Klasifikace a základní princip metod přípravy MIM kovového prášku

Klasifikace a základní princip metod přípravy MIM kovového prášku

Způsob přípravy kovového prášku:

1.1 Fyzikálně-chemická metoda:

1.1.1 Metoda redukce:

Redukce oxidů kovů a solí je široce používaná metoda pro přípravu prášku. Železný prášek a wolframový prášek lze redukovat pevným uhlíkem a wolfram, molybden, železo, měď, kobalt, nikl a další prášky lze připravit rozkladem vodíku nebo amoniaku; Železný prášek lze připravit z přeměněného zemního plynu a uhelného plynu a prášek vzácných kovů, jako je tantal, niob, titan, zirkonium, thorium a uran, lze připravit ze sodíku, vápníku a hořčíku jako redukčních činidel. Základním principem redukční metody oxidů a solí kovů je, že afinita redukčního činidla použitého ke kyslíku je větší než afinita odpovídajícího kovu v oxidech a solích používaných pro kyslík, takže kyslík v oxidech nebo solích kovů lze zachytit a kov lze redukovat. Protože různé kovové prvky mají různé účinky na kyslík, není stabilita tvorby oxidů stejná. Stabilita oxidu může být charakterizována velikostí △ G v procesu oxidační reakce. Pokud je hodnota △ G v reakčním procesu menší, znamená to, že stabilita jeho oxidu je vyšší, to znamená, že jeho afinita ke kyslíku je větší.

Jeho předností je jednoduchá obsluha, snadná kontrola procesních parametrů, vysoká efektivita výroby, nízká cena a vhodná pro průmyslovou výrobu; Nevýhodou je, že je použitelný pouze na kovové materiály, které snadno reagují s vodíkem a po absorpci vodíku se stávají křehkými a křehkými.

1.1.2 Tepelná redukce kovů a metoda redukce:

Tepelná redukce kovu spočívá v tom, že redukovanou surovinou může být pevná, plynná nebo roztavená sůl. Poslední dva mají vlastnosti redukce plynné fáze a srážení kapalné fáze. Metoda kovového tepelného redukčního činidla se běžně používá v průmyslu: redukce TiO2, ThO2, UO2 atd. vápníkem; Redukovat TiCl4, ZrCl4, TaCl5 atd. hořčíkem; Redukovat TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 atd. sodíkem; Chrómniklový prášek z nerezové oceli byl připraven společnou redukcí oxidu chrómu a oxidu niklu hydridem vápenatým (CaH2).

Redukční metoda se týká reakce uhlíku, karbidu boru, křemíku, dusíku a žáruvzdorných oxidů kovů za vzniku karbidů a boridů. Nitridová metoda.

1.1.3 Metoda elektrolýzy:

Elektrolýza je způsob výroby sraženiny kovového prášku na katodě pomocí elektrolytické roztavené soli nebo vodného roztoku soli. Elektrolýzou lze vyrobit téměř všechny kovové prášky, zejména měděný prášek, stříbrný prášek a cínový prášek. Elektrolytickou pulverizaci lze také rozdělit na elektrolýzu vodného roztoku, elektrolýzu organického elektrolytu, elektrolýzu roztavené soli a elektrolýzu katody tekutého kovu.

Výhodou je, že čistota připraveného kovového prášku je vysoká a čistota obecného elementárního prášku může dosáhnout více než 99,7 procent; Kromě toho může elektrolytická metoda dobře řídit velikost částic prášku a může produkovat jemný prášek. Spotřeba energie při výrobě elektrolytického prášku je však velká a náklady na výrobu prášku jsou vysoké. Elektrolytický vodný roztok může produkovat kovové prášky (slitiny), jako je Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni, a elektrolytická roztavená sůl může produkovat kovové prášky, jako je Zr, Ta, Ti, Nb.

1.1.4 Hydroxylová metoda:

Některé kovy (železo, nikl atd.) a oxid uhelnatý se syntetizují na kovové karbonylové sloučeniny, které se opětovným zahříváním rozkládají na kovový prášek a oxid uhelnatý. Takto připravený prášek je velmi jemný, s vysokou čistotou, ale vysokou cenou. V průmyslu se používá především k výrobě jemných a ultrajemných prášků niklu a železa, dále prášků Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co a dalších slitin.

1.1.5 Metoda chemické náhrady:

Metoda chemické náhrady je založena na aktivitě kovu. Kov se silnou aktivitou se používá k nahrazení kovu s menší aktivitou z roztoku soli kovu a kov (kovový prášek) získaný z nahrazení se dále rafinuje jinými metodami. Tato metoda se používá především pro přípravu neaktivních kovových prášků jako je Cu, Ag, Au atd.

