V形喷射示意图
特点：两股板状雾化截止射流呈V形， 金属液流在交叉处被击碎。这种喷嘴 是在垂直喷嘴的基础上改进而成的， 不易发生堵嘴。可喷制不锈钢粉。
锥形喷射示意图
特点：雾化介质以极高的速度从若干 个均匀分布在圆周上的小孔喷出构成 一个未封闭的气锥，交汇于锥顶点， 将流经该处的金属液流击碎。这种喷 嘴雾化效率较高，但要求金属液流对 中好，同时由于雾化介质高速射出时 会在锥中形成真空，容易造成液滴反 飞，并在喷嘴上凝固而堵嘴。
•负压紊流区—高速气流的抽吸作
用，在喷嘴中心孔下方形成负压紊流 层；
•颗粒形成区—在气流冲击下，金
属液流分裂为许多液滴；
•有效雾化区—气流汇集点对原始
液滴产生强烈破碎作用，进一步细化；
•冷却凝固区—细化的液滴的热量
迅速传递给雾化介质，凝固为粉末颗 粒。
② 气雾化制粉的影响因素
气体动能
喷嘴结构
1 2 12——液气态流(水金(水、属、气油油流、或气气体体))
气流 (水、油、气体)
金属液由上方孔流出时与沿一定角度高速射击 的气体或水相遇，然后被击碎成小液滴，随着液滴 与气体或水流的混合流动，液滴的热量被雾化介质 迅速带走，使液滴在很短的时间内凝固成为粉末颗
(1) 二流雾化
① 气体雾化
气雾化的四个区域
材料加工新技术与新工艺 绪论 快速凝固 连续铸轧、连续挤压、连续铸挤 金属等温成形、半固态成形 粉末冶金新技术 先进连接技术
五、粉末冶金新技术
本节主要内容：
1. 概述 2. 雾化制粉技术 3. 机械合金化制粉技术 4. 粉末注射成形技术 5. 温压和热压成形技术 6. 等静压成形技术 7. SPS烧结
过程三(凝固)：液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。
雾化制粉分类
二流雾化法 借助高压液流(通常是水或油)或高压气流(空气、惰性气
体)的冲击破碎金属液流来制备粉末的方法，称为气雾化或水雾化，统称二 流雾化法；
单流雾化 如利用离心力破碎金属液流称为离心雾化、利用超声波能力
来实现液流的破碎称为超声雾化。
雾化制粉的冷凝速率一般为103~106℃/s，适用于金属粉末制备。
漩涡环形喷射示意图
特点：压缩气体从切向进入喷嘴内腔， 然后高速喷出形成一漩涡状锥体，金 属液流在锥顶被击碎。
(2) 离心雾化法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
离心雾化法是利用机械旋转造成的离心力使金属熔液克服其表面张力， 以细小的液滴甩出，然后在飞行过程中球化、冷凝成粉的一种制粉方法。
1974年，首先由美国提出旋转电极(REP)雾化制粉法，后来又发展了旋转 盘法(RD)、旋转坩埚法(RC)，电子束旋转电极法(EBRE)，等离子旋转电极 法(PREP)等。
旋转电极法原理图
旋转电极过程中液膜破 碎、球形粉形成原理图
旋转坩埚法原理图
离心雾化法特点：
能制取几乎所有金属或合金的粉末，还可以制取难熔化合物(如氧化物、 碳化物)粉末；
离心雾化法不受坩埚耐火材料的污染，是目前制取高纯、无污染难熔金 属和化合物球形粉末最理想的方法，特别是对易氧化(或氮化)金属最为有效， 冷凝速度一般为103~106K/s。 离心雾化法的缺点：
粉末 冶金
1、概述
快速冷凝雾化制粉
机械化合金制粉 制取金属粉末
超微粉式纳米粉制粉
溶胶-凝胶技术
成形、烧结 及烧结后处理
粉末注射成形 温压成形 冷等静压
热等静压成形 超塑性等温锻造
粉末冶金方法与液态成形方法相比其优点如下：
可避免或者减少偏析、机加工量大等缺点。用粉末冶金法生产 零件制品时，金属的总损耗只有1~5%；
材料某些独特的性能或者显微组织也只能用粉末冶金方法来实 现。例如，多孔材料、氧化物弥散强化合金、硬质合金等；
一些活性金属，高熔点金属制品用其他工艺成形是十分困难的， 这些材料在普通工艺过程中，随着温度的升高，材料的显微组 织及结构收到明显的损害，而粉末冶金法却可避免；
粉末冶金的应用：
从普通机械制造到精密仪器，从五金工具到大型机械，从电子工业到电机制 造，从采矿到化工，从民用工业到军用工业，从一般技术到尖端技术，都在 使用粉末冶金材料或制品，金属粉末和粉末冶金制品、材料在工业部门的应 用如下表所示：
金属粉末和粉末冶金材料、制品的应用
机械制造 汽车、拖拉机、机床制造 电机制造 精密仪器 电器和电子工业 计算机工业 化学、石油工业 军工 航空 航天和火箭 原子能工程
硬质合金，金属陶瓷，粉末高速钢 机械零件，摩擦材料，多孔含油轴承，过滤器 多孔含油轴承，铜-石墨电刷 仪表零件，软磁材料，硬磁材料 电触头材料，电真空电极材料，磁性材料 记忆元件 过滤器，防腐零件，催化剂 穿甲弹头，军械零件，高比重合金 摩擦片，过滤器，防冻用多孔材料，粉末超合金 发汗材料，难熔金属及合金，纤维强化材料 核燃料元件，反应堆结构材料，控制材料
2、雾化制粉技术
定义： 雾化法是一种典型的物理制粉方法，通过高压雾
化介质，如气体或水强烈冲击液流，或通过离心力 使之破碎、冷却凝固来实现的。
优点： 可以有效地减少合金成分的偏析，获得成分均匀
的合金粉末；通过控制冷凝速率可以获得具有非晶、 准晶、微晶或过饱和固溶体等非平衡组织的粉末。
雾化过程
雾化 聚并 凝固
液流性质
喷射方式
a) 气体动能 增大气体压力，能够增加气体的喷射速度，有利于金属液体雾化率的提
高。但前提条件是金属液的流量一定。
b) 喷嘴结构 嘴结构应具备以下基本条件： 雾化介质获得尽可能高的出口速度； 雾化介质与金属液流之间形成合理的喷射角度； 金属液流产生最大的紊流； 金属液流雾化稳定，不会因出口负压造成喷嘴堵塞。
c) 液流性质 金属液的表面张力、金属液的粘度、金属液的化学组成、金属液的过热
温度都会影响雾化制粉。
d) 喷射方式 按照雾化介质对流体的作用可分为以下几种: 垂直喷嘴；V形喷嘴；锥形喷嘴；漩涡环形喷嘴
垂直喷射示意图 1—气流；2—金属液流
特点：雾化介质与金属液流互呈垂直方 向。喷制的粉末一般比较粗，常用来喷 制铝、锌等粉末。
过程一(雾化)：大的液珠当受到外力冲击的瞬间，破碎成数个小液滴，假设 在破碎瞬间液体温度不变，则液体的能量变化可近似为液体的表面能增加。
过程二(聚并)：液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间相互接触，再次成 为一个较大的液体颗粒，并且液体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系 的总表面能降低，属于自发过程。