【正文】 獲得球形粉術(shù)。(4)漩渦環(huán)形噴嘴。此外，通過(guò)控制冷凝速率可以獲得具有非晶、準(zhǔn)晶、微晶或過(guò)飽和固溶體等非平衡組織的粉末。典型的粉末冶金產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線如圖111所示。例如，從材質(zhì)范圍來(lái)看，不僅使用金屬粉末，也要使用合金粉末、金屬化合物粉末等；從粉末形貌來(lái)看，要求使用各種形狀的粉末，如生產(chǎn)過(guò)濾器時(shí)，就要求球形粉末；從粉末粒度來(lái)看，從粒度為500～。這種噴嘴是在垂直噴嘴的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，其特點(diǎn)是不易發(fā)生堵嘴。影響粉末性能(化學(xué)成分、粒度、顆粒形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等)的因素很多，主要有噴嘴和聚粉裝置的結(jié)構(gòu)、霧化介質(zhì)的種類和壓力、金屬液的表面張力、黏度、過(guò)熱度和液流直徑。用該技術(shù)生產(chǎn)316L不銹鋼粉末，其中位徑為30mm，90％粉末的粒徑小于80mm。離心霧化法制得的粉末一般為球形，平均粒度多在50～15mm之間。如：硬脂酸、己烷、草酸、甲醇、乙醇、丙酮、異丙醇、庚烷、Nopcowax22DSP、辛烷、甲苯、三氯氟乙烷、DDAA、硅氧烷脂石墨粉、氧化鋁、氮化鋁、氯化鈉也曾用作過(guò)程控制劑。需要指出的是，沒(méi)有萬(wàn)能的過(guò)程控制劑。攪拌球磨機(jī)。 納米微粉活性大，易于凝聚和吸濕氧化，成形性差，因此作為粉末冶金原料還有一些技術(shù)上的問(wèn)題有待解決。這一方面歸于在流體力學(xué)和氣體動(dòng)力學(xué)研究成果基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的超高壓水霧化和高壓惰性氣體霧化技術(shù)的發(fā)展，使細(xì)粉率大大提高，原材料成本下降。由于射成形是一種近凈形成形工藝，產(chǎn)品基本上不需要后續(xù)加工，有 需要幾十道機(jī)加工工序才能完成的產(chǎn)品采用PIM可以一次成形，制造成本相對(duì)較低。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于制造汽車零件和磁性材料制品，如：渦輪輪轂、形狀復(fù)雜的齒輪和斜齒輪、鎖零件、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿和閥座等。當(dāng)溫度更高(1500～2000℃)時(shí)，應(yīng)采用石墨材料， 但承壓能力卻降低到70MPa以下。物料裝入彈性模套被放置入高壓容器內(nèi)。干袋式模具壓制的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，模具壽命較長(zhǎng)，據(jù)報(bào)道自動(dòng)干袋模具壓制生產(chǎn)率可達(dá)10～15個(gè)／min。 熱等靜壓制時(shí)常選用惰性氣體如氦及氬作壓力介質(zhì)。至今，它在制取金屬陶瓷、硬質(zhì)合金、難熔金屬制品及其化合物、粉末金屬制品、金屬基復(fù)合材料制品、功能梯度材料、有毒物質(zhì)及放射性廢料的處理等方面都得到了廣泛應(yīng)用。該方法是采用一種高溫下具有流體特性的顆粒(如石墨顆粒、陶瓷顆粒)作為傳遞壓力的介質(zhì)以代替熱等靜壓制所用惰性氣體。獲得的產(chǎn)品的密度達(dá)到99％，晶粒度只有1mm，而傳統(tǒng)燒結(jié)工藝得到的產(chǎn)品的晶粒度為9mm。大電流直接通過(guò)粉體或模具產(chǎn)生焦耳熱，因此加熱速率很快，一般僅為幾分鐘。試驗(yàn)結(jié)果表明，液相燒結(jié)材料在較低的壓力下短時(shí)熱處理可以完全致密化，固相燒結(jié)材料要完全致密化則需要更高壓力和更長(zhǎng)時(shí)間。