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发表于 2009-8-23 08:51:29
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采用五百大气压制作不锈钢粉的方法 东建中 021-65147943 D" E8 _" N5 g
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1 前言
5 @; [$ ~ k' D% k2 X不锈钢金属是指一系列在空气，水，盐的水溶液，酸以及其它腐蚀介质中具有高度化学稳定性
, Q- L4 j4 G z1 u的钢种。在空气中耐腐蚀的钢称为"不锈钢"，在各种腐蚀性较强的介质中耐腐蚀的钢种称为"耐
# U- Q: R7 I1 d. J# r8 x酸钢"。通常，我们把不锈钢与耐酸钢统称为不锈耐酸钢，或简称为不锈钢。根据习惯用法，不" W0 R# N: h: K3 ?0 x% _
锈钢一词常包括耐酸钢在内。由于不锈钢的优异的耐腐蚀性能,它的应用范围不断扩大，特别是: ?+ Q+ T4 C( L/ D
不锈钢金属粉末，随着金属粉末制作工艺的进步，成为粉末治金、注射成形、涂料等行业中的重: b, ^5 u0 m' g$ ^1 z. B* O1 J
要的原材料。! Q& \# W" Q0 M7 w
2 不锈钢粉末的制作原理
" B1 I: {2 W: I) \0 N* D1 j2.1不锈钢粉末，可以采用不同的方法制作，目前工业化制作的方法，主要是采用气雾化法或水 g+ {( B* I6 l8 d M
雾化法制作。其制作的原理是：将不锈钢金属在熔炉中熔化，经中间包过渡，注入到雾化区雾+ Q5 M* b* k3 o
化。为了控制金属流的大小，在中间包的底部装入特制的限流漏嘴。进入雾化区的融熔金属液
; @: L+ {0 z$ E" y& _在漏嘴的控制下，呈稳定的液流柱垂直落下。在雾化区，来自喷嘴的高速水流或气流从不同的
, s( C. E7 D: q, c6 [# M4 n方向冲击金属液流，将液流击成碎块，分散成为不锈钢粉末。由于不锈钢在雾化时属于容易氧
# A6 }) o9 M4 k2 m化的金属，在雾化时，单位体积的金属的表面积增大了千万倍，不采取一定的保护措施时，所9 n1 ~& o9 A/ ]3 O
得到的粉末表面会发生氧化，影响粉末的使用。如果不锈钢粉末表面氧化比较严重时，粉末的
, Q0 j, g6 J1 o4 r6 i表面将呈黄色，严重时会全部发黑。采取了保护措施的粉末，表面呈银灰色的金属光泽。
; i- e7 S2 Q6 F2.2 不锈钢粉末的化学成份：[1]
& x0 _# ?( H) O 表一、不锈钢粉末的化学成份：
( F" V: X; R7 r+ ~* I/ `牌号 化学成份：(wt%): m7 n, x" k* _% l$ a+ }$ p; K
C Cr Ni Si Mo Mn O Fe/ U6 _. x8 r+ K ^
304 0.03-2.0 18-20 10-12 0.7-0.8 <0.2 <0.05 余4 }$ g7 b- u9 n8 P! q n3 L% H
