Klassificering og grundlæggende princip for fremstillingsmetoder af MIM metalpulver

Klassificering og grundlæggende princip for fremstillingsmetoder af MIM metalpulver

Fremstillingsmetode for metalpulver:

1.1 Fysisk-kemisk metode:

1.1.1 Reduktionsmetode:

Reduktion af metaloxider og -salte er en meget anvendt metode til pulverfremstilling. Jernpulver og wolframpulver kan reduceres med fast kulstof, og wolfram, molybdæn, jern, kobber, kobolt, nikkel og andre pulvere kan fremstilles ved nedbrydning af brint eller ammoniak; Jernpulver kan fremstilles ud fra omdannet naturgas og kulgas, og sjældent metalpulver såsom tantal, niobium, titanium, zirconium, thorium og uran kan fremstilles ud fra natrium, calcium og magnesium som reduktionsmidler. Det grundlæggende princip for reduktionsmetoden for metaloxider og -salte er, at affiniteten af ​​reduktionsmidlet, der anvendes til oxygen, er større end affiniteten for det tilsvarende metal i oxiderne og salte, der anvendes til oxygen, således at oxygenet i metaloxiderne eller -saltene kan fanges og metallet kan reduceres. Fordi forskellige metalelementer har forskellige virkninger på ilt, er stabiliteten af ​​oxiddannelse ikke den samme. Stabiliteten af ​​oxidet kan karakteriseres ved størrelsen af ​​△ G i oxidationsreaktionsprocessen. Hvis △ G-værdien i reaktionsprocessen er mindre, betyder det, at stabiliteten af ​​dets oxid er højere, det vil sige, at dens affinitet til oxygen er større.

Dens fordele er enkel betjening, nem kontrol af procesparametre, høj produktionseffektivitet, lave omkostninger og velegnet til industriel produktion; Ulempen er, at den kun er anvendelig til metalmaterialer, der er lette at reagere med brint og bliver skøre og skrøbelige efter brintabsorption.

1.1.2 Metode til termisk reduktion og reduktion af metal:

Metal termisk reduktion er, at det reducerede råmateriale kan være fast, gasformigt eller smeltet salt. De to sidstnævnte har egenskaberne gasfasereduktion og væskefaseudfældning. Metoden til termisk metalreduktionsmiddel er almindeligt anvendt i industrien: reduktion af TiO2, ThO2, UO2 osv. med calcium; Reducer TiCl4, ZrCl4, TaCl5, etc. med magnesium; Reducer TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 osv. med natrium; Nikkel chrom rustfrit stål pulver blev fremstillet ved co-reduktion af chromoxid og nikkeloxid med calciumhydrid (CaH2).

Reduktionsmetode refererer til reaktionen af ​​carbon, borcarbid, silicium, nitrogen og ildfaste metaloxider for at opnå carbider og borider. Nitrid metode.

1.1.3 Elektrolysemetode:

Elektrolyse er en metode til at få metalpulver til at udfælde ved katoden ved hjælp af elektrolytisk smeltet salt eller vandig saltopløsning. Næsten alle metalpulvere kan fremstilles ved elektrolyse, især kobberpulver, sølvpulver og tinpulver. Elektrolytisk pulverisering kan også opdeles i vandig opløsningselektrolyse, organisk elektrolytelektrolyse, smeltet saltelektrolyse og flydende metalkatodeelektrolyse.

Fordelene er, at renheden af ​​det fremstillede metalpulver er høj, og renheden af ​​det generelle elementære pulver kan nå mere end 99,7 procent; Derudover kan den elektrolytiske metode godt kontrollere partikelstørrelsen af ​​pulveret og kan producere fint pulver. Imidlertid er strømforbruget ved elektrolytisk pulverproduktion stort, og omkostningerne ved pulverproduktion er høje. Elektrolytisk vandig opløsning kan producere metal (legering) pulvere såsom Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni, og elektrolytisk smeltet salt kan producere metal pulvere såsom Zr, Ta, Ti, Nb.

1.1.4 Hydroxylmetode:

Nogle metaller (jern, nikkel osv.) og kulilte syntetiseres til metalcarbonylforbindelser, som ved genopvarmning nedbrydes til metalpulver og kulilte. Det således fremstillede pulver er meget fint, med høj renhed, men høje omkostninger. I industrien bruges det hovedsageligt til at fremstille fine og ultrafine pulvere af nikkel og jern samt Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co og andre legeringspulvere.

1.1.5 Kemisk erstatningsmetode:

Den kemiske erstatningsmetode er baseret på metallets aktivitet. Metallet med stærk aktivitet bruges til at erstatte metallet med mindre aktivitet fra metalsaltopløsningen, og metallet (metalpulveret) opnået ved udskiftningen raffineres yderligere ved andre metoder. Denne metode anvendes hovedsageligt til fremstilling af inaktive metalpulvere såsom Cu, Ag, Au osv.

