上海友跃机械制造厂

压片机、制药机械、制药设备的专业生产厂家!

我国金属粉末及其制备工艺的发展

粉末是粉末冶金工业中的一大产品,粉末的销售量在粉末冶金产品销售中占有较大比例,而制取粉末又是冶金粉末成型的第一步,粉末冶金材料和制品的性能优劣直接受原材料粉末性能的影响。因此,粉末的生产制备在整个粉末冶金工业中是至关重要的。

随着现代科学技术的日益发展,对粉末冶金材料和制品的品种、质量的要求愈来愈高,因而要求所提供的原料粉末品种多,性能优良,相应地产生了许多新的制粉工艺和技术。金屠粉末的制备朝着高纯、超细、速凝和成分可控、可调的方向发展,以适应现代粉末冶金发展的需要。

下面介绍几种主要的金属粉末的发展现状,以及粉末冶金制粉新技术的发展。

1.大规模应用的金属粉末发展现状

1.1铁粉、钢粉及其制备工艺

铁粉、钢粉是各种金属粉末中产量最高的。铁粉,特别是合金钢粉的产量以及其生产技术水平,是衡量一个国家粉末冶金工业发展水平的重要标志。

从整体看,我国与发达国家相比还有很大差距。我国生产的铁粉、钢粉不但产量低,而且牌号少,品种单一,工艺性能也不够稳定,难以用来生产高性能的结构件。为了适应我国粉末冶金工业不断发展的需要,一方面要加速铁粉生产基地的建设,扩大铁粉生产规模另一方面要学习国外先进技术,不断增加合金钢粉的品种并努力提高产品质量。

除用于粉末冶金零件的原料铁粉外,我国电焊条用铁粉质量已能满足陡用要求,生产的铁份焊条已能出口,年产电捍条约为23万吨。按往药皮中加30%铁粉计算,消耗铁粉约3万吨另外,在超细铁粉方面,上海冶金研究所已研制成400A左右的铁粉,以及静电复印机甩正负铁粉载体,能在国产复印讥、Sharp复印机和胶印制版机上使用随着我国汽车工业和家电工业的迅猛发展,对粉末冶金机械零件的需求以及对其质量、性能的要求不断提高,因此必须加快铁粉新品种、新工艺的开发,以满足粉末冶金行业及国民经济其它行业发展的需要。

1.2铜粉及其制备工艺

目前世界铜和铜合金粉的产量呈增长趋势,在铜粉制备技术方面,北京有色金属粉末厂对雾化制粉设备进行了技术改造,这项新改造的生产线包括水、气两套雾化制耕系统,年产能力达800~10O0吨,能生产6-6-3青铜粉、8-3球型粉、铜锡IO粉、铜铅粉、黄铜粉等,在熔炼、雾化、烘干、筛分等主要工序广泛采用了国内外新技术、新工艺和新设备,井装置了一套效果较好的除尘系统,专家认为这条生产线基本接近国际先进水平,在国内铜基制粉行业中居领先地位。

另外,厦门一粉末冶金制品厂引进了原西德艾卡公司的青铜球粉生产专有技术和关键设备,使青铜球粉的成球率达到99%以上,成为我国青铜球粉的可靠生产基地。

1.3镶粉及其制备工艺

镍粉主要生产方法有还原法、电解法、羟基法国外还采用水化法生产镍粉和镍合金粉1990年世界镍粉的货运量为2.2万吨。我国镍粉生产能力约为400吨,主要采用电解工艺。近十年也研制开发出一些新的镍粉生产工艺、设备和产品。例如上海冶炼厂采用粘结法生产制备铅包镍复合粉末,尽管我国镍粉生产有所发展,但镍粉消耗量在世界镍总消耗量中所占比例较低,说明仍具有较大的发展潜力

1.4铝粉及其制备工艺

铝粉主要用于军事工业和化学工业,随着铝基粉末冶金零件的开发研制,用于粉末冶金结构件的铝粉消耗量也增加了。1990年世界铝粉货运量为10万吨。

我国铝粉生产能力超过3000吨,快速冷凝铝粉年产量也达到百吨级。近十年来,我国铝粉的制备工艺发展迅速,目前常用的有惰性气体雾化、多级离心雾化、超声雾化等。中南工业大学研制成功快速冷凝多级冲击雾化技术及装置,并制得平均粒度达15~20um的高硅铝合金粉,其性能优于常规的粉末冶金AI-SJ合金粉,此外还可制备A1-Li、A1-Fe、A1-Mn等多种系列和成分的合金粉末,而且使国防尖端技术必需的微细铝粉成品获得率由小于10%提高到70%左右。该项成果已达国际先进水平,获得国家发明专利,并已进行了技术成果转让。此外,湖南省冶金所研制成功底喷高效雾化制铅粉新工艺,该工艺采用底喷雾化制粉设备与高效雾化喷嘴并配合送风系统,操作简单,自动化程度高,环境污染小,具有良好的经济效益。

