Klasifikacija in osnovni principi metod priprave kovinskega prahu MIM

Klasifikacija in osnovni principi metod priprave kovinskega prahu MIM

Metoda priprave kovinskega prahu:

1.1 Fizikalno-kemijska metoda:

1.1.1 Metoda redukcije:

Redukcija kovinskih oksidov in soli je široko uporabljena metoda za pripravo prahu. Železov prah in volframov prah lahko reduciramo s trdnim ogljikom, volfram, molibden, železo, baker, kobalt, nikelj in druge prahove pa lahko pripravimo z razgradnjo vodika ali amoniaka; Železov prah je mogoče pripraviti iz pretvorjenega zemeljskega plina in premogovega plina, prah redkih kovin, kot so tantal, niobij, titan, cirkonij, torij in uran, pa je mogoče pripraviti iz natrija, kalcija in magnezija kot reducentov. Osnovno načelo metode redukcije kovinskih oksidov in soli je, da je afiniteta redukcijskega sredstva, ki se uporablja za kisik, večja od afinitete ustrezne kovine v oksidih in soli, ki se uporabljajo za kisik, tako da kisik v kovinskih oksidih ali soli je mogoče zajeti in kovino zmanjšati. Ker imajo različni kovinski elementi različne učinke na kisik, stabilnost tvorbe oksidov ni enaka. Stabilnost oksida je mogoče označiti z velikostjo △ G v procesu oksidacijske reakcije. Če je vrednost △ G v reakcijskem procesu manjša, to pomeni, da je stabilnost njegovega oksida večja, to pomeni, da je njegova afiniteta do kisika večja.

Njegove prednosti so preprosto upravljanje, enostavno krmiljenje procesnih parametrov, visoka učinkovitost proizvodnje, nizki stroški in primernost za industrijsko proizvodnjo; Pomanjkljivost je, da se uporablja samo za kovinske materiale, ki zlahka reagirajo z vodikom in postanejo krhki in lomljivi po absorpciji vodika.

1.1.2 Toplotna redukcija kovin in metoda redukcije:

Termična redukcija kovin je, da je reducirana surovina lahko trdna, plinasta ali staljena sol. Zadnja dva imata značilnosti redukcije plinske faze in obarjanja tekoče faze. Metoda kovinskega termičnega reducenta se običajno uporablja v industriji: redukcija TiO2, ThO2, UO2 itd. s kalcijem; Zmanjšajte TiCl4, ZrCl4, TaCl5 itd. z magnezijem; Zmanjšajte TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 itd. z natrijem; Nikelj-kromov prah iz nerjavečega jekla je bil pripravljen s soredukcijo kromovega oksida in nikljevega oksida s kalcijevim hidridom (CaH2).

Metoda redukcije se nanaša na reakcijo ogljika, borovega karbida, silicija, dušika in ognjevzdržnih kovinskih oksidov, da dobimo karbide in boride. Nitridna metoda.

1.1.3 Metoda elektrolize:

Elektroliza je metoda izločanja kovinskega prahu na katodi z elektrolitsko staljeno soljo ali vodno raztopino soli. Skoraj vse kovinske prahove je mogoče proizvesti z elektrolizo, zlasti bakrov prah, srebrov prah in kositrni prah. Elektrolitsko pulverizacijo lahko razdelimo tudi na elektrolizo vodne raztopine, elektrolizo organskega elektrolita, elektrolizo staljene soli in elektrolizo s tekočo kovinsko katodo.

Prednosti so, da je čistost pripravljenega kovinskega prahu visoka, čistost splošnega elementarnega prahu pa lahko doseže več kot 99,7 odstotka; Poleg tega lahko elektrolitska metoda dobro nadzoruje velikost delcev prahu in lahko proizvede fin prah. Vendar je poraba energije pri proizvodnji elektrolitskega prahu velika, stroški proizvodnje prahu pa visoki. Elektrolitska vodna raztopina lahko proizvede kovinske (zlitine) prahove, kot so Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni, elektrolitska staljena sol pa kovinske prahove, kot so Zr, Ta, Ti, Nb.

1.1.4 Hidroksilna metoda:

Nekatere kovine (železo, nikelj itd.) in ogljikov monoksid se sintetizirajo v kovinske karbonilne spojine, ki se s ponovnim segrevanjem razgradijo v kovinski prah in ogljikov monoksid. Tako pripravljen prah je zelo fin, z visoko čistostjo, vendar visokimi stroški. V industriji se uporablja predvsem za proizvodnjo finih in ultra finih praškov niklja in železa ter prahu Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co in drugih zlitin.

1.1.5 Metoda kemične zamenjave:

Metoda kemične zamenjave temelji na aktivnosti kovine. Kovina z močno aktivnostjo se uporabi za zamenjavo kovine z manj aktivnostjo iz raztopine kovinske soli, kovina (kovinski prah), pridobljena z zamenjavo, pa se dodatno rafinira z drugimi metodami. Ta metoda se uporablja predvsem za pripravo neaktivnih kovinskih praškov, kot so Cu, Ag, Au itd.

