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水雾化纯铁粉生产工艺技术研究与实践黎 辉（山东鲁银新材料科技有限公司 济南 271105）摘 要：结合生产实际，通过优化配料、熔炼、精炼、雾化以及二次还原等主要流程的工艺参数和技术研究，提高了钢水的纯净度和雾化铁粉的质量，提升了水雾化纯铁粉的化学、物理指标及综合性能。
关键词：水雾化；纯铁粉；工艺参数优化；钢水纯净度；综合性能RESEARCH AND PRACTICE ON PRODUCTION TECHNOLOGY OF WATER ATOMIZED PURE IRONPOWDERLi Hui(Shandong Luyin New Materials Technology Co., Ltd., Jinan 271105, China)Abstract： In combination with the production practice, the purity of molten steel and the quality of atomized iron powder as well as the chemical and physical indexes and comprehensive properties of atomized pure iron powder are improved by optimizing the technological parameters and technical research of major processes such as batching, smelting, refining, atomization and secondary reduction.Key words:water atomization; pure iron powder; optimization of process parameter; purity of molten steel; comprehensive performance作者：黎辉，男，49岁，工程师收稿日期：2020-10-09和技术研究，提高了钢水的纯净度，提升了水雾化纯铁粉的化学、物理指标及综合性能。
雾化电解高纯球形铁粉近年来，随着科技的不断进步，各种新颖而有实用性的材料被不断研发出来，其中在化学科技方面涉及到的材料也不断质变。
其中，一种在电解雾化技术方面被广泛应用的材料，便是雾化电解高纯球形铁粉。
一、雾化电解高纯球形铁粉的优势1、纯度高：雾化电解高纯球形铁粉是由高纯铁原料雾化而成，因此其质量较高，纯度也相对较高，可达到99.9%以上。
2、球形度好：雾化电解高纯球形铁粉颗粒形状呈圆珠状，颗粒表面光滑，具备优异的球形度，满足高品质及高要求的材料的需求。
3、晶粒尺寸均匀：雾化电解高纯球形铁粉的颗粒尺寸均匀，晶粒分布较为均匀，适用于高品质的材料制备，让相关产业得以更好的提高生产效益和产品品质。
4、良好的流动性：雾化电解高纯球形铁粉经过特殊处理后，颗粒表面光滑，颗粒相对较轻，具有优异的流动性，这一特点使雾化电解高纯球形铁粉在批量生产时比较优秀。
二、雾化电解高纯球形铁粉的应用领域1、磁性材料：雾化电解高纯球形铁粉具有高纯度和均匀的晶粒尺寸，快速的反应动力学和良好的烧结性，因此被广泛应用于制造高性能、高品质的磁性材料。
2、彩色陶瓷材料：在生产彩色陶瓷材料时，雾化电解高纯球形铁粉可以被用来制备高纯度的金属颜料，以达到彩色效果，提高陶瓷的审美价值，赢得消费者的喜欢。
3、先进制造业领域：雾化电解高纯球形铁粉也广泛应用于先进制造业领域，例如，制备高质量硬质合金，高温陶瓷制品，日用陶瓷等。
三、雾化电解高纯球形铁粉在工业中的应用案例近年来，雾化电解高纯球形铁粉已经被广泛应用于多个领域，例如：1、在制造国防军工方面，雾化电解高纯球形铁粉经常用作制造高压涡轮的原料，这种高压涡轮的性能非常优越，可以用于各种军用及民用飞行器中。
2、雾化电解高纯球形铁粉也被广泛应用于陶瓷制造业中。
特殊的雾化电解高纯球形铁粉制成的金属颜料可以很好地应用于高品质的陶瓷生产中，提高了陶瓷的审美价值。
3、雾化电解高纯球形铁粉在汽车制造业中同样有着广泛应用。
粒度对粉末涂料性能的影响
在粉末涂料行业衡量粉末质量的主要技术参数有外观、密度、流出性（流度）、挥发物含量、筛余物、胶化时间、安息角、粒度分布、流动性及上粉率等，一些标准还引入体积电阻率、软化温度、磁性物含量、固化时间等参数。
其中更为密切相关的参数是粒度分布、密度、流出性、安息角、流动性、上粉率。
粒度分布对粉末涂料的产品质量有较大影响，包括外观、流平性、上粉率、稳定性、回收率等众多方面。
一般来说，粉末粒径越小，粉末固化时流平性越好，外观越平整光滑，但粉末太细带电性降低，涂装施工效率会下降，超细粉（粒径<10μm）基本上不带电，同时粉末太细也会加大粉末生产成本。
