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水霧化法制作金屬粉末的工藝,有著悠久的歷史。古時(shí)候,人們將熔化了的鐵水倒入水中,使其炸裂成細(xì)小的金屬粒子,作為煉制鋼鐵的原料;直到現(xiàn)在,在民間還有人將熔化了的鉛水直接倒入水中制作鉛丸的。采用水霧化法制作粗合金粉末,其工藝原理與上面講到的讓水爆裂金屬液是一樣的,只是在粉碎的效率上有了很大的提高。高壓水霧化法制作粗合金粉末,先將粗金在熔爐中融化,熔化后的金液須過熱五十度左右,然后注入中間包中。在金液注入前開始啟動(dòng)高壓水泵,讓高壓水霧化裝置開始工件。
純的金屬鐵是銀白色的,鐵粉是黑色的,這是個(gè)光學(xué)問題,因?yàn)殍F粉的比表面積小,沒有固定的幾何形狀,而鐵塊的晶體結(jié)構(gòu)呈幾何形狀,因而鐵塊吸收一部分可見光,將另一部分可見光鏡面反射了出來,顯出白色;鐵粉沒吸收完的光卻被漫反射,能夠進(jìn)入人眼的可見光少,所以是黑色的。生鐵粉:主要用于醫(yī)藥,染料,保鮮劑,脫氧劑,懷爐(暖寶寶),配重,水處理,保健品等領(lǐng)域,規(guī)格從20目-200目,可制定客戶所需規(guī)格,含鐵量90%以上。還原鐵粉的主要用途有:①作為粉末冶金制品的原料,耗用量約占鐵粉總耗用量的60~80%;②作為電焊條的原料,在藥皮中加入10~70%鐵粉可改進(jìn)焊條的焊接工藝并顯著提高熔敷效率。
提高鐵粉綜合性能,從粉末冶金制品性能要求出發(fā)開發(fā)新產(chǎn)品,例如為提高粉末冶金零件密度與強(qiáng)度,添加了鎳、銅、鉻、鉬等元素,因此擴(kuò)散合金粉末應(yīng)運(yùn)而生,研究不斷深化。瑞典赫格那斯含鉻擴(kuò)散合金粉的性能很不錯(cuò),國(guó)內(nèi)目前還沒有,為提高生坯密度均勻性,改善制品壓制工藝,預(yù)混合粉目前正趨成熟,為適應(yīng)提高生坯密度而出現(xiàn)的溫壓工藝,使溫壓專用粉的研究也進(jìn)了一大步。隨著粉末鍛造技術(shù)發(fā)展,粉末鍛造用粉已經(jīng)成熟。尤其值得注意的是粉末潤(rùn)滑劑的研究,溫壓、模壁潤(rùn)滑、提高生壞強(qiáng)度的潤(rùn)滑劑,瑞典、QMP均已研制成功。壓坯強(qiáng)度已超過40 MPa,可機(jī)加工。 由于國(guó)外鐵粉產(chǎn)量以水霧化鐵粉為主,對(duì)它的研發(fā)改進(jìn)工作較多,對(duì)還原鐵粉性能改進(jìn)的研究不多。
鐵粉是粉末冶金的重要原料。鐵粉的工業(yè)制取和應(yīng)用始于20世紀(jì)20年代。當(dāng)時(shí)德國(guó)生產(chǎn)的電解鐵粉和羰基鐵粉,主要用作化學(xué)工業(yè)的催化劑。30年代開始生產(chǎn)粉末冶金鐵基零件。1933年德國(guó)研究出旋渦研磨法生產(chǎn)鐵粉。1936年瑞典在海綿鐵生產(chǎn)的基礎(chǔ)上用還原法由磁鐵礦生產(chǎn)出低成本的鐵粉。40年代后在德、英、美等國(guó)又出現(xiàn)熔融金屬霧化法制造鐵粉,并在此基礎(chǔ)上迅速推進(jìn)了霧化預(yù)合金(合金鋼、超合金等)粉末的生產(chǎn)。中國(guó)于1958年開始用還原法生產(chǎn)鐵粉,60年代開始用霧化法研制各種合金和合金鋼粉末。鐵粉的生產(chǎn)方法中,還原法和霧化法是主要的生產(chǎn)方法。。
粉末冶金(PM)是一種形狀復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù),可以節(jié)省材料、能源和人力。水霧化鐵粉它非常適合批量生產(chǎn)。因此,在美國(guó)和日本,汽車粉末冶金零件和汽車工業(yè)同步發(fā)展。據(jù)了解,已經(jīng)生產(chǎn)了1000多種汽車粉末冶金零件。汽車揚(yáng)聲器、收音機(jī)、微型電視機(jī)、錄音機(jī)、儀器儀表用軟、硬磁性元件,汽車起動(dòng)和發(fā)電機(jī)用刷子,分配器用白金觸點(diǎn)(W觸點(diǎn)),汽車輪胎用防滑釘,無鉛汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門座,優(yōu)質(zhì)水霧化鐵粉燒結(jié)金屬油。柴油機(jī)過濾器、重型卡車剎車摩擦材料、汽車用DU、DX軸承、雙金屬襯套、汽車制造用硬質(zhì)合金工具、量具、模具。這些產(chǎn)品或材料只能采用粉末冶金技術(shù)制造。因此,沒有這些粉末冶金產(chǎn)品和材料,汽車工業(yè)的發(fā)展就永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到現(xiàn)在的水平。