14℃之間，連續(xù)冷卻速度可大于30℃／min。 除壓力容器外，容器內(nèi)的加熱爐是熱等靜壓機(jī)的重要部件，主要由加熱元件、熱電偶與隔熱屏組成。 干袋模具壓制的壓制方式如圖1122(b)所示。高壓流體的靜壓力直接作用在彈性模套內(nèi)的粉末上，粉末體在同一時(shí)間內(nèi)在各個(gè)方向上均衡地受壓而獲得密度分布均勻和強(qiáng)度較高的壓坯(如圖1120所示)。熱壓可將壓制和燒結(jié)兩個(gè)工序一并完成，可以在較低壓力下迅速獲得冷壓燒結(jié)所達(dá)不到的密度，從這個(gè)意義上說(shuō)，熱壓是一種強(qiáng)化燒結(jié)。溫壓成形技術(shù)由Hoeganaes公司于1994年正式工業(yè)化應(yīng)用，并推出了Ancordense和Densemix兩種牌號(hào)的溫壓成形專用粉末。由于水的價(jià)格低廉、無(wú)毒，有利于環(huán)保，開(kāi)發(fā)水溶性黏結(jié)劑體系是溶劑脫脂技術(shù)研究的重點(diǎn)。由于當(dāng)時(shí)粉末原料成本高、脫脂時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品易變形等問(wèn)題沒(méi)有解決。納米微粉的制造方法有：溶膠凝膠法、噴霧熱轉(zhuǎn)換法、沉淀法、電解法、汞合法、羰基法、冷凍干燥法、超聲粉碎法、蒸發(fā)凝聚法、爆炸法、等離子法等。由球磨罐環(huán)繞自己的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)和支撐盤(pán)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用于裝有球磨原料和磨球的球磨罐上。對(duì)于鋁碳體系，在球磨過(guò)程中往往只有部分碳化鋁粒子形成，要使碳和鋁完全反應(yīng)需要進(jìn)行后續(xù)的熱處理。％～％，因此，在研究機(jī)械合金化過(guò)程中的相變化時(shí)要充分考慮原始粉末的純度。目前，上述方法都有工業(yè)性生產(chǎn)設(shè)備。超聲氣體霧化生產(chǎn)低熔點(diǎn)合金已達(dá)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，而對(duì)于高熔點(diǎn)合金仍處于實(shí)驗(yàn)階段和實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn)規(guī)模，其存在的主要問(wèn)題是霧化過(guò)程不穩(wěn)定，易造成“堵嘴”現(xiàn)象。 在液體金屬不斷被擊碎成細(xì)小液滴時(shí)，高速射流的動(dòng)能變?yōu)榻饘僖旱卧龃罂偙砻娣e的表面能。霧化介質(zhì)與金屬液流互呈垂直方向，如圖115(a)所示。例如：高性能摩擦材料、固體自潤(rùn)滑材料、粉末高溫合金、高性能粉末冶金鐵基復(fù)合和組合零件、粉末高速鋼、快速冷凝鋁合金、氧化物彌散強(qiáng)化合金、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，高性能難熔金屬及合金、超細(xì)晶粒及涂層硬質(zhì)合金、新型金屬陶瓷、特種陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、電池材料、復(fù)合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和納米材料、快速冷凝非晶和準(zhǔn)晶材料、隱身材料等。這些新技術(shù)有的賦予原傳統(tǒng)工藝步驟以新的內(nèi)容和意義，有的把幾個(gè)工藝步驟合為一步而成為一種嶄新的工藝。 