304L <0.03 18-20 10-12 0.7-0.8 <0.2 <0.05 余* v/ E/ n. J% a" H
316 0.03-2.0 16-18 12-14 <0.1 2-3 <2.0 <0.05 余
: D0 w1 r" s2 a$ f316L <0.03 16-18 12-14 <0.1 2-3 <2.0 <0.05 余1 P8 ]4 ?- |, {+ D d
不锈钢金属粉末的品种很多，表一所列出的是常用的几种。
+ ~8 S" ?4 l" J* D- X& @7 ~2.3不锈钢粉的制作工艺
' B1 x8 ^# l9 H \3 n 不锈钢粉末的制作：首先选用合适的雾化方法，可采用的方法有水雾化法和气雾化法，% N% i( j$ c1 ^: l
[1][2][3][4] 其制粉工艺流程为：6 O6 i* X" T, }, |( G% A
选用优质不锈钢原料--中频感应炉内熔化--成份调整--脱氧除渣--雾化制粉--质量检测--筛8 a1 j0 H& y6 {, ^
分--包装入库4 I& N+ G& e" E
2.4高压水雾化制粉设备和工艺7 t: e' t; I6 B7 v
高压水雾化制粉设备有二种形式：1 l2 B' V; b; O. J/ \/ `! G
一种称为畅开式，其特征是雾化时，雾化环境与大气通，粉末如对氧敏感的话，则易氧化。
% V5 u+ U& I% Q8 @8 ^7 |所以采用畅开式的设备，一般用于制作对粉末的氧含量要求不高或不易氧化的硅铁粉、铬铁& s$ l: v9 Q K; _1 i
粉、铜合金粉、热喷涂用的镍基合金粉等粉末。采用畅开式水雾化设备生产金属粉末的单位- b# u+ W. [* r+ N1 S7 P
很多，在上海地区有上海司太立公司、大通合金粉末有限公司、亿通宝合金粉末有限公司等。5 ?2 f' g* N, a! o" F$ V# D
另一种是全封闭式，其特征是雾化时，雾化环境与大气隔绝，金属在低真空状态下进行雾化
~* g( q, J% j- I: J8 ~$ d% F，它适合那些对氧敏感的金属，用全封闭式设备制得的金属粉末，其含氧量很低，能满足客" Y% X% {# @. D8 Q) Q
户对含氧量低的要求。上海地区如崇明合金粉末厂等就是采用此种设备生产钴基合金粉末、
& P; ~+ R( Z( k2 h镍基合金粉末、铁基合金粉末等各类合金粉末，; [# @9 n4 T4 T- I% O
高压水雾化法制作不锈钢粉末时，主要使用的设备有：5 {: T" J3 i, ~8 F3 J
一：中频感应熔炼炉，用于熔炼的炉子，其容积大小可根据年产量定，一般选用一百公斤的，$ c* |6 @# H s+ O
年产量在二百到三百吨左右。" g, |3 q- h( X, N
二：高压水泵，水泵的压力10~50Mp,视不锈钢粉末的用途选用，常用的压力在25Mp。
$ |; x# [: N; N6 K# e' y三：全封闭式制粉装置，包括雾化喷嘴、中间包、旋流器等部分，这是粉末能否制作得好的 N4 _7 Q6 Q6 l) e5 n7 T+ O
