雾化法

null第三节、雾化法第三节、雾化法Atomizationnull1.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； 　　　（２）可制的得球形粉末； 　　　（３）通过快速冷凝可制得微晶粉末和非晶粉末。 nullnullnull2.分类：１）二流雾化法 　　　（１）气体雾化 　　　　 （２）水雾化 　　　２）离心雾化法 　　　（１）旋转圆盘雾化 　　　　 （２）旋转电极雾化 　　　　 （３）旋转坩埚雾化 　　　 ３）其他雾化法 　　　（１）转辊雾化 　　　　 （２）真空雾化2.分类：１）二流雾化法 　　　（１）气体雾化 　　　　 （２）水雾化 　　　２）离心雾化法 　　　（１）旋转圆盘雾化 　　　　 （２）旋转电极雾化 　　　　 （３）旋转坩埚雾化 　　　 ３）其他雾化法 　　　（１）转辊雾化 　　　　 （２）真空雾化null1）二流雾化法 （ １）气体雾化 （２）水雾化 　　　　　　　２）离心雾化法 ２）离心雾化法 （１）旋转圆盘雾化（３）旋转坩埚雾化（２）旋转电极雾化 ３）其他雾化法 ３）其他雾化法 （１）超声雾化 （２）真空雾化 null3.雾化机理nullnullnullⅠⅡⅢⅣⅠ负压紊流区 Ⅱ原始液滴形成区 Ⅲ有效雾化区 Ⅳ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4.粉末粒度与雾化介质之间的关系雾化粉末粒度的 W-Weber数=V2ρdm/σ dp-平均颗粒直径 dm-金属液流直径 νm-液体金属动粘度 νg-雾化介质动粘度 Vp-雾化介质速度 ρ-液体金属密度 σ-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5.气体雾化喷嘴结构环孔喷嘴结构null旋涡环缝喷嘴结构喷嘴出口形状喷嘴出口形状１直线型　　　２收缩型　　３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，＝1.4 T2－压缩气体进喷嘴前温度 P1--气体进口压力 P2--气体出口压力ν临界水雾化喷嘴结构水雾化喷嘴结构水柱式水帘式null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Ｄ； ρ－气体密度，ｇｓ２／ｃｍ４ ν－气流对液滴的相对速度，ｍ／ｓ ｄ－金属液滴大小，μｍ γ－金属表面张力，１０－５Ｎ／ｃｍ 由流体力学当D=10, ν= ν临界’,D=14, ν= ν临界” 则如喷制铜粉，铜的γ＝0.0112Ｎ／ｃｍ，ρ＝0.0013ｇ•ｓ２／ｃｍ，则可得到为制得不同粒度所需的ν临界’,ν临界”.如喷制铜粉，铜的γ＝0.0112Ｎ／ｃｍ，ρ＝0.0013ｇ•ｓ２／ｃｍ，则可得到为制得不同粒度所需的ν临界’,ν临界”.则可得到为制得不同粒度所需的ν临界’ ， ν临界” ．０　100 200 300 400 500 颗粒粒度，μ 铜液滴破碎的临界速度与颗粒粒度的关系900 800 700 600 500 400 300 200 100临界速度m/s03507007.雾化中成球的条件7.雾化中成球的条件τ球化≤ τ凝固 r1- 球化后的颗粒半径 r2-球化前的液滴半径 μ-金属液体粘度 σ-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8.影响雾化粉末性能的因素对４个方面： 化学成分、粒度、颗粒形状、内部结构 １）.雾化介质 （１）类别影响：水、空气、氩气、氮气； （２）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Ｘ１０，ＭＰａ　　8 7 6 5 4 3 2 1 C 或 O,%Ｏ２Ｃ（２）金属液流（２）金属液流１）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、温度、添加剂影响； 粘度大难破碎、难成球， 受化学成分、温度影响； ２）过热温度 过热温度高易粉碎、冷凝时间长、易成球 ３）液流直径　影响生产率、粒度、漏嘴堵塞、null5000 2000 1000 500 200 100 50 20 100.5 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 μCu-15PCu-38Zn-2PbZnAl(3)其他工艺参数(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，粉末粒度与喷射角之间的关系雾化顶角 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气体和水雾化工艺１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２３４５６７８９１０１－坩埚熔化炉，２－排气罩，３－保温漏包，４－喷嘴，５－集粉器，６－集细粉器，７－取粉车，８－空气压缩机，９－空气压缩容器，１０－氮气瓶１.气雾化制铜粉工艺１.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． ２.气体雾化制取铁粉工艺 ＲＺ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6－８mm,气体压力0.６-0.7MPa,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旋转电极雾化自耗旋转电极雾化雾化中成球的条件雾化中成球的条件τ球化≤ τ凝固 r1- 球化后的颗粒半径 r2-球化前的液滴半径 μ-金属液体粘度 σ-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