【正文】 2. 氧含量 合金液被霧化成金屬粉末時(shí)，它的表面積在霧化的一瞬間增大了無數(shù)倍，其與氧結(jié)合的面積也增大了，有更多的金屬表面暴露在霧化環(huán)境中。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 1. 氣體霧化制粉設(shè)備 常用生產(chǎn)鋁粉、青銅粉 結(jié)構(gòu)：熔煉系統(tǒng)、氣源系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等 熔煉系統(tǒng)：中頻加熱漏包，形成金屬液流 氣源系統(tǒng)：壓縮空氣或氮?dú)? 霧化系統(tǒng)：氣體通過噴嘴吹散金屬液流 冷卻系統(tǒng)：吹散的金屬熔滴落在水冷筒體中的鐘罩式冷卻器 除塵系統(tǒng)：夾帶金屬粉塵的氣體經(jīng)旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器排出 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 氣體霧化示意圖 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 氣流分級設(shè)備：葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力場，物料實(shí)現(xiàn)有效分級。同時(shí)，具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，溫度越高，強(qiáng)度越大。 當(dāng)空氣中所含氫氣的體積占混合體積的 ４％－７４ .2%時(shí)，點(diǎn)燃都會產(chǎn)生爆炸，這個體積分?jǐn)?shù)范圍叫爆炸極限。 * H2安全使用 氫氣為易爆危險(xiǎn)氣體，爆炸危害程度非常大。料層薄，水氣易排除，有利制得細(xì)顆粒 W粉。 3. 還原工藝 溫度越低越有利得細(xì)的金屬粉末。但太大， W粉實(shí)收率下降。 水蒸氣不僅將細(xì)顆粒 W氧化，而且能與 WO3生成揮發(fā)性較強(qiáng)的水合氧化物 WO2（ OH） 2，揮發(fā)至氣相，并H2的還原作用下沉淀在較粗 W粉顆粒上， W粒聚集長大。 生產(chǎn)原理： H2 + MeO === Me + H2O 反應(yīng)物（原材料）：還原性強(qiáng)的氫氣和金屬的氧化物 生成物（產(chǎn)品）：還原金屬和氧化性強(qiáng)的水蒸氣 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 對設(shè)備的基本要求： 加熱 反應(yīng) 9501000℃ 保溫 擴(kuò)散型相變需要時(shí)間 冷卻 高溫出爐遇空氣又氧化 排氣 廢氣分壓影響反應(yīng)方向 測溫 控制反應(yīng)速度與產(chǎn)品質(zhì)量 進(jìn)料 減小勞動強(qiáng)度 管式還原爐 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)： 爐頭、爐身、爐尾、爐管、爐殼； 推舟系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、氫氣管道系統(tǒng)、進(jìn)氣排氣設(shè)置、水冷系統(tǒng)等。難熔金屬的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或還原－化合方法制取。 （ 4）可以生產(chǎn)具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品。 六十年代末至七十年代初，粉末冶金鍛造及熱等靜壓出現(xiàn)。 1909年制造電燈鎢絲。 1923年粉末冶金硬質(zhì)合金的出現(xiàn)。 緒 論 粉末冶金特點(diǎn) （ 1）粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚。 （ 5）可以實(shí)現(xiàn)凈近成形和自動化批量生產(chǎn) 。 固體碳還原制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 主要適用于鐵粉生產(chǎn) 生產(chǎn)原理： C + Fe2O Fe3O FeO Fe + CO2 反應(yīng)物（原材料）： 生成物（產(chǎn)品）： 固體 C（煤、焦碳、木炭）和氧化鐵（鐵鱗） 鐵（海綿鐵）和廢氣 對設(shè)備的基本要求： 加熱 反應(yīng) 11001200℃ 保溫 擴(kuò)散型相變需要時(shí)間 冷卻 高溫出爐遇空氣又氧化 排氣 廢氣分壓影響反應(yīng)方向 測溫 控制反應(yīng)速度與產(chǎn)品質(zhì)量 相應(yīng)裝置： 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 倒焰爐 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 隧道窯 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 隧道窯 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 隧道窯 生產(chǎn)過程控制： 原料準(zhǔn)備： 鐵礦粉（烘干）、還原劑（煤粉或焦炭粉）、 脫硫劑（石灰石） 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 C+CO2==2CO FeO+CO==Fe+CO2 CO2+C==2CO…… .