借助高壓液流(通常是水或油)或高壓氣流(空氣、惰性氣體)的沖擊破碎金屬液流來(lái)制備粉末的方法，稱為氣霧化或水(油)霧化法，統(tǒng)稱二流霧化法(圖112)；用離心力破碎金屬液流稱為離心霧化(圖113)；利用超聲波能量來(lái)實(shí)現(xiàn)液流的破碎稱為超聲霧化(圖114)。高速氣體射流或水射流，既是使金屬液流擊碎的動(dòng)力源，又是一種冷卻劑，就是說(shuō)，一方面，在霧化介質(zhì)同金屬液流之間既有能量交換(霧化介質(zhì)的動(dòng)能變?yōu)榻饘僖旱蔚谋砻婺?，又有熱最交換(金屬液滴將一部分熱雖轉(zhuǎn)給霧化介質(zhì))。超聲氣體霧化法(USGA)是氣體霧化技術(shù)中較為先進(jìn)的一種，(80~100kHz)脈沖氣流作為霧化介質(zhì)的。例如，日本太洋金屬公司為此開(kāi)發(fā)了水壓高達(dá)150MPa的超高壓水霧化設(shè)備，其平均粒度可達(dá)3～5mm。表111列出了機(jī)械合金化技術(shù)制備的幾種氧化物彌散強(qiáng)化鎳基和鐵基超合金的室溫和高溫力學(xué)性能。例如：將金屬鈦在氮?dú)夥罩星蚰サ玫搅说伔勰?，其他幾種金屬氯化物粉末也已用相似的工藝制得。這是一種最為廣泛用于機(jī)械合金化的球磨機(jī)，一次可以制備幾百克粉末。一般應(yīng)用的攪拌球磨機(jī)其攪拌速率約為250r／mm，實(shí)驗(yàn)室使用的有些攪拌球磨機(jī)其攪拌速率要快十倍。第一項(xiàng)陶瓷粉末注射成形的專利1938年授權(quán)給Schwartzwalder。表112列舉了一些已公開(kāi)的黏結(jié)劑配方。 溫壓成形技術(shù) 溫壓成形的基本工藝過(guò)程是：將專用金屬或合金粉和聚合物潤(rùn)滑劑混合后，采用特制的粉末加熱系統(tǒng)、粉末輸送系統(tǒng)和模具加熱系統(tǒng)，升溫到75～150℃，壓制成壓坯，再經(jīng)預(yù)燒、燒結(jié)、整形等工序，～／cm3的鐵基粉末冶金零件。為了減少上沖頭與芯棒卡死的可能性，上沖頭最好也要加熱。通常，等靜壓成形按其特性分成冷等靜壓(CIP)和熱等靜壓(HIP)，前者常用水或油作壓力介質(zhì)，故有液靜壓、水靜壓或油水靜壓之稱；后者常用氣體(如缸氣)作壓力介質(zhì)，故有氣體熱等靜壓之稱 等靜壓制法比一般的鋼模壓制法有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)能夠壓制具有凹形、空心等復(fù)雜形狀的壓件；（2)壓制時(shí)，粉末體與彈性模具的相對(duì)移動(dòng)很小，所以摩擦損耗電很小，單位壓制力較鋼模壓制法低；(3)能夠壓制各種金屬粉末和非金屬粉末，壓制坯件密度分布均勻，對(duì)難熔金屬粉末及其化合物尤為有效；(4)壓坯強(qiáng)度鞍高，便于加工和運(yùn)輸；(5)冷等靜壓的模具材料是橡膠和塑料，成本較低廉；(6)能在較低的溫度下制得接近完全致密的材料。把無(wú)須外力支持也能保持一定形狀的薄壁軟模裝入粉末料，用橡皮塞塞緊密封袋口然后套裝入穿孔金屬套一起放入高壓容器中，使模袋泡浸在液體壓力介質(zhì)中經(jīng)受高壓泵注入的高壓液體壓制。壓力容器主要有兩種密封形式，即螺紋式及框架式。爐內(nèi)溫度分布均勻度很大程度取決于爐子的設(shè)汁和電熱體的配置。壓塊在同一爐體(壓力容器)內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)和熱等靜壓制，壓塊在燒結(jié)后期直接施加高壓，這就避免了降溫冷卻升溫加熱的附加操作，也避免了壓坯轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)可能受到的損壞，并保持燒結(jié)與熱等靜壓制時(shí)溫度穩(wěn)定。圖1027顯示了電火花／等離子燒結(jié)機(jī)的工作原理和一般的工藝過(guò)程。場(chǎng)活化燒結(jié)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)室研究很多，從金屬、金屬間化合物到陶瓷和復(fù)合材料