Klassifizierung und Grundprinzip der Herstellungsverfahren von MIM-Metallpulver

Klassifizierung und Grundprinzip der Herstellungsverfahren von MIM-Metallpulver

Herstellungsverfahren von Metallpulver:

1.1 Physikalisch-chemische Methode:

1.1.1 Reduktionsverfahren:

Die Reduktion von Metalloxiden und -salzen ist ein weit verbreitetes Verfahren zur Pulverherstellung. Eisenpulver und Wolframpulver können durch festen Kohlenstoff reduziert werden, und Wolfram-, Molybdän-, Eisen-, Kupfer-, Kobalt-, Nickel- und andere Pulver können durch Wasserstoff- oder Ammoniakzersetzung hergestellt werden; Eisenpulver kann aus umgewandeltem Erdgas und Kohlegas hergestellt werden, und Edelmetallpulver wie Tantal, Niob, Titan, Zirkonium, Thorium und Uran können aus Natrium, Calcium und Magnesium als Reduktionsmittel hergestellt werden. Das Grundprinzip des Reduktionsverfahrens von Metalloxiden und -salzen besteht darin, dass die Affinität des verwendeten Reduktionsmittels zu Sauerstoff größer ist als die des entsprechenden Metalls in den verwendeten Oxiden und Salzen zu Sauerstoff, so dass der Sauerstoff in den Metalloxiden oder -salzen eingefangen und das Metall reduziert werden kann. Da verschiedene Metallelemente unterschiedliche Wirkungen auf Sauerstoff haben, ist die Stabilität der Oxidbildung nicht gleich. Die Stabilität des Oxids kann durch die Größe von ΔG im Oxidationsreaktionsprozess charakterisiert werden. Wenn der △ G-Wert im Reaktionsprozess kleiner ist, bedeutet dies, dass die Stabilität seines Oxids höher ist, dh seine Affinität zu Sauerstoff ist größer.

Seine Vorteile sind einfache Bedienung, einfache Steuerung der Prozessparameter, hohe Produktionseffizienz, niedrige Kosten und Eignung für die industrielle Produktion; Der Nachteil ist, dass es nur auf Metallmaterialien anwendbar ist, die leicht mit Wasserstoff reagieren und nach Wasserstoffaufnahme spröde und brüchig werden.

1.1.2 Thermische Metallreduktion und Reduktionsverfahren:

Bei der thermischen Metallreduktion kann es sich bei dem reduzierten Rohmaterial um festes, gasförmiges oder geschmolzenes Salz handeln. Die beiden letzteren haben die Eigenschaften der Gasphasenreduktion und der Flüssigphasenausfällung. Die Methode des thermischen Metallreduktionsmittels wird üblicherweise in der Industrie verwendet: Reduktion von TiO2, ThO2, UO2 usw. mit Calcium; Reduzieren Sie TiCl4, ZrCl4, TaCl5 usw. mit Magnesium; TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 usw. mit Natrium reduzieren; Nickel-Chrom-Edelstahlpulver wurde durch Co-Reduktion von Chromoxid und Nickeloxid mit Calciumhydrid (CaH2) hergestellt.

Reduktionsverfahren bezieht sich auf die Reaktion von Kohlenstoff, Borcarbid, Silizium, Stickstoff und hitzebeständigen Metalloxiden, um Carbide und Boride zu erhalten. Nitrid-Methode.

1.1.3 Elektrolyseverfahren:

Die Elektrolyse ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallpulverniederschlägen an der Kathode durch Elektrolyse von geschmolzenem Salz oder einer wässrigen Salzlösung. Nahezu alle Metallpulver lassen sich durch Elektrolyse herstellen, insbesondere Kupferpulver, Silberpulver und Zinnpulver. Die elektrolytische Pulverisierung kann auch in Elektrolyse mit wässriger Lösung, Elektrolyse mit organischem Elektrolyt, Elektrolyse mit geschmolzenem Salz und Elektrolyse mit Flüssigmetallkathode unterteilt werden.