1.2 Mekanisk metode:

1.2.1 Forstøvningsmetode:

Forstøvningsmetoden hører til den mekaniske pulveriseringsmetode. Det er en metode til direkte at knuse flydende metal eller legering og er pulver værd. Den er meget udbredt, og dens skala er kun sekundær efter reduktionsmetoden. Forstøvningsmetoden, også kendt som sprøjtemetode, kan bruges til at fremstille metalpulvere såsom bly, tin, aluminium, kobber, nikkel og jern, og kan også bruges til at fremstille legeringspulvere såsom bronze, messing, kulstofstål og legering stål.

Forstøvningsmetoden bruger generelt højtryksgas, højtryksvæske eller højhastighedsroterende blade til at bryde metallet eller legeringen smeltet ved høj temperatur og tryk i små dråber og derefter kondensere i opsamleren for at opnå ultrafint metalpulver. Denne proces har ingen kemiske ændringer. Forstøvning er en af ​​de vigtigste metoder til fremstilling af metal- og legeringspulver. Der er mange metoder til forstøvning, såsom dual-flow forstøvning, centrifugal forstøvning, flertrins forstøvning, ultralydsforstøvningsteknologi, tætkoblingsforstøvningsteknologi, højtryksgasforstøvning, laminær flowforstøvning, ultralydsstramkoblingsforstøvning og varmgasforstøvning.

Forstøvet pulver har fordelene ved høj sfæricitet, kontrollerbar partikelstørrelse, lavt oxygenindhold, lave produktionsomkostninger og tilpasningsevne til produktion af forskellige metalpulvere. Det er blevet den vigtigste udviklingsretning for højtydende og speciel legeringspulverforberedelsesteknologi. Imidlertid har forstøvningsmetoden ulemperne ved lav produktionseffektivitet, lavt udbytte af ultrafint pulver og relativt stort energiforbrug.

1.2.2 Mekanisk knusningsmetode:

Den mekaniske pulverisering af fast metal er en uafhængig pulveriseringsmetode, og dens mekanismeudvikling er tæt forbundet med tilstanden af ​​fast belastning og dannelsen og udvidelsen af ​​revner i pulveriseringen. Samtidig er det også en uundværlig supplerende proces til nogle fræsemetoder. For eksempel hårde og sprøde katodeaflejringer opnået ved slibeelektrolyse, svampede metalblokke opnået ved slibningsreduktion osv. Derfor spiller mekanisk knusningsmetode en vigtig rolle i pulverproduktion.

På grund af materialernes forskellige egenskaber og den nødvendige slibefinhed er slibningsmetoderne også forskellige. Ifølge de forskellige måder at påføre ekstern kraft på udføres materialeknusning generelt ved ekstrudering, slag, slibning og opdeling, og arbejdsprincipperne for forskellige knuseudstyr er hovedsageligt baseret på disse principper.

Blandt dem er kuglefræsningsmetode hovedsageligt opdelt i rullende kuglemetode og vibrationskuglefræsningsmetode. Denne metode udnytter den mekanisme, at metalpartikler brydes og raffineres på grund af deformation ved forskellige belastningshastigheder. Det har fordelene ved lav selektivitet for materialer, kontinuerlig drift, høj produktionseffektivitet, velegnet til tør- og vådslibning og kan bruges til pulverfremstilling af forskellige metaller og legeringer. Ulempen er, at det er svært at sortere i pulverfremstillingsprocessen.

1.2.3 Slibemetode:

Slibemetoden er at sprøjte komprimeret gas ind i slibeområdet efter at have passeret gennem en speciel dyse, hvilket driver materialerne i slibeområdet til at kollidere med hinanden og gnide til pulver; Efter luftekspansionen vil materialet stige ind i klassificeringsområdet, og materialet med den nødvendige partikelstørrelse vil blive adskilt af turbineklassifikatoren. Det resterende grove pulver vil vende tilbage til formalingsområdet og fortsætte med at male, indtil den nødvendige partikelstørrelse er adskilt. Fordi formalingsmetoden er fremstillet ved tør metode, er dehydrering, tørring og andre processer af materialer udeladt; Dets produkt har høj renhed, høj aktivitet, god dispergerbarhed, fin partikelstørrelse og snæver fordeling og glat partikeloverflade. Det er meget udbredt i ultrafin slibning af ikke-metaller, kemiske råmaterialer, pigmenter, slibemidler, lægemidler til sundhedspleje og andre industrier. Slibemetoden har imidlertid også ulemperne ved høje produktionsomkostninger for udstyr. I fremstillingsprocessen af ​​metalpulver skal der anvendes kontinuerlig inert gas eller nitrogen som kilde til komprimeret gas. Gasforbruget er stort, og det er kun egnet til at knuse og pulverisere skøre metaller og legeringer.