1、第三節(jié)、霧化法,Atomization,1.定義：即將金屬熔化，然后將液體金屬擊碎，冷凝后獲得金屬粉末的一種方法，屬于機(jī)械制粉法 特點(diǎn) （1）容易制得合金粉末，尤其是高組元多組元合金，所制得的粉末無偏析、結(jié)構(gòu)細(xì)微； （）可制的得球形粉末； （）通過快速冷凝可制得微晶粉末和非晶粉末。,2.分類：）二流霧化法（）氣體霧化 （）水霧化）離心霧化法（）旋轉(zhuǎn)圓盤霧化 （）旋轉(zhuǎn)電極霧化 （）旋轉(zhuǎn)坩堝霧化 ）其他霧化法（）轉(zhuǎn)輥霧化 （）真空霧化,1）二流霧化法 （ ）氣體霧化 （）水霧化,）離心霧化法,（）旋轉(zhuǎn)圓盤霧化,（）旋轉(zhuǎn)坩堝霧化,（）旋轉(zhuǎn)電極霧化,）其他霧化法,（）超聲霧化 （）真空霧化,3.霧化機(jī)

2、理,負(fù)壓紊流區(qū) 原始液滴形成區(qū) 有效霧化區(qū) 冷卻凝固區(qū),霧化過程中的四個(gè)區(qū)域,4.粉末粒度與霧化介質(zhì)之間的關(guān)系,霧化粉末粒度的計(jì)算公式 W-Weber數(shù)=V2dm/ dp-平均顆粒直徑 dm-金屬液流直徑 m-液體金屬動(dòng)粘度 g-霧化介質(zhì)動(dòng)粘度 Vp-霧化介質(zhì)速度 -液體金屬密度 -液體金屬表面張力 M-液體金屬質(zhì)量流速 A-霧化介質(zhì)的質(zhì)量流速 K-常數(shù),5.氣體霧化噴嘴結(jié)構(gòu),環(huán)孔噴嘴結(jié)構(gòu),旋渦環(huán)縫噴嘴結(jié)構(gòu),噴嘴出口形狀,直線型收縮型拉瓦爾型,進(jìn)口,出口,進(jìn)口,出口,出口,進(jìn)口,氣體出口速度不超過音速,g重力加速度 R-氣體常數(shù) K（壓容比），對空氣而言，1.4 T2壓縮氣體進(jìn)噴嘴前溫度 P1

3、-氣體進(jìn)口壓力 P2-氣體出口壓力,臨界,水霧化噴嘴結(jié)構(gòu),水柱式,水簾式,噴嘴與漏嘴之間的擺放位置,6.液滴破碎大小與氣流臨界速度的關(guān)系,金屬液流破碎速度范圍決定于液滴破碎準(zhǔn)數(shù)； 氣體密度， 氣流對液滴的相對速度， 金屬液滴大小， 金屬表面張力， 由流體力學(xué)當(dāng)D=10, = 臨界,D=14, = 臨界” 則,如噴制銅粉，銅的0.0112，0.0013，則可得到為制得不同粒度所需的臨界,臨界”.,則可得到為制得不同粒度所需的臨界 ， 臨界” ,100 200 300 400 500 顆粒粒度， 銅液滴破碎的臨界速度與顆粒粒度的關(guān)系,900 800 700 600 500 400 300 200

4、100,臨界速度m/s,0,350,700,7.霧化中成球的條件,球化 凝固 r1- 球化后的顆粒半徑 r2-球化前的液滴半徑 -金屬液體粘度 -金屬液體表面張力 V-顆粒體積 pm-金屬密度 he-對流傳熱系數(shù) （Cp）m-金屬熱容 Ti-液滴凝固時(shí)溫度 Tg-氣體溫度 Tm-金屬熔點(diǎn) H-金屬比熔化潛熱,8.影響霧化粉末性能的因素,對個(gè)方面： 化學(xué)成分、粒度、顆粒形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu) ）.霧化介質(zhì) （）類別影響：水、空氣、氬氣、氮?dú)猓?（）壓力影響：壓力大粉末粒度細(xì),空氣壓力對霧化鐵粉粒度的影響,水壓對霧化青銅粉粒度組成的影響,空氣霧化高碳生鐵對鐵粉碳和氧含量的影響,鐵中碳氧含量與空氣壓力的關(guān)系

5、,0 1 2 3 4 5 6 空氣壓力，,8 7 6 5 4 3 2 1,C 或 O,%,（）金屬液流,）表面張力和粘度 液體表面張力大難破碎，易成球； 受化學(xué)成分、溫度、添加劑影響； 粘度大難破碎、難成球， 受化學(xué)成分、溫度影響； ）過熱溫度 過熱溫度高易粉碎、冷凝時(shí)間長、易成球 ）液流直徑影響生產(chǎn)率、粒度、漏嘴堵塞、,5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10,0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 霧化壓力，102kPa 粉末粒度與壓力的關(guān)系,粒度 ,Cu-15P,Cu-38Zn-2Pb,Zn,Al,(3)其他工藝參數(shù),噴射參數(shù)金屬液流長度，噴射

6、長度，噴射頂角； 聚粉裝置液滴飛行路程，冷卻方式，冷卻介質(zhì)，,霧化頂角 頂角越大破碎作用越大，不過角度過大會(huì)造成液體金屬回濺，造成噴嘴堵塞。,粉末粒度與噴射角之間的關(guān)系,氣體和水霧化工藝,坩堝熔化爐，排氣罩，保溫漏包，噴嘴，集粉器，集細(xì)粉器，取粉車，空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮容器，氮?dú)馄?.氣霧化制銅粉工藝,工藝條件過熱度100-150, 漏包烘烤至600,液流直徑4-6mm,氣體壓力0.5-0.7MPa,干式集粉器，水冷夾套 .氣體霧化制取鐵粉工藝 法即高碳鐵霧化然后脫碳獲得鐵粉 高碳鐵水溫度1300-1350,含碳量3.2-3.6%,漏包烘烤至600,液流直徑6mm,氣體壓力0.-0.7MPa,干式集粉器，水冷夾套 脫碳靠自身還原，進(jìn)行溫度950-1000,在還原氣氛下進(jìn)行,水霧化制取鋼鐵粉末工藝,電弧爐熔煉，過熱150-250，水壓5-8MPa，現(xiàn)多半采用V型噴嘴，噴射頂角45o； 水霧化粉末含氧量較高，可達(dá)1%，需進(jìn)行還原,旋轉(zhuǎn)電極霧化,自耗旋轉(zhuǎn)電極霧化,霧化中成球的條件,球化 凝固 r1- 球化后的顆粒半徑