粉末上粉率主要取决于粉末颗粒带电的多少，而粉末的带电量和粉末颗粒粒径的平方成正比。
增大颗粒粒径，粉末带电量增加，上粉率提高。
但粉末颗粒的粒径也不能太大，粒径太大，大颗粒粉末的重力超过空气动力和静电力，粉末涂料在飞行过程中，由于重力作用未达到工件表面就已经落下，反而会使上粉率降低。
同时，若粉末中10μm以下的超细粉含量太多，会使得粉末极易吸潮、结团，稳定性下降。
粉末涂料生产厂和粉末涂料涂装厂都存在回收粉末涂料的问题，通常，粉末粒径＜10μm的超细粉回收率低，当粉末粒径＞10μm时粉末涂料回收率迅速上升，并且粉末的回收率随着粒径的增大而增加。
涂料研磨粒径全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：涂料研磨是指在涂料制备过程中，通过研磨设备将原料中的颗粒粉碎、分散、混合，以提高涂料的质量和性能。
粒径是一个关键参数，它直接影响着涂料的质地、均匀度和终端使用效果。
在涂料工业中，粒径的控制是非常重要的，下面我们就来探讨一下涂料研磨中粒径的意义、影响以及常见的调控方法。
一、粒径的意义1. 影响颗粒分布在涂料中，颗粒的大小是不均匀的，有大有小。
通过研磨可以去除颗粒中的大颗粒，使颗粒更加均匀地分布在涂料中，提高涂料的均匀性。
2. 影响涂层的光泽度颗粒的大小会影响涂层的光泽度，一般来说，颗粒越细，涂层的光泽度越好。
3. 影响涂料的流动性颗粒的大小也会影响涂料的流动性，颗粒越细，涂料流动性越好，对涂装过程的稳定性和效果都有一定影响。
二、粒径的影响1. 粒径不均匀如果涂料中的颗粒粒径分布不均匀，会导致涂层的光泽度不均匀、颜色不均匀等问题，影响涂层的整体效果。
2. 粒径过大涂料中颗粒过大会导致其在搅拌、喷涂等过程中容易堵塞设备，影响生产效率和涂层的均匀性。
3. 粒径过小颗粒过小的情况下，易造成团聚现象，使颗粒之间发生结合，影响颗粒的分散性，导致涂料质地不均匀，影响涂层的质量。
三、粒径的调控方法1. 通过选择合适的研磨设备不同的颗粒大小需要不同的研磨设备来进行粉碎。
一般来说，颗粒细小的情况下可以选择珠砂研磨机进行研磨，颗粒较大时可以选择球磨机等设备。
2. 通过改变研磨时间研磨时间的长短也会影响颗粒的粒径，通常情况下，研磨时间过长会导致颗粒过细，因此在研磨过程中要根据颗粒的大小和要求合理控制研磨时间。
3. 通过添加助剂在研磨过程中添加一定的助剂，可以有效地影响颗粒的形态和粒径分布，达到调控颗粒粒径的目的。
粒径在涂料研磨过程中扮演着非常重要的角色，它直接影响着涂料的性能和质量。
在涂料生产过程中，必须要重视粒径的控制，采取有效的措施来确保颗粒的均匀性和适当的粒径分布，以获得优质的涂料产品。
水雾化与气雾化制作合金粉末的方法，虽然制粉的原理相同，但制得的粉末的物理性能相差还是很大的，特别是形状。
由于气体的热容量要比水小，所以采用气雾化时，合金受到的激冷度低，受到雾化介质冲击时，雾化成细小液滴的合金液不会马上凝固，这给了合金液滴在下落过程中收缩成球的时间，所以容易获得球形合金粉末。
水雾化时情形正好相反，由于水对雾化成细小合金液滴的激冷作用，几乎是在一瞬间，就凝固成了合金粉末，这使得那些表面张力较小的合金形成的合金粉末，呈土豆状或不规则形状，只有那些表面张力较大的合金，例如镍基合金，才能做成球形合金粉末。
通过调整雾化参数和雾化时合金液的过热度，采用水雾化也能做出近似球形的合金粉末，满足热喷涂的需要。
用于管状焊丝的中间合金粉末，形状上没有特别的要求，水雾化比较适合。
化学成份不论是采用水雾化还是采用气雾化，制作出的合金粉末的化学成份不会因为制作方法的不同而产生差异。
金相组织采用气雾化制作的合金粉末，合金的过冷度要比采用水雾化做的小许多，所以相同的化学成份，采用不同的雾化方法做出的合金粉末的金相组织会不一样。
合金粉末的氧含量合金粉末的氧含量，与合金本身对氧的敏感性和雾化时的雾化环境中的氧含量有关。
如果合金本身对氧非常敏感，则不仅在雾化时要采取措施，在熔化时最好也采用真空熔炼。
对于大多数合金，只要在雾化时采取减少与氧的接触，就能达到降低合金粉末中氧的含量的目的。
气雾化时，通常是使用氮气作为雾化介质，大量的氮气充满了雾化区，将雾化区的氧气驱逐掉了，所以能保护合金液滴在雾化及冷却时很少氧化。
当一炉熔融的合金液被雾化成金属粉末时，它的表面积在雾化的一瞬间增大了无数倍，换言之，其与氧结合的面积也增大了，有更多的金属表面暴露在雾化环境中。
所以，水雾化时，如果不采取措施，是无法避免合金液滴的氧化的。
为了在水雾化时，能让雾化环境少氧或无氧，首先，必须将雾化筒体密封起来，将雾化环境与周围的环境隔绝开来。
其次，是要将已封闭起来的雾化筒体中的氧气排除掉。
铁基粉末冶金零件热处理摘要：热处理是一种成熟的，经常使用的工艺性技术。