Die Vorteile bestehen darin, dass die Reinheit des hergestellten Metallpulvers hoch ist und die Reinheit des allgemeinen Elementarpulvers mehr als 99,7 Prozent erreichen kann; Außerdem kann das elektrolytische Verfahren die Partikelgröße des Pulvers gut steuern und feines Pulver erzeugen. Der Energieverbrauch der elektrolytischen Pulverherstellung ist jedoch groß und die Kosten der Pulverherstellung sind hoch. Elektrolytische wässrige Lösungen können Metallpulver (Legierungen) wie Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni erzeugen, und elektrolytisches geschmolzenes Salz kann Metallpulver wie Zr, Ta, Ti, Nb erzeugen.

1.1.4 Hydroxylmethode:

Einige Metalle (Eisen, Nickel usw.) und Kohlenmonoxid werden zu Metallcarbonylverbindungen synthetisiert, die durch erneutes Erhitzen zu Metallpulver und Kohlenmonoxid zersetzt werden. Das so hergestellte Pulver ist sehr fein, mit hoher Reinheit, aber teuer. In der Industrie wird es hauptsächlich zur Herstellung von feinen und ultrafeinen Pulvern aus Nickel und Eisen sowie Fe-Ni-, Fe-Co-, Ni-Co- und anderen Legierungspulvern verwendet.

1.1.5 Chemisches Ersatzverfahren:

Die chemische Ersatzmethode basiert auf der Aktivität des Metalls. Das Metall mit starker Aktivität wird verwendet, um das Metall mit weniger Aktivität aus der Metallsalzlösung zu ersetzen, und das aus dem Ersatz erhaltene Metall (Metallpulver) wird durch andere Verfahren weiter raffiniert. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Herstellung von inaktiven Metallpulvern wie Cu, Ag, Au usw. angewendet.

1.2 Mechanische Methode:

1.2.1 Zerstäubungsmethode:

Das Zerstäubungsverfahren gehört zu den mechanischen Pulverisierungsverfahren. Es ist ein Verfahren zum direkten Zerkleinern von flüssigem Metall oder Legierung und wertvollem Pulver. Es ist weit verbreitet, und sein Maßstab ist nur zweitrangig nach der Reduktionsmethode. Das Zerstäubungsverfahren, auch als Sprühverfahren bekannt, kann zur Herstellung von Metallpulvern wie Blei, Zinn, Aluminium, Kupfer, Nickel und Eisen und auch zur Herstellung von Legierungspulvern wie Bronze, Messing, Kohlenstoffstahl und Legierungen verwendet werden Stahl.

Das Zerstäubungsverfahren verwendet im Allgemeinen Hochdruckgas, Hochdruckflüssigkeit oder rotierende Hochgeschwindigkeitsschaufeln, um das bei hoher Temperatur und hohem Druck geschmolzene Metall oder die Legierung in kleine Tröpfchen zu brechen und dann im Kollektor zu kondensieren, um ultrafeines Metallpulver zu erhalten. Dieser Prozess hat keine chemischen Veränderungen. Die Zerstäubung ist eines der wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Metall- und Legierungspulver. Es gibt viele Zerstäubungsmethoden, wie Zweistromzerstäubung, Zentrifugalzerstäubung, Mehrstufenzerstäubung, Ultraschallzerstäubungstechnologie, Dichtkopplungszerstäubungstechnologie, Hochdruckgaszerstäubung, Laminarströmungszerstäubung, Ultraschallzerstäubung mit enger Kopplung und Heißgaszerstäubung.