1.5钨粉及其制备工艺

钨粉是生产硬质合金及难熔金属制品的原料,国外近几年来钨及钨制品产量增长迅速。美国1988年钨及碳化钨物产量比1987年增长32%。1990年钨及碳化钨的世界货运量为3万吨。我国是钨资源储量大国,生产的钨粉主要用于硬质合金工业及钨制品。目前硬质合金生产能力超过5000吨,1988年钨制品(钨丝、钨棒等)的实际生产能力约为300吨。钨粉的制备技术也在不断改进,株洲硬质合金厂、中南工业大学、北京有色金属研究总院、北京钢铁学院和冶金部钢铁研究总院联合承担了中国有色金属工业总公司全面提高硬质合金质量的攻关任务其中“仲钨酸铵制取兰钨、钨粉的研究”取得重大突破,在大型企业推广应用后,取得了数千万元的经济效益,获得国家科技进步一等奖,从而改变了我国钨粉制备主要采用黄铸工艺为主的落后状况。

2.粉末冶金制粉新技术

随着现代粉末冶金技术的发展,出现了一系列新的制粉技术和工艺,使金属粉末的制备和生产满足了高性能粉末冶金材料和制品对原料粉末的要求。

2.1金属粉末雾化技术

在现代粉末冶金雾化制粉技术中,高压水雾化法、离心雾化法、旋转盘雾化法及超声雾化法是目前应用和研究的热点。其中高压水雾化工艺发展最快,在低合金和高合金钢粉制备中具有重大的经济效益和技术效果是当前钢铁粉末生产的重要发展方向之一。

离心雾化和旋转盘雾化法在快速冷凝制粉工艺中得到了充分的应用,派生出多种新型的快冷制粉新技术和新设备。中南工业大学除研制成功快速冷凝多级冲击雾化技术装置外,还研制了双极电弧熔炼二次雾化制粉装置,采月双电极设计,不仅可以雾化熔点很高的合金(约2400℃),还克服了单电极熔不透的缺点,避免阻嘴,从而可以实现粉末的连续生产。

2.2机械合金化制粉技术

机械合金化制粉工艺自70年代问世以来,就受到了人们的重视,它是粉末冶金取得突破性进展的新工艺之一。

采用机械合金化制粉工艺研制的合金粉末,可以根据需要任意选择组分,各组分的含量也可任意调整可为研制某些特殊性能的合金提供优质原料,使采用粉末冶金工艺制取高性能的新材科成为可能。采用机械合金化制粉工艺开展非晶粉末、金属间化合物粉末制备研究工作为制备大块非晶材料和解决金属间化合物成型加工同题奠定了基础。此外,采用机械合金化工艺,将各种粉末冶金原科在高能球磨机中通过机械合金化过程制成质点高度弥散的、纯净细小而均匀的弥散强化高温合金粉末,是制备氧化物弥散强化合金的先决条件。

2.3自蔓延高温合成技术

自蔓延高温合成是近三十年来发展起来的制取材料,特别是高温、难熔和耐磨材料的新方法。采用自蔓延高温合成工艺制取粉末材料,成本低廉,性能优异。倒如用金属钛粉制取TiC粉,自蔓延高温合成法的成本约为传统方法的50%,而以TiO2为原料制取TiC粉末,成本仅为传统方法的13%,研磨性能可以与金刚石磨料相比,这是传统方法生产的TiC不可能达到的。自蔓延高温合成工艺可以制取多种粉末材料,诸如碳化物、氮化物、碳氮化物、氢化物、硅化物、硼化物、硫化物、金属间化合物,等等,该法是一种实用性强、很有发展前途的制粉新工艺。

2.4超微粉末制备技术

超微金属粉末一般是指粒径为10~1000A的微细粒子,具有异常的物理化学性能,是一种新型的粉末冶金材料和原材料。超徽粉末的制备方法有:沉淀法、电解法、汞合法、羰基法、溶胶——凝胶法、冷冻干燥法超声粉碎法、气体蒸发法、油面蒸发法和等离子法等等。

由于超微粉末具有很好的应用前景,其研制工作引起了世界各工业国家的重视。我国在超徽粉末研究方面也很活跃。核工业部第八研究所采用真空蒸发法制备超细铝、铜等粉末。用醇盐法和溶胶——凝胶法制取超细粉的研究在我国也很活跃,并且取得了不少成绩。倒如用醇盐法制得了超细Nd(OH)3和Nd2o3粉末,粒度为0.01~0.05nm;用溶胶凝胶法制得了粒度为0.02~0.03nm的含2.5m0l%Y2O3的ZrO3粉口。

尽管如此,超细粉末及其应用仍是粉末冶金领域的前沿课题之一,要进行大规模的工业生产以及实际应用,仍有许多基础研究工作要做,如蒸发和凝聚、化学气相反应沉积、粉末成型和生长过程等理论问题;如何控制超徽粉末的粒度、粒度组成及粒形;以及超微粉末的结晶结构、化学反应、电磁、光学、热力学特性等等。

3.粉末成型在粉末冶金行业中的地位

综上所述,粉末成型在整个粉末冶金工业中占有重要地位,随着现代科学技术的发展,对粉末冶金材料的性能要求也愈来愈高,这就促使粉末的制备朝着高纯、超细、速凝和成分可控的方向发展。尽管我国粉末制备与生产也具备了一定的基础和规模,但与世界发达国家相比还有较大的差距,要尽快地缩短差距并努力赶上世界先进水平,除注重基础研究工作外,还要注重工艺技术的研究、推广和应用,同时还要加强国际间的合作,引进、消化、吸收国外先进的技术和设备。

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

日历

最近发表

最新评论及回复