2024-05-22
金属粉末水雾化是一种利用高压水射流分解熔融金属流生产金属粉末的工艺。熔融金属在熔炉中熔化,然后通过一个小直径喷嘴倒入,在喷嘴中遇到高速水射流,水射流将金属流分解成小液滴。由于水的快速冷却作用,这些液滴迅速凝固并形成球形金属粉末颗粒。
水雾化工艺被广泛用于生产各种应用所需的具有特定粒度分布、形态和化学成分的金属粉末。通过调整水压、金属流量和喷嘴设计等工艺参数,可以控制生产出的金属粉末的特性。
金属粉末水雾化特别适用于生产各种金属和合金的粉末,包括铝、铜、铁、镍、钛和其他各种材料。该工艺生产的颗粒呈球形,在流动性、堆积密度和烧结性方面都有优势,是快速成型制造、粉末冶金和热喷涂等应用的理想选择。
金属粉末水雾化工艺包括几个关键步骤:
熔化:金属或合金在熔炉中熔化,通常是感应炉或真空感应熔炼炉(VIM),以达到所需的温度和化学成分。
浇注:熔融金属通过小直径喷嘴浇注,喷嘴通常由陶瓷或钨等耐火材料制成,可控制流速和流径。
雾化:当熔融金属流流出喷嘴时,会遇到喷嘴周围战略性布置的高压水射流。水射流撞击熔融金属流,由于水的高动能和冷却效果,使其分解成小液滴。
凝固:雾化液滴在水的冷却作用下迅速凝固成球形颗粒。颗粒的冷却速度和凝固行为取决于金属成分、颗粒大小和水温。
收集:将凝固的金属粉末颗粒和水一起收集到收集罐或收集室中。水通常会被回收利用,粉末会被分离和干燥,以便进一步加工或使用。
根据具体的喷嘴设计和水射流构造,水雾化工艺可进一步分为不同的技术,如自由落体水雾化、密闭水雾化和近耦合水雾化。
益处 | 说明 |
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球形粒子形状 | 水雾化可产生高度球形的金属粉末颗粒,与不规则形状的颗粒相比,这种颗粒具有更好的流动性、堆积密度和烧结性。 |
受控粒度分布 | 工艺参数可根据具体应用进行调整,以获得所需的粒度分布,从粗粉到细粉不等。 |
高纯度、低氧化物含量 | 水雾化过程中熔融金属液滴的快速凝固和冷却最大程度地减少了氧化物和其他杂质的形成,从而获得高纯度的金属粉末。 |
多功能性 | 水雾化可用于生产各种金属和合金的粉末,是一种适用于各种工业应用的多功能工艺。 |
经济高效 | 与气体雾化等其他粉末生产方法相比,水雾化通常更具成本效益,尤其是在大规模生产时。 |