的生产,也可用于制取青铜、黄铜、碳钢、合金钢等合金粉末的生产,雾化法满足3D打印耗材金属粉末的特殊要求。
优缺点
雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本低以及适应多种金属粉末的生产等优点,已成为高性能及特种合金粉末制备技术的主要发展方向,但雾化法具有生产效率低,超细粉末的收得率不高,能耗相对较大等缺陷。