1.2 Mehanska metoda:

1.2.1 Metoda atomizacije:

Metoda atomizacije spada med mehanske metode pulverizacije. Je metoda neposrednega drobljenja tekoče kovine ali zlitine in vrednega prahu. Široko se uporablja in po obsegu je takoj za metodo redukcije. Metoda atomizacije, znana tudi kot metoda razprševanja, se lahko uporablja za proizvodnjo kovinskih praškov, kot so svinec, kositer, aluminij, baker, nikelj in železo, lahko pa se uporablja tudi za proizvodnjo zlitin v prahu, kot so bron, medenina, ogljikovo jeklo in zlitine jeklo.

Metoda atomizacije na splošno uporablja visokotlačni plin, visokotlačno tekočino ali visokohitrostne vrtljive rezila za razbijanje kovine ali zlitine, staljene pri visoki temperaturi in tlaku, na majhne kapljice, nato pa kondenzacijo v zbiralniku, da dobimo ultra fin kovinski prah. Ta proces nima kemičnih sprememb. Atomizacija je ena glavnih metod za proizvodnjo prahu kovin in zlitin. Obstaja veliko metod atomizacije, kot so atomizacija z dvojnim tokom, centrifugalna atomizacija, večstopenjska atomizacija, ultrazvočna tehnologija atomizacije, tehnologija tesne sklopitve atomizacije, visokotlačna atomizacija plina, laminarna atomizacija, ultrazvočna tesna atomizacija in atomizacija vročega plina.

Prednosti atomiziranega prahu so visoka sferičnost, nadzorovana velikost delcev, nizka vsebnost kisika, nizki proizvodni stroški in prilagodljivost za proizvodnjo različnih kovinskih praškov. Postala je glavna razvojna smer visoko zmogljive in posebne tehnologije priprave zlitin v prahu. Vendar pa ima metoda atomizacije slabosti nizke proizvodne učinkovitosti, majhnega izkoristka ultrafinega prahu in relativno velike porabe energije.

1.2.2 Metoda mehanskega drobljenja:

Mehansko prašenje trdne kovine je neodvisna metoda prašenja, njen razvoj mehanizma pa je tesno povezan s stanjem trdne deformacije ter nastankom in širjenjem razpok pri prašanju. Hkrati je tudi nepogrešljiv dopolnilni proces pri nekaterih metodah rezkanja. Na primer, trdi in krhki katodni nanosi, pridobljeni z elektrolizo mletja, gobasti kovinski bloki, pridobljeni z redukcijo mletja, itd. Zato ima metoda mehanskega drobljenja pomembno vlogo pri proizvodnji prahu.

Zaradi različnih lastnosti materialov in zahtevane finosti mletja se razlikujejo tudi načini mletja. Glede na različne načine uporabe zunanje sile se drobljenje materiala običajno izvaja z ekstruzijo, udarcem, mletjem in cepljenjem, načela delovanja različnih drobilnih naprav pa temeljijo predvsem na teh načelih.

Med njimi je metoda krogličnega rezkanja v glavnem razdeljena na metodo valjanja krogle in metodo rezkanja z vibracijsko kroglo. Ta metoda uporablja mehanizem, po katerem se kovinski delci lomijo in prečistijo zaradi deformacije pri različnih stopnjah deformacije. Prednosti so nizka selektivnost za materiale, neprekinjeno delovanje, visoka proizvodna učinkovitost, primerna za suho in mokro brušenje in se lahko uporablja za pripravo prahu različnih kovin in zlitin. Pomanjkljivost je, da ga je težko sortirati v procesu priprave prahu.

1.2.3 Metoda mletja:

Metoda mletja je razprševanje stisnjenega plina v območje mletja po prehodu skozi posebno šobo, s čimer povzroči, da materiali v območju mletja trčijo drug ob drugega in se zdrgnejo v prah; Po zračni ekspanziji se bo material dvignil v območje razvrščanja, material z zahtevano velikostjo delcev pa bo ločil turbinski klasifikator. Preostali grobi prah se bo vrnil v območje mletja in nadaljeval z mletjem, dokler se ne loči zahtevana velikost delcev. Ker je metoda mletja proizvedena s suho metodo, so izpuščeni dehidracija, sušenje in drugi postopki materialov; Njegov izdelek ima visoko čistost, visoko aktivnost, dobro disperzibilnost, drobno velikost delcev in ozko porazdelitev ter gladko površino delcev. Široko se uporablja pri ultra-finem brušenju nekovin, kemičnih surovin, pigmentov, abrazivov, zdravil za zdravstveno nego in drugih industrijah. Vendar pa ima metoda mletja tudi pomanjkljivosti visokih stroškov izdelave opreme. V procesu proizvodnje kovinskega prahu je treba kot vir stisnjenega plina uporabljati neprekinjen inertni plin ali dušik. Poraba plina je velika in je primeren le za drobljenje in mletje krhkih kovin in zlitin.