关键设备，在雾化时，高温的金属遇到雾化介质水时，其中的热量迅速传递给水，使水气化8 ^# f. c* w0 t
，同时产生大量的水蒸气，使密封的雾化装置中的气压飞快的提高。为了保证操作人员的安
5 O8 n+ @' @2 w& u- ]全和雾化过程的顺利进行，必须不断地将产生的水蒸气移出雾化装置。' {0 `8 K- ^' T3 ?* C# ?
四：循环水水池，使用循环水池的目的，是为了不向环境排放富含金属离子的雾化废水，减
P. v4 X/ n. I! G/ H- }少环境污染。循环水经沉淀、过滤处理后再用作雾化介质。有人建议采用去离子水，认为可
8 |; b: O; Z0 w6 R( @( |以提高粉末的质量，经过我们的对比试验，发现采用循环水与采用去离子水，所制得的不锈& J3 U& z/ y/ r6 ^" Y. s! Y1 `1 l
钢粉末，在质量上没有出别。采用去离子水，由于要另外投资一套制作去离子水的装置，大' l5 J' t( ]7 Q3 \2 c1 ?5 U
约要增加百分之十五左右的投资额。同时，在日常生产中，去离子水设备的运作，无疑也增" j( F/ {$ w* J
加了每公斤不锈钢粉末的制作成本，所以一般不采用。* r6 H& l% s% P [
五：筛分和包装设备、检测仪器等。. f4 |+ f5 [% Y. h7 M8 ]- H% P
3 不锈钢粉末的应用& j! @ ?- p) c
3.1 不锈钢磷片涂料: {1 d0 f1 f% \
不锈钢磷片涂料用于重防腐涂料中，由于其本身的优良耐蚀性能，它的加入增强了涂层的耐- Y$ D; e8 x& q1 y' e
化学药品性以及抗老化的性能，同时增强了涂层耐磨耐温度变化的性能。不锈钢磷片在涂层
4 T9 s3 p" U6 P! L中与基体相互平行叠加排列，形成致密的防渗透层。据测算，在一到二毫米左右厚的涂层中% n# h6 Y6 |' b4 L8 r
不锈钢磷片层的分布可达到上百层，延长了介质渗透扩散的路程，使得介质须经过弯弯曲曲$ M. U2 Q4 w- W+ C* k/ o" f' Z2 w' I
的路径才能渗透扩散到金属基体的表面。不锈钢磷片在涂层中形成了无数的微小区域，将环+ M4 w- R5 h' v
氧树脂中的微裂纹、微气泡切割分离开来，减少了涂层与金属基体之间的热膨胀系数之差，
; w, k4 Z h8 w9 \降低了涂层硬化时的收缩率以及涂层内部的应力。抑制了涂层龟裂、剥落，提高了涂层的粘
3 [/ S8 Y2 t' s( g- {9 w e结力和抗冲击性。
4 G5 Y; e' p9 Q' [0 c9 |5 t3.2 不锈钢抛丸 u+ l# k$ W! A( p9 c# R
随着国内汽车、摩托车等行业的迅速发展，有色铸造行业对表面处理的要求越来越高，作为
$ r4 |& X& y& Z9 p( ]7 Z表面处理中常用的易耗品之一，不锈钢金属抛丸的用量也不断增加，一年要消耗上千吨。国
8 I2 M4 X8 o/ C- N3 H. B$ V内不锈钢抛丸市场大部分被埃文、福尔康等外国公司所垄断，市场价每公斤在三十五元左右。
9 M0 g" `* t8 e8 t5 \) `. k根据对国内用户的调查，发现生产不锈钢抛丸的市场需求量很大，目前每吨不锈钢抛丸的生4 |% y0 g, H8 c$ Z' {5 [2 V
产成本：（资料为：二○○二年八月） V4 M6 G4 x1 a
不锈钢原料： 七千到八千元' q; x* Z5 N/ P6 O
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电力： 二千元' g7 e. x' k9 `+ A$ u1 z
雾化气 三千五百元
9 d6 ?6 `8 T% h. O 人工： 一千元
/ Z. w5 w( Y* L9 N+ X 销售、包装等 一千五百元
" Z3 L9 w/ ]2 o( Q# O 合计： 一万五千到一万六千元
7 V5 i3 w/ ~! Z: h. O0 ?每吨不锈钢抛丸的销售价，预计为三万元，每吨可获毛利一万五千元左右，以上计算不包括设
* n. t$ P7 y/ |5 Y& |% d: N/ d备折旧、各种税等，利润须根据实际的生产量来确定。6 x1 G' D2 {, L1 V
3.3金属过滤砂简称金属砂、不锈钢砂，它是以高级不锈钢为原料，采用特殊技术开发的新型尖