Zerstäubtes Pulver hat die Vorteile hoher Kugelförmigkeit, kontrollierbarer Partikelgröße, niedrigem Sauerstoffgehalt, niedrigen Produktionskosten und Anpassungsfähigkeit an die Produktion verschiedener Metallpulver. Es ist zur Hauptentwicklungsrichtung der Technologie zur Herstellung von Hochleistungs- und Speziallegierungspulvern geworden. Das Zerstäubungsverfahren hat jedoch die Nachteile einer geringen Produktionseffizienz, einer geringen Ausbeute an ultrafeinem Pulver und eines relativ hohen Energieverbrauchs.

1.2.2 Mechanisches Zerkleinerungsverfahren:

Die mechanische Pulverisierung von festem Metall ist ein unabhängiges Pulverisierungsverfahren, und seine Mechanismusentwicklung hängt eng mit dem Zustand der festen Dehnung und der Bildung und Ausdehnung von Rissen bei der Pulverisierung zusammen. Gleichzeitig ist es auch ein unverzichtbarer ergänzender Prozess für einige Fräsverfahren. Zum Beispiel harte und spröde Kathodenabscheidungen, die durch Schleifelektrolyse erhalten werden, schwammige Metallblöcke, die durch Schleifreduktion erhalten werden usw. Daher spielt das mechanische Zerkleinerungsverfahren eine wichtige Rolle bei der Pulverherstellung.

Aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften und der erforderlichen Mahlfeinheit unterscheiden sich auch die Mahlverfahren. Entsprechend den unterschiedlichen Arten der Anwendung externer Kraft wird das Zerkleinern von Material im Allgemeinen durch Extrudieren, Schlagen, Mahlen und Spalten durchgeführt, und die Arbeitsprinzipien verschiedener Zerkleinerungsgeräte basieren hauptsächlich auf diesen Prinzipien.

Darunter wird das Kugelmahlverfahren hauptsächlich in Rollkugelverfahren und Vibrationskugelmahlverfahren unterteilt. Dieses Verfahren nutzt den Mechanismus, dass Metallpartikel aufgrund von Verformungen bei unterschiedlichen Dehnungsraten gebrochen und verfeinert werden. Es hat die Vorteile einer geringen Selektivität für Materialien, eines kontinuierlichen Betriebs, einer hohen Produktionseffizienz, eignet sich zum Trocken- und Nassmahlen und kann zur Pulveraufbereitung verschiedener Metalle und Legierungen verwendet werden. Der Nachteil ist, dass es im Prozess der Pulverherstellung schwierig zu klassifizieren ist.

1.2.3 Schleifverfahren:

Das Schleifverfahren besteht darin, komprimiertes Gas in den Schleifbereich zu sprühen, nachdem es durch eine spezielle Düse geleitet wurde, wodurch die Materialien im Schleifbereich dazu gebracht werden, miteinander zu kollidieren und zu Pulver zu reiben; Nach der Luftexpansion steigt das Material in den Klassierbereich, und das Material mit der erforderlichen Partikelgröße wird durch den Turbinensichter getrennt. Das verbleibende grobe Pulver kehrt in den Mahlbereich zurück und mahlt weiter, bis die erforderliche Partikelgröße abgeschieden ist. Da das Mahlverfahren durch ein Trockenverfahren hergestellt wird, werden die Dehydratisierung, Trocknung und andere Verfahren von Materialien weggelassen; Sein Produkt hat eine hohe Reinheit, hohe Aktivität, gute Dispergierbarkeit, feine Teilchengröße und enge Verteilung sowie eine glatte Teilchenoberfläche. Es ist weit verbreitet in der ultrafeinen Vermahlung von Nichtmetallen, chemischen Rohstoffen, Pigmenten, Schleifmitteln, Arzneimitteln für die Gesundheitsfürsorge und anderen Industrien. Das Schleifverfahren hat jedoch auch den Nachteil hoher Herstellungskosten für die Ausrüstung. Im Herstellungsprozess von Metallpulver muss als Druckgasquelle kontinuierlich Inertgas oder Stickstoff verwendet werden. Der Gasverbrauch ist groß und eignet sich nur zum Zerkleinern und Pulverisieren spröder Metalle und Legierungen.