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水霧化與氣霧化合金粉末性能及成本的比較
2019-12-10
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?以快速運動的流體(霧化介質)沖擊或以其他方式將金屬或合金液體破碎為細小液滴,繼之冷凝為固體粉末的粉末制取方法,叫做霧化制粉法。

在我國現有制粉技術中,*廣泛應用的是水霧化和氣霧化法。雖然制粉原理相同,但制得的粉末的物理性能相差還是很大的,下面就來了解下兩者之間的差別。

1、?形狀

由于氣體的熱容量要比水小,所以采用氣霧化時,合金收到的激冷度低,收到霧化介質沖擊時,霧化成細小液滴的合金液不會馬上凝固,這給了合金液滴在下落過程中收縮成球的時間,所以容易獲得球形合金粉末。水霧化時情形正好相反,由于水霧化成細小合金液滴的激冷作用,幾乎是在一瞬間,就凝固成了合金粉末,這使得哪些表面張力較小的合金形成的合金粉末,呈土豆狀或不規則形狀,只有那些表面張力較大的合金,例如鎳基合金,才能做成球形合金粉末。通過調整霧化參數和霧化時合金液的過熱度,采用水霧化也能做出近似球形的合金粉末,滿足熱噴涂的需要。

1、?化學成分

不論是采用水霧化還是氣霧化,制作出的合金粉末的化學成分不會因為制作方法的不同而產生差異。

2、?金相組織

采用氣霧化制作的合金粉末,合金的過冷度要比采用水霧化做的小許多,所以相同的化學成份,采用不同的霧化方法做出的合金粉末的金相組織會不一樣。

3、?合金粉末的氧含量

合金粉末的氧含量,與合金本身對氧的敏感性和霧化時的霧化環境中的氧含量有關。如果合金本身對氧非常敏感,則不僅在霧化時要采取措施,在熔化時*好也采用真空熔煉。對于大多數合金,只要在霧化時采取減少與氧的接觸,就能達到降低合金粉末中氧的含量的目的。氣霧化時,通常是使用氮氣作為霧化介質,大量的氮氣充滿了霧化區,將霧化區的氧氣驅逐掉了,所以能保護合金液滴在霧化及冷卻時很少氧化。?

??當一爐熔融的合金液被霧化成金屬粉末時,它的表面積在霧化的一瞬間增大了無數倍,換言之,其與氧結合的面積也增大了,有更多的金屬表面暴露在霧化環境中。所以,水霧化時,如果不采取措施,是無法避免合金液滴的氧化的。為了在水霧化時,能讓霧化環境少氧或無氧,首先,必須將霧化筒體密封起來,將霧化環境與周圍的環境隔絕開來。其次,是要將已封閉起來的霧化筒體中的氧氣排除掉。*后,是在霧化的過程中一直保持這樣的一個無氧或低氧的霧化環境,直到霧化結束,合金液滴全部凝固成合金粉末。

4、?生產投資成本

水霧化和氣霧化在設備上投入的資金是差不多的,氣霧化的筒體的投入資金較大,但霧化介質工作組——氣瓶組及表、閥投入小;水霧化則相反,霧化筒體投入要比氣化小,但高壓水泵、離心水泵的投入要大于氣霧化霧化介質工作組。其它部分,二者的投入是相近的,綜合起來,就差不多了。?

6、單位合金粉末生產成本?

每公斤合金粉末的生產成本,氣霧化要比水霧化高,實際測算,氣霧化制粉合到一公斤的合金粉末需一些霧化介質費用。水霧化時,霧化介質所消耗的主要是運行水泵時的電能。由于這個原因,市場上氣霧化合金粉末一般要比水霧化的貴一些。




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