0 `9 P5 ?# }) E) Z: @端过滤材料，世界上只有少数几个公司能生产，国内于九十年代初开发成功并投入大批量生产。 金属砂是随着FDY和超细纤维设备技术的引进、外商为保证达到合同考核指标，作为专业软件技术（know-how）输入我国的，过去依赖进口，现在可以出口。 从杜邦为中心的欧美各合纤厂，日本、韩国、台湾等地的合纤厂近几年广泛使用金属过滤砂。我国一些知名的涤沦长丝、锦沦长丝企业（中资、外资、合资）、紧跟世界上合成化纤工业技术发展和创新的潮流、相继采用金属砂。与金属砂相比，海砂（二氧化硅）、金刚砂（三氧化二铝）、玻璃珠、多层烧结金属网等在过滤的综合性能方面相差很大。使用金属砂有二大好处：第一、可以较大幅度地提高产品质量，产品的一等率一般可提高3-5个百分点，最高可达10个百分点，在纺多孔丝和一些高附加值的品种时，更是非金属砂莫属；第二、可延长组件使用周期至少一倍以上，这样可减少组件中成本较高的各种网、垫片用量，减少换组件的原料消耗，减少组件处理的费用，可明显降低生产成本。金属砂之所以受欢迎是由于它的特殊结构和性能；第一、不定形多边略带空必的构造使其具有较大的空隙率和比表面积，海砂、金钢砂都是实心的构造。过滤性能与过滤材料的空隙率和比表面的大小成正比。第二、尖锐的端缘等多突起形状，有利于分割高聚物凝聚成份。第三、不锈钢金属所特有的高8 u, x+ `% [6 j
抗压抗拉强度，使得金属砂很少破碎，可减少飘丝、断头。第四、金属的导热系数远远高于海砂8 \# r- s% x7 `; N. j& n
等非金属，可使熔体温度更均匀。第五、使用简单、方便，不用水洗、不用筛洗，由于结构的特- K. e3 a- i( Z
殊，甚至可以一个规格单一使用。（当然也可以不同规格，按不同配比使用）。 目前国内外
+ \, \" {9 d; K1 @7 k常用的规格有： 20/40目 40/60目 60/80目 80/120目 。4 X/ H) W- s$ `7 t* K: k
不锈钢粉末在其它方面也有许多应用，在此就不一一例举了。6 P! a0 D8 u q) h- l" J
如果你需要不锈钢粉末制作设备或工艺，可与作者联系，同时代理各种金属粉末，价格面议，有
1 \1 M/ `- e7 \# q/ _4 J1 ?关资料函索即寄。有问题请与作者沟通。
+ [3 q; Y0 B' Z* E参考文献
; Y: [. N* h. E" a' l+ h! z9 u) p6 j[1] 东建中，水雾化合金粉末生产工艺,上海工程技术大学学报（自然科学版）第5卷第2期
6 @- t$ F5 v" @) ]2 l& B' _[2] 东建中，高压水雾化法生产低含氧量金属粉末的实践,1990年全国热喷涂技术经验交流0 M# [4 J9 g/ U! W4 U. V
会论文集，P38
7 U7 e5 ?$ [" R! }7 C% i[3] 东建中， 金属粉末的二流雾化法制造工艺,金属世界，1995年第4期，P12' t* k9 i8 O( p, q- ]+ D0 T+ ?0 t
[4] 东建中，水雾化法制造超细金属粉末的工艺与设备,第五届华东地区焊接技术交流会
2 D! u) b4 N# N/ q; s9 D u2 w. U5 q（1999 山东*济南）-上海市论文集，P97-98
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读者如果想作更多的了解或进行交流，请在以下时间与东建中电话联系：
% a0 ^* J; o0 l. D2 l/ r8 S- K+ U星期一至星期五晚上六点以后，星期六、星期天及节假日全天。$ ~' E9 f& [8 @2 k
电话：021-65147943 H- s, ` B5 S3 P( X7 n
E-Mail: ddddy@itiz.net 到以下网址查& e8 `2 o6 n9 X) Q% X
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询http://tw.netsh.com/eden/bbs/703230/更多内容： http://sh.netsh.com/bbs/15920+ c8 t6 T5 J0 E# W+ Q- x' p
或 http://www.longonline.net/bbs3000/bbs.cgi?id=200401262040 |
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