这篇文章评述了人们不大注意的铁基粉末冶金零件整体淬火时，孔隙度与合金含量对其淬透性的影响。
关键词：铁基粉末冶金零件；热处理；淬透性在铁基粉末冶金零件生产中，零件材料必须具有的许多性能与组织结构都是在烧结过程中形成的，但其中一些性能只有通过后续热处理，才能得到改进与完善。
因此，热处理对于铁基粉末冶金零件产业是极其重要的一项技术。
铁基粉末冶金零件的热处理原理，虽然和成分相同的铸锻零件相同，但由于粉末冶金零件具有一定量孔隙度与合金化元素的微观分布可能不均一，因此，粉末冶金零件的热处理工艺可能有所不同。
关于孔隙度对铁基粉末冶金零件材料热处理性能的影响，经几十年的探索与实践，已有较清楚地认识，摘要介绍如下。
1 孔隙度对铁基粉末冶金零件整体淬火的影响大部分铁基粉末冶金零件，为了增高强度、硬度及耐磨性，都需要进行整体淬火，即淬火与回火。
需要进行整体淬火的铁基粉末冶金零件，其化合碳含量应≥0.3%(质量分数)，并且在图1中的A3温度以上呈奥氏体状态。
图1 碳钢的热处理相图铁基粉末冶金零件的整体淬火由以下3道工序组成:奥氏体化。
在具有和化合碳含量相当碳势的保护性气氛下，将零件加热到高于A3温度，通常为850℃，并保温一定时间，其长短视零件形状及尺寸而定。
诸如30min，使之奥氏体化。
淬火。
从奥氏体化温度或稍低，但仍高于A3的温度，将零件淬于油或水中，使奥氏体转变成硬且脆的马氏体或贝氏体。
对于铁基粉末冶金零件，最好是淬于温油(50℃)中，这是因为粉末冶金零件具有孔隙度，淬火冷却速度太快时，零件可能开裂。
另外，采用盐水淬火时，淬火后，存留于孔隙中的盐水会导致零件严重腐蚀。
回火。
依据GB/T19076-2003“烧结金属材料-规范”铁基粉末冶金零件通常是在180℃(烧结镍钢为260℃)下回火，回火时间通常是依据零件断面厚度，按每25.4mm回火1h。
粉末粒度对热压Ti-6Al-4V合金微观组织和力学性能的影响邹黎明;毛新华;刘辛;蔡一湘【摘要】以4种不同粒径的球形Ti-6Al-4V粉末为原料,采用真空热压法进行成形固结.利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机分别分析粉末Ti-6Al-4V合金的物相组成、微观组织、断口形貌以及力学性能,研究粉末粒度及其组成对烧结体微观组织和力学性能的影响.研究结果表明:热压烧结Ti-6Al-4V样品致密度均可达到98%以上.不同粒度粉末烧结后的合金均为网篮排列层片状组织.合金塑性主要受原始粉末粒度影响,随原始粉末粒度增大,烧结样品的晶粒尺寸增大,从而导致合金的塑性降低.粉末粗细搭配相比于原始粗粉,有助于提高合金的塑性,从而有效降低粉末钛合金的成本.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2016(021)002【总页数】6页(P217-222)【关键词】钛合金;热压;粒径;力学性能;Ti-6Al-4V【作者】邹黎明;毛新华;刘辛;蔡一湘【作者单位】广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650;广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650;广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650;广东省科学院广东省材料与加工研究所,广州 510650【正文语种】中文【中图分类】TF124钛由于具有比强度高、耐腐蚀性能好、生物相容性优异等特点被广泛应用于航空航天、生物医用等行业[1−2]。
但传统钛及钛合金加工工艺复杂，生产成本高，严重阻碍了钛的进一步市场应用。
粉末冶金作为一种近净成形方法，可以降低生产成本，尤其适合于钛这样昂贵的材料，因此，目前钛及钛合金的粉末冶金技术已成为研究热点[3−5]。
航空航天、生物医用等高新技术行业对粉末钛合金性能要求高，原材料一般需采用高品质的球形钛合金粉末。
钛由于具有加工硬化速率高的特点，采用传统模压方法比较难以致密化。
尤其是高品质的球形钛合金粉末更是难以致密化，一般需采用热等静压进行成形固结，成本非常高[6]。
铁粉iron powder 尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。
颜色：黑色。
是粉末冶金的主要原料。
按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。
粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。
一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。
铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。
派隆法(Pyron Process) 将低碳沸腾钢的轧钢铁鳞破碎至小于0.147mm后，置于多炉床焙烧炉内在980℃下氧化成Fe2O3。
然后将Fe2O3粉喂送至带式炉内，在温度不超过1050℃下通以氢气使之还原成铁粉。
低碳钢液水雾化法低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后，通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压(约8．3MPa)水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。
粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理，即得纯度高的水雾化铁粉。
QMP法为加拿大Quebec Metal Powder公司所开发。
将高纯的熔融生铁水(含碳量约为3.3%～3.8%)注入漏包，从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒(约3．2mm)后，落入一吸入空气的水冷容器中，使之部分氧化。
经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎，然后将过筛至小于0.147mm 的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内，在800～1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火，再用分解氨气体另行还原退火，即可得粉末冶金用铁粉。
铁粉的粉碎气流粉碎法:利用JZDB氮气保护粉碎机进行氮气环境下的超微粉碎，防止氧化。
使用气流粉碎的目的是能使高硬度的铁粉粉碎至微米级别，使用氮保系统来进行粉碎则是为了防止氧化和爆炸。
问答题与简答题1、粉末冶金技术与传统技术相比的优势缺点重要优点：* 能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）；* 因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品加工量少而节省材料；* 对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低 , 如齿轮产品。
重要缺点：* 由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低；* 由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造；* 规模效益比较小2 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分）气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个区域。
其特点如下：金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流；原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状 - 管状原始液滴；有效雾化区：音高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状 - 管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴；冷却区。
此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化3、分析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。
（ 10 分）解：钨粉由氢气还原氧化钨粉的过程制得，还原过程中氧化物自高价向低价转变，最后还原成钨粉，WO3—WO2 —W ；其中还有 WO2 。
90—WO2 。
72 等氧化物形式。
由于当温度高于 550 度时，氢气即可还原 WO3 ，由于当温度高于 700 度时，氢气即可还原 WO2 。
因为在这种条件下水分子的氧离解压小于WO3 ， WO2 离解压，水分子相对稳定， WO3 ， WO2 被还原，同时由于温度的作用，疏松粉末中还原产物容易经扩散排走，还原动力学条件满足，导致氧化钨被氢气还原；由于 WO3 ，和 WO2 在含有水分子的氢气中具有较大的挥发压，而且还原温度越高，挥发压越大，进入气相中的氧化钨被还原后，沉降在以还原的钨粉颗粒上导致钨粉颗粒长大。