1.2 Mechanická metoda:

1.2.1 Metoda atomizace:

Atomizační metoda patří k metodě mechanického rozmělňování. Je to metoda přímého drcení tekutého kovu nebo slitiny a hodnotného prášku. Je široce používán a jeho rozsah je pouze na druhém místě za redukční metodou. Atomizační metoda, známá také jako metoda sprejování, může být použita k výrobě kovových prášků, jako je olovo, cín, hliník, měď, nikl a železo, a může být také použita k výrobě slitinových prášků, jako je bronz, mosaz, uhlíková ocel a slitina. ocel.

Metoda atomizace obecně používá vysokotlaký plyn, vysokotlakou kapalinu nebo vysokorychlostní rotující lopatky k rozbití kovu nebo slitiny roztavené při vysoké teplotě a tlaku na malé kapičky a poté kondenzaci v kolektoru, aby se získal ultrajemný kovový prášek. Tento proces nemá chemické změny. Atomizace je jednou z hlavních metod výroby kovového a slitinového prášku. Existuje mnoho metod atomizace, jako je dvouproudová atomizace, odstředivá atomizace, vícestupňová atomizace, technologie ultrazvukové atomizace, technologie atomizace s těsnou vazbou, atomizace vysokotlakým plynem, atomizace s laminárním tokem, atomizace s těsnou vazbou ultrazvukem a atomizace horkým plynem.

Atomizovaný prášek má výhody vysoké kulatosti, regulovatelné velikosti částic, nízkého obsahu kyslíku, nízkých výrobních nákladů a adaptability na výrobu různých kovových prášků. Stala se hlavním vývojovým směrem technologie přípravy vysoce výkonných a speciálních slitinových prášků. Metoda atomizace má však nevýhody nízké účinnosti výroby, nízkého výtěžku ultrajemného prášku a relativně velké spotřeby energie.

1.2.2 Metoda mechanického drcení:

Mechanické rozmělňování pevného kovu je nezávislá metoda rozmělňování a vývoj jeho mechanismu úzce souvisí se stavem deformace pevného materiálu a tvorbou a rozpínáním trhlin při rozmělňování. Zároveň je to také nepostradatelný doplňkový proces pro některé způsoby mletí. Například tvrdé a křehké katodové nánosy získané elektrolýzou mletí, houbovité kovové bloky získané redukcí mletím atd. Při výrobě prášku proto hraje důležitou roli metoda mechanického drcení.

Vzhledem k rozdílným vlastnostem materiálů a požadované jemnosti mletí se liší i způsoby mletí. Podle různých způsobů působení vnější síly se drcení materiálu obecně provádí vytlačováním, nárazem, mletím a štípáním a na těchto principech jsou založeny především pracovní principy různých drtících zařízení.

Mezi nimi se metoda kulového frézování dělí hlavně na metodu válcování koulí a metodu vibračního kulového frézování. Tato metoda využívá mechanismus, při kterém se kovové částice lámou a zjemňují v důsledku deformace při různých rychlostech deformace. Má výhody nízké selektivity pro materiály, nepřetržitý provoz, vysokou efektivitu výroby, vhodný pro suché i mokré broušení a lze jej použít pro práškovou přípravu různých kovů a slitin. Nevýhodou je, že je obtížné třídit v procesu přípravy prášku.

1.2.3 Způsob broušení:

Metoda broušení spočívá v rozstřikování stlačeného plynu do oblasti broušení po průchodu speciální tryskou, čímž se materiály v oblasti broušení srážejí a roztírají na prášek; Po expanzi vzduchu materiál stoupne do klasifikační oblasti a materiál s požadovanou velikostí částic bude separován turbínovým třídičem. Zbývající hrubý prášek se vrátí do oblasti mletí a bude pokračovat v mletí, dokud se neoddělí požadovaná velikost částic. Protože se metoda mletí vyrábí suchou metodou, odpadá dehydratace, sušení a další procesy materiálů; Jeho produkt má vysokou čistotu, vysokou aktivitu, dobrou disperzibilitu, jemnou velikost částic a úzkou distribuci a hladký povrch částic. Je široce používán při ultrajemném broušení nekovů, chemických surovin, pigmentů, abraziv, léčiv pro zdravotnictví a dalších průmyslových odvětvích. Metoda broušení má však také nevýhody vysokých výrobních nákladů na zařízení. Při výrobě kovového prášku musí být jako zdroj stlačeného plynu použit kontinuální inertní plyn nebo dusík. Spotřeba plynu je velká a je vhodný pouze pro drcení a drcení křehkých kovů a slitin.