粉末冶金原理课件雾化法.ppt

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1、第三节、雾化法,Atomization,1.定义：即将金属熔化，然后将液体金属击碎，冷凝后获得金属粉末的一种方法，属于机械制粉法特点（1）容易制得合金粉末，尤其是高组元多组元合金，所制得的粉末无偏析、结构细微；（）可制的得球形粉末；（）通过快速冷凝可制得微晶粉末和非晶粉末。,2.分类：）二流雾化法（）气体雾化（）水雾化）离心雾化法（）旋转圆盘雾化（）旋转电极雾化（）旋转坩埚雾化）其他雾化法（）转辊雾化（）真空雾化,1）二流雾化法（）气体雾化（）水雾化,）离心雾化法,（）旋转圆盘雾化,（）旋转坩埚雾化,（）旋转电极雾化,）其他雾化法,（）超声雾化（）真空雾化,3.雾化机理,负压紊流区原始液滴形成

2、区有效雾化区冷却凝固区,雾化过程中的四个区域,4.粉末粒度与雾化介质之间的关系,雾化粉末粒度的计算公式W-Weber数=V2dm/dp-平均颗粒直径dm-金属液流直径m-液体金属动粘度g-雾化介质动粘度Vp-雾化介质速度-液体金属密度-液体金属表面张力M-液体金属质量流速A-雾化介质的质量流速K-常数,5.气体雾化喷嘴结构,环孔喷嘴结构,旋涡环缝喷嘴结构,喷嘴出口形状,直线型收缩型拉瓦尔型,进口,出口,进口,出口,出口,进口,气体出口速度不超过音速,g重力加速度R-气体常数K（压容比），对空气而言，1.4T2压缩气体进喷嘴前温度P1-气体进口压力P2-气体出口压力,临界,水雾化喷嘴结构,水柱式

3、,水帘式,喷嘴与漏嘴之间的摆放位置,6.液滴破碎大小与气流临界速度的关系,金属液流破碎速度范围决定于液滴破碎准数；气体密度，气流对液滴的相对速度，金属液滴大小，金属表面张力，由流体力学当D=10,=临界,D=14,=临界”则,如喷制铜粉，铜的0.0112，0.0013，则可得到为制得不同粒度所需的临界,临界”.,则可得到为制得不同粒度所需的临界，临界”,100 200 300 400 500颗粒粒度，铜液滴破碎的临界速度与颗粒粒度的关系,900800700600500400300200100,临界速度m/s,0,350,700,7.雾化中成球的条件,球化 凝固r1-球化后的颗粒半径r2-球化前

4、的液滴半径-金属液体粘度-金属液体表面张力V-颗粒体积pm-金属密度he-对流传热系数（Cp）m-金属热容Ti-液滴凝固时温度Tg-气体温度Tm-金属熔点H-金属比熔化潜热,8.影响雾化粉末性能的因素,对个方面：化学成分、粒度、颗粒形状、内部结构）.雾化介质（）类别影响：水、空气、氩气、氮气；（）压力影响：压力大粉末粒度细,空气压力对雾化铁粉粒度的影响,水压对雾化青铜粉粒度组成的影响,空气雾化高碳生铁对铁粉碳和氧含量的影响,铁中碳氧含量与空气压力的关系,0 1 2 3 4 5 6空气压力，,87654321,C或O,%,（）金属液流,）表面张力和粘度液体表面张力大难破碎，易成球；受化学成分、温

5、度、添加剂影响；粘度大难破碎、难成球，受化学成分、温度影响；）过热温度过热温度高易粉碎、冷凝时间长、易成球）液流直径影响生产率、粒度、漏嘴堵塞、,500020001000500200100502010,0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 雾化压力，102kPa 粉末粒度与压力的关系,粒度,Cu-15P,Cu-38Zn-2Pb,Zn,Al,(3)其他工艺参数,喷射参数金属液流长度，喷射长度，喷射顶角；聚粉装置液滴飞行路程，冷却方式，冷却介质，,雾化顶角 顶角越大破碎作用越大，不过角度过大会造成液体金属回溅，造成喷嘴堵塞。,粉末粒度与喷射角之间的关系,气体和水雾化工艺,坩埚熔化炉

6、，排气罩，保温漏包，喷嘴，集粉器，集细粉器，取粉车，空气压缩机，空气压缩容器，氮气瓶,.气雾化制铜粉工艺,工艺条件过热度100-150,漏包烘烤至600,液流直径4-6mm,气体压力0.5-0.7MPa,干式集粉器，水冷夹套.气体雾化制取铁粉工艺法即高碳铁雾化然后脱碳获得铁粉高碳铁水温度1300-1350,含碳量3.2-3.6%,漏包烘烤至600,液流直径6mm,气体压力0.-0.7MPa,干式集粉器，水冷夹套脱碳靠自身还原，进行温度950-1000,在还原气氛下进行,水雾化制取钢铁粉末工艺,电弧炉熔炼，过热150-250，水压5-8MPa，现多半采用V型喷嘴，喷射顶角45o；水雾化粉末含氧量较高，可达1%，需进行还原,旋转电极雾化,自耗旋转电极雾化,雾化中成球的条件,球化 凝固r1-球化后的颗粒半径r2-球化前的液滴半径-金属液体粘度-金属液体表面张力V-颗粒体积pm-金属密度he-对流传热系数（Cp）m-金属热容Ti-液滴凝固时温度Tg-气体温度Tm-金属熔点H-金属比熔化潜热,