循環(huán) 生產(chǎn)原理： 2CO ==C+CO2 3Fe+C== Fe3C 裝罐： ф350 380 隧道窯分為三段：預(yù)熱帶、還原帶、冷卻帶。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 四管矩形氣體還原爐 管式還原 爐 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 十三管爐 鋼帶式還原 爐 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 鋼帶式還原 爐 氨分解制氫爐 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 氨分解制氫爐 800～ 850℃ ，在鎳基催化劑作用下 2NH3==3H2+N2 工藝：液氨經(jīng)過進(jìn)氨閥進(jìn)入汽化器，汽化器內(nèi)裝有電加熱元件，加熱汽化器內(nèi)的水，液氨在汽化器內(nèi)汽化成氣態(tài)氨，氨氣再進(jìn)入分解爐進(jìn)行分解成氫氮混合氣，高溫混合氣進(jìn)入水冷卻器降溫，然后送到吸附干燥器，通過氣水分離器放空。從機(jī)理上，高溫和濕氫有利于氣相遷移。逆 H2工藝。 還原時(shí)間太短，還原不徹底，氧含量較高。料層太薄，生產(chǎn)率低。工業(yè)制造方法有水電解和氨氣分解。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 開爐：新爐密封 送氫 爐頭取樣，試鳴 3次 （如果是鉬絲爐，爐 殼還應(yīng)試鳴） 爐頭點(diǎn)火 送水 送電升溫 停爐：推空舟 斷電 小于 500℃ 停氫 停水 卡舟：斷電 加大 H2流量 勾舟至冷卻帶或卸出 推空舟 升溫 停電：推空舟 判斷事故原因與處理時(shí)間 停爐處理或等待來電 停水：斷電降溫 停止推舟 超過 1小時(shí)，一次卸 1/3舟 停爐處理 停氫：立即封閉排氣口和爐門 超過半小時(shí)，斷電 一次卸 1/2舟 實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)注意： 開爐、停爐、卡舟、突發(fā)停電、突發(fā)停水、突發(fā)停 H2 。 T可達(dá) 2200℃ 。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 2. 水霧化制粉設(shè)備 結(jié)構(gòu)：熔煉系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、水粉分離系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)等 熔煉系統(tǒng)：中頻加熱漏包，形成金屬液流 供水系統(tǒng)：經(jīng)過高壓水泵提供高壓水 霧化系統(tǒng)：高壓水通過噴嘴吹散金屬液流 水粉分離：由射流引料器將水和粉射水粉分離器 干燥系統(tǒng)：螺旋式振動干燥器干燥含水分的金屬粉 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 水霧化示意圖 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 3. 離心霧化制粉設(shè)備 結(jié)構(gòu)：加熱系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等 加熱系統(tǒng)：電弧加熱式（自耗電極電弧熔化 ） 電子束加熱式（電子束熔化電極 ） 霧化系統(tǒng)：高速旋轉(zhuǎn)自耗電極（電弧加熱式） 高速旋轉(zhuǎn)坩堝（電子束加熱式） 系統(tǒng)冷卻：冷卻液或氬氣、氦氣 除塵系統(tǒng)：旋風(fēng)后收集 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 離心霧化示意圖 電解制粉設(shè)備 主要應(yīng)用于生產(chǎn)純銅粉、鎳粉、銀粉 在電解液 水溶液或金屬熔鹽中通入直流電，正價(jià)金屬離子在陰極得電子形成松散的金屬粉末。 氣霧化時(shí)，通常是使用氮?dú)庾鳛殪F化介質(zhì)，大量的氮?dú)獬錆M了霧化區(qū)，能保護(hù)合金液滴在霧化及冷卻時(shí)很少氧化。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 Co粉 WC粉 Cu粉 Fe粉 常用金屬粉末 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 1. 制粉設(shè)備 機(jī)械合金化 (MA) 制備新型高性能材料的重要途徑之一 研磨裝置是多種多樣 如：行星磨 公認(rèn)機(jī)械合金化的反應(yīng)機(jī)制，主要有以下兩種方式： 原子擴(kuò)散 自蔓延反應(yīng) SHS 顆粒變形、斷裂和冷焊，粉末被不斷細(xì)化， 產(chǎn)生高密度的晶體缺陷和大量擴(kuò)散偶，在自由能的驅(qū)動下，原子擴(kuò)散而逐漸形核長大，形成合金。慢速加壓。