（２）旋转电极雾化
.
8
３）其他雾化法
• （１）超声雾化
（２）真空雾化
.
9
3.雾化机理
.
10
.
11
.
12
雾化过程中的四个区域
Ⅰ负压紊流区
Ⅰ
Ⅱ原始液滴形成区
Ⅲ有效雾化区
Ⅱ
Ⅳ冷却凝固区
Ⅲ
Ⅳ
.
13
4.粉末粒度与雾化介质之间的关系
• 雾化粉末粒度的计算公式
• 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
第三节、雾化法
Atomization
.
1
• 1.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。
－１００－ ＋１４５目
２４.１
－１４５－ ＋２００目
２３.８
粒度组成，％
－２００－ ＋２５０目
１５.４
－２５０－ ＋３２５目
１７.９
－３２５目 １８.２
２２.３
２２.１
１５.７
１９.１
２０.８
１８.６
１９.３
１５.９
１９.５
２６.８
.
25
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
1/2
dp dm
Km g W 1(1M A)
.
14
5.气体雾化喷嘴结构
环孔喷嘴结构
.
15
旋涡环缝喷嘴结构
.
16
喷嘴出口形状
• １直线型
２收缩型 ３拉瓦尔型
ν临界
进 口
出
进
口
口
出 口
进 口
出 口
v1 v2
v2
v1
( r1 r2
)2
气体出口速度不超过音速
v K 2gK 1RT2[1(PP12)KK1]
• 则可得到为制得不同粒度所需的ν临界’ ， ν临界” ．
900
800
700
临
600
界
速
度
500
m/s
400
700
300
200
100
０ 100
350 0
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
.
21
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
.
2
.
3
.
4
.
5
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
.
6
• 1）二流雾化法
• （ １）气体雾化
（２）水雾化
.
7
２）离心雾化法
• （１）旋转圆盘雾化 （３）旋转坩埚雾化
.
29
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。
1
dm V sin
.
30
•１
气体和水雾化工艺
２
１
３
１ ０
４
５
６
９
７
８
１－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
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
.
17
水雾化喷嘴结构
• 水柱式
水帘式
.
18
喷嘴与漏嘴之间的摆放位置
.
19
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；
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
.
23
空气压力对雾化铁粉粒度的影响
压力 ＭＰａ
粒度组成，％
＋４０目 －４０－ －６０－ －８０－ －１００ －１２０ －１４０ －１６０
.
27
5000
2000
1000
粒 500 度
Al Zn
μ
200
Cu-15P
100
Cu-38Zn-2Pb
50
20
10 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200
雾化压力，102kPa
粉末粒度与压力的关系
.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
28
(3)其他工艺参数
• 喷射参数 射顶角；
• 聚粉装置 却介质，
金属液流长度，喷射长度，喷 液滴飞行路程，冷却方式，冷
• 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
球化34v2(r14 r24)
凝固
dm
6he
(Cp)m
lnTi Tg Tm Tg
H Tm Tg
.
22
.
31
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
• 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
2d D
' 临界
10
d
” 临界
14
d
.
20
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”.
＋６０目 ＋８０目 ＋１００ －＋１２ －＋１４ －＋１６ 目
目
０目
０目
０目
０.５２ ４１.２ １１.６ ９.０５ １１.９ ４.４５ ６.８５ ０.２
５
５
１３.４ ７
０.６４
３.５０
５.６０
８.００
８.４０
１６.１ ０
１４.１ ０
１.５０
４１.９ ０
.
24
水压对雾化青铜粉粒度组成的影响
水压 ＭＰａ ４.９ ５.４ ５.９
8 C7 或6 O5 , %4
3
2
1
Ｏ２
Ｃ
0
1
2
3
4
5
6
空气压力Ｘ１０，ＭＰａ
.
26
（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、