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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
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1 前言% p) ^8 I! M" W0 @* R0 d
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! w* h, W( ^" b8 [$ Z
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) Z1 ^5 q- S. e/ C5 a
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3 r% \/ G& e5 s: J! R# G( O- b
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+ F! j+ W( n* t0 {5 b
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- y+ ]1 F. u/ L9 @% [% I$ M$ P
要的原材料。1 a3 I! b) m5 l, ?
2 不锈钢粉末的制作原理
0 z, U; x0 K6 c8 M0 @ e2.1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7 {* D& S7 D, m- p3 I1 o
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% J+ ~- R! o3 ^) g( z2 Z# ~5 N! _* \
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
* h) j( |: v/ k5 s% _ i: h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$ n: e5 k& ?" n0 r
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' F; P. \: c: q, I* _3 v
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% G/ n ]: p+ x2 N3 @6 R
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, N* |+ P9 x: t; U! v& y$ w
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。8 b+ ], | O n
2.2 不锈钢粉末的化学成份：[1]
( k3 f( ^1 e; F8 U 表一、不锈钢粉末的化学成份：( v" Z. [* Q- v7 H5 h3 X* G3 {4 V6 Y
牌号 化学成份：(wt%)' {) g, ?# Z9 S) ]4 Y8 F1 P
C Cr Ni Si Mo Mn O Fe
' g/ j+ F5 G7 {0 x/ N/ \304 0.03-2.0 18-20 10-12 0.7-0.8 <0.2 <0.05 余
* B, A9 E) |/ O5 v) ~; g304L <0.03 18-20 10-12 0.7-0.8 <0.2 <0.05 余
/ c, T+ O2 K8 _/ w' G# ~) v9 e( m4 W9 h4 h316 0.03-2.0 16-18 12-14 <0.1 2-3 <2.0 <0.05 余& o7 | ]9 G7 ~
316L <0.03 16-18 12-14 <0.1 2-3 <2.0 <0.05 余
# }' }' ]! b' b; N 不锈钢金属粉末的品种很多，表一所列出的是常用的几种。
6 M/ j5 [. q! F, I+ Y3 w0 u2.3不锈钢粉的制作工艺6 C+ w- V1 \2 G, T; O
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，; |: a& B1 t6 V9 X& Q6 f
[1][2][3][4] 其制粉工艺流程为：4 O4 J0 @3 L1 K
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
, Z- |) c# K4 ]- l分--包装入库& N. j# x7 a R4 V* s" n' d$ L
2.4高压水雾化制粉设备和工艺1 J- k% S5 i" ?+ D8 r9 V. H
高压水雾化制粉设备有二种形式：. Z3 u+ u/ i3 \
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。% s I% w$ i3 Q# j+ v: g2 F0 u( z
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9 L0 S# z$ V3 m
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
0 x( y) d7 s) i3 r4 k4 `9 l' Z4 V5 B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。
9 a2 [/ O" j( J7 F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
5 e3 i5 J1 a' j/ ~7 C; d& U/ C，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5 z: U5 `8 D x) J- }* N, f$ d5 B
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、% R$ S$ o1 A U- n) M( V# U
镍基合金粉末、铁基合金粉末等各类合金粉末，
' W8 u; p0 {! ? R高压水雾化法制作不锈钢粉末时，主要使用的设备有：
' K$ s1 t, n7 u$ u1 j1 }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，
6 v: R8 o, d3 J/ V: S9 h年产量在二百到三百吨左右。
- a$ S) i2 L% `' T6 D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。% i6 b4 t* ~5 G1 Z
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4 Y3 u% ?$ y0 D, Y6 Z8 m
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. Z; S( r! v7 T7 W# {
，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
. M# t& f0 d6 @; |( R! _& ^9 o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。; \6 [+ D0 h# m U
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
1 S6 s, d: s0 U9 G( [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+ [3 k) v7 J& d* N
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* W# u8 [1 J2 p: K
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 r2 H9 u; V4 Q
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
! Z, Y- s5 b4 p+ L6 V加了每公斤不锈钢粉末的制作成本，所以一般不采用。7 y3 z9 d4 ?! _/ u
五：筛分和包装设备、检测仪器等。# f1 Z( F) f/ f/ l6 K; H
3 不锈钢粉末的应用7 t7 y, u0 T# [* }8 H' k& J
3.1 不锈钢磷片涂料 s5 ^% q" \6 J
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) U: S7 X6 v |" d% B
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
7 ] b, w6 w5 h4 G' i* S$ ?% W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
9 `2 w; W3 z9 a' w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
' w4 H E% _) D# b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" b, W; k" e% ^5 I1 U1 U. B
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，
- o- T) d, a: n3 k2 f+ B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
* w, l! ?" B# W9 d' e结力和抗冲击性。! q$ |' Z6 }9 I u. f J# z
3.2 不锈钢抛丸+ u' Q, ^. b/ {- W/ Y
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
3 s" q( n& d5 C! N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' D2 T. B( e0 N' B" ]
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。7 M H/ a8 n% @" t
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
. |% K, {+ D4 T$ E% i产成本：（资料为：二○○二年八月）
8 N0 H' |0 W5 b2 b: e 不锈钢原料： 七千到八千元5 J% h- _- c( T
& T; _7 f5 B- F j3 c: G 电力： 二千元
8 z \6 L& L$ \1 x: l9 v 雾化气 三千五百元
5 @' @8 E- y+ {) y; H4 e1 c* E, @ 人工： 一千元( {7 {6 x& C! s2 y/ \
销售、包装等 一千五百元
) v5 h# y8 {, I3 `+ K" t 合计： 一万五千到一万六千元) B, y( l- t* s& N
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
$ B3 X4 B4 E1 ^# l) y4 j" M y0 T4 I备折旧、各种税等，利润须根据实际的生产量来确定。1 ^9 R: H9 `1 e1 T6 \* u
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7 c/ r+ `+ l4 \5 L
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 ]: d( S5 w5 `( n: {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7 t$ z* M! n' H; a' Y
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
# b, q9 O0 w6 @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/ I0 R% a" S. z
常用的规格有： 20/40目 40/60目 60/80目 80/120目 。
! o- ]) x; `, b( d7 y0 D 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。
# v: t1 C, N$ S/ A: t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$ Y' R, [6 j* J$ ?% S+ K C, |+ K, Q; U
关资料函索即寄。有问题请与作者沟通。2 M# i+ b4 r) O7 t
参考文献2 e" N) [% c2 L: h
[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. M: A w" n$ I! P+ Q, K# I9 o
[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) O9 j4 _1 \: X+ U$ v- d" v
会论文集，P38
* M+ q9 l% X4 i, g[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
% T0 `/ J c- e. N% z5 l3 v[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+ q+ x" X( [0 i+ i! c" z* A
（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：
1 U% I; }! s4 V7 p9 a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。* ?- l) H' d. d/ S
电话：021-65147943
0 f) y1 Q. ~1 Y9 K2 {- gE-Mail: ddddy@itiz.net 到以下网址查" X. q# Y' d4 V; b
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询http://tw.netsh.com/eden/bbs/703230/更多内容： http://sh.netsh.com/bbs/15920
! S9 e4 U" G* c% R/ t( E5 d或 http://www.longonline.net/bbs3000/bbs.cgi?id=200401262040 |
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