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。例如:高性能摩擦材料、固体自润滑材料、粉末高温合金、高性能粉末冶金铁基复合和组合零件、粉末高速钢、快速冷凝铝合金、氧化物弥散强化合金、颗粒增强复合材料,高性能难熔金属及合金、超细晶粒及涂层硬质合金、新型金属陶瓷、特种陶瓷、超硬材料、高性能永磁材料、电池材料、复合核燃料、中子可燃毒物、粉末微晶材料和纳米材料、快速冷凝非晶和准晶材料、隐身材料等。这些新材料都需要以粉末冶金作为其主要的或惟一的制造手段。
本章将简要介绍粉末冶金的基本工艺原理和方法,重点介绍近年米粉末冶金新技术和新工艺的发展和应用状况。11.2雾化制粉技术
粉末冶金材料和制品不断增多,其质量不断提高,要求提供的粉末的种类也愈来愈多。例如,从材质范围来看,不仅使用金属粉末,也要使用合金粉末、金属化合物粉末等;从粉末形貌来看,要求使用各种形状的粉末,如生产过滤器时,就要求球形粉末;从粉末粒度来看,从粒度为500~1000m的粗粉末到粒度小于01m的超细粉末。
近几十年来,粉末制造技术得到了很大发展。作为粉末制备新技术,第一个引人注目的就是快速凝固雾化制粉技术。快速凝固雾化制粉技术是直接击碎液体金属或合金并快速冷凝而制得粉末的片法。快速凝固雾化制粉技术最大的优点是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。此外,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。它的出现无论对粉末合金成分的设计还是对粉末合金的微观结构以及宏观特性都产生了深刻影响,它给高性能粉末冶金材料制备开辟了一条崭新道路,有力地推动了粉末冶金的发展。
雾化法最初生产的是像锡、铅、锌、铝等低熔点金属粉末,进一步发展能生产熔点在1600~1700℃以下的铁粉及其他粉末,如纯铜、黄铜、青铜、合金钢、不锈钢等金属和合金粉末。近些年,随着人们对雾化制粉技术快速冷凝特性的认识,其应用领域不断地拓宽,如高温合金、AlLi合金、耐热铝合金、非晶软磁合金、稀土永磁合金、CuPb和CuCr假合金等。
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,称为气雾化或水油雾化法,统称二流雾化法图112;用离心力破碎金属液流称为离心雾化图113;利用超声波能量来实现液流的破碎称为超声雾化图114。雾化制粉的冷凝速率一般为103~106℃/s。
f11.2.1二流雾化根据雾化介质气体、水或油对金属液流作用的方式不同,二流雾化法具有多种形式:1r
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