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 電磁換向閥原理簡圖 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 電磁換向閥 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 工作過程： 啟動電源 手動加壓按鈕 (電磁閥 PA和 BO接通，齒輪泵供油為主，活塞快速下行 ) 行程開關(guān)將齒輪泵關(guān)閉，柱塞泵打開，活塞慢速下行加壓 達(dá)到最大壓力，溢流閥起作用，保壓 手動退出按鈕（電磁閥換向，活塞快速上行卸壓） 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 懸臂式液壓機(jī) （ 2） 機(jī)械式壓力機(jī) 主要有杠桿式、凸輪式和曲軸式。 2% 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 配合間隙：單邊間隙＜ mm 平行度： ∥ mm 垂直度： ⊥ mm 粗糙度： 同心度： ◎ mm 模具精度基本要求 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 性能項(xiàng)目 性能參數(shù) 單位 最大壓制壓力 300 KN 最大下拉壓力 200 KN 最大壓制位置輔助支撐力 150 KN 上沖頭行程 ９５ mm 上沖頭調(diào)節(jié) ７０ mm 最大裝料高度 ７０ mm 最大壓制行程 ３５ mm 最大下拉行程 ３５ mm 最大頂壓行程 ６ mm 沖程速度調(diào)節(jié) ９～６３ 次／ min 總負(fù)載 ３ KW 氣動工作壓力 ０ .５５ Mpa 設(shè)備技術(shù)性能指標(biāo) 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 （ 4） 摩擦壓力機(jī) 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 冷等靜壓力機(jī) CIP技術(shù) 結(jié)構(gòu)：受力架、高壓容器、高壓泵及管路 受力架：承受高壓容器兩端活塞壓力。 如果壓力需大于 400MPa傳力介質(zhì)用固體，大于 1500MPa用鐵粉。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 2. 成形設(shè)備 1）壓坯表面形狀不大規(guī)則，需經(jīng)機(jī)械加工成型后才能燒結(jié)； 2）生產(chǎn)效率較低； 3）設(shè)備投資費(fèi)用較大。產(chǎn)量大，工藝成熟投資小，運(yùn)行成本低，但燒結(jié)產(chǎn)品尺寸受限制。 抗氧化能力很差， 550℃ 左右空氣中加熱劇烈氧化成粉末。 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 3. 燒結(jié)設(shè)備 鉬絲爐 3 燒結(jié)設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 3. 燒結(jié)設(shè)備 鉬絲燒結(jié)爐 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 3. 燒結(jié)設(shè)備 鉬絲燒結(jié)爐 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 3. 燒結(jié)設(shè)備 鉬絲燒結(jié)爐爐管和鉬絲 真空爐 結(jié)構(gòu)：爐體、冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng) 爐體：水冷爐體和爐門（內(nèi)層耐熱不銹鋼外層普通鋼板） 冷卻系統(tǒng)：水冷爐門、爐體、進(jìn)電極、電極導(dǎo)電管、羅茨泵等 水可用自來水或循環(huán)水（冷卻塔） 真空系統(tǒng)：真空泵、真空度表、管道和閥門 介紹旋片泵、羅茨泵、管道連接、閥門。 2 水溫較高 原因：水壓較低、水質(zhì)。 停電：手動關(guān)閉所有真空系統(tǒng)閥門，停爐。低壓燒結(jié)時(shí)壓力為 6MPa； 其實(shí)質(zhì)是脫蠟、預(yù)燒、燒結(jié)、熱等靜壓合為一道工序。溫度控制在 1200℃ 以下。同時(shí)加熱和加壓，利用電阻 絲加熱至燒結(jié)溫度，金剛石層致密化同時(shí)與鋼基體焊接。 有兩種形式：電阻加熱式和感應(yīng)加熱式熱壓 模具為石墨。 C，最大壓力在 100～ 200兆帕 工藝操作： 1 先壓后升溫： 進(jìn)料 抽氣后充氬 加壓（充氬） 升溫 保溫保壓 卸壓降溫 2 先升溫后壓： 進(jìn)料 抽氣后充氬 低壓升溫 加壓充氬 保溫保壓 卸壓降溫 3 同時(shí)升溫加壓： 進(jìn)料 抽氣 充氬升溫 保溫保壓 卸壓降溫 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 4. 熱狀態(tài)致密化設(shè)備 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 4. 熱狀態(tài)致密化設(shè)備 熱等靜壓機(jī)示意圖 第一部分 粉末冶金車間設(shè)備 4. 熱狀態(tài)致密化設(shè)備 熱等靜壓機(jī) 原料 濕磨 干燥 摻膠 制粒 壓制 脫膠 燒結(jié) 毛坯 清理 入庫 5. 輔助設(shè)備 硬質(zhì)合金生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝流程： 還原爐、碳化爐 球磨機(jī) 振動干燥機(jī) 螺旋混料機(jī) 擦碎篩、制粒機(jī) 壓