热喷涂粉末的制作工艺和设备（二）

点击数：885发布时间：2015-07-22 08:26:11　

3．雾化法制作合金粉末的工艺 

3.1制粉原理 

除电弧和线材火焰喷涂外，其它所有喷涂工艺都是以粉末为喷涂材料的。粉末材料包罗万象、适应性强、工艺可靠，能提供各种涂层功能，在高技术领域中应用很广，这些特点是其它形式的材料无法比拟的。经过多年的发展与创新，对各种化学组成的材料都建立了相当完善的制粉方法：其中金属、合金、自熔合金通常采用雾化法，即水雾化——水冷，气雾化——气冷和气雾化一水冷三种方式。雾化工艺自六十年代初问世以来，给热喷涂材料开创了新局面，用于热喷涂的合金粉末，粉末的松装密度、流动性、熔点、硬度、热膨胀系数、氧含量等性能，对涂层的性能的影响是相当重要的，为了制得所需的合金粉末，工业上主要采用的是气雾化法和水雾化法，两种方法的主要区别在于所采用的雾化介质不同，其制粉的原理是一样的。 

雾化合金制粉的工艺过程大致如下： 

配料→熔炼→除渣→脱氧→雾化→粉末收集→干燥→筛分→成份检测→包装入库 

雾化法制作合金粉末，属于物理方法制粉。它是将来自气瓶的高压气体作为气刀或将来自高压水泵的高压水作为水刀，对熔化后，经漏嘴约束后成一细流的熔融金属液流进行切割，雾化成极微小的金属液滴，最后凝固成合金粉末。 

3.2生产过程 

在生产中，首先，按配方准备好制作金属粉末的原材料，启动中频，按熔炼工艺的要求，放入金属开始溶炼，一般容易氧化的金属在熔化的后期放入。当本炉的金属全部在炉内熔化后，进行造渣，去除金属液中的杂质，然后进行脱氧。在此同时，启动高压水泵，（对于气雾化，则是打开气阀。）使雾化系统处于待命状态。操作人员各就各位，作好雾化前的准备工作。准备好以后，开始进行金属粉末的雾化，此时雾化现场噪声很大，对于采用五十到六十公斤炉子的，正常的雾化时间在五分钟左右。如果炉子的容量大，雾化的时间就长，有的长达半小时以上，这就会造成炉内的金属液前后的温度相差较大，为了保温，还得不断对炉内的金属加热，长时间处于液态下的金属，会不停地氧化，随着金属元素的烧损，其化学成份也会发生变化，结果，生产出的金属粉末，出现色差，总的含氧量增大，有时成份也会发生偏离。所以，为了减少金属液的氧化，金属熔炉采用五十到六十公斤的比较好。 

凝固后的金属粉末，在高温时还是相当容易氧化的，所以须在无氧或低氧的环境下让其冷却到室温，才能减少粉末的含氧量。如果是采用水雾化法制作的金属粉末，还得进行干燥处理。在干燥时，须根据金属粉末对氧的敏感性，采用不同的烘干方法。容易氧化的金属粉末，要采用真空干燥方法。干燥后的金属粉末，先取样进行化学成份的化验，如果合格，再按用户的要求进行筛分，包装入库。对于同种的金属粉末，筛下物可作为回炉粉回收利用。 

4．雾化法制作合金粉末的设备 

制作热喷涂的合金属粉末的设备，可以有各种组合，以年产一百吨到二百吨的合金粉末制作系统为例，其设备投资额在三十万左右，主要要用到以下这些设备： 

中频电源及熔炼炉，这是熔化金属的主要设备，要求设备的耗电量低，熔化效率高，维修保养方便。这是标准设备，各地都有厂家生产。辅助的工具有筑炉的工具，熔炼时用的铁棒、石墨棒、测温仪、将大块金属切开的剪板机、气割机等。 

雾化装置，它包括金属液漏斗、中间漏包、雾化器（又称喷嘴）、筒体、操作平台、管路系统、高压水泵、离心水泵、水池、对于气雾化，不需要高压水泵、离心水泵、水池，但需要配备气瓶组，及相应的阀和表。这是雾化制粉的核心设备，因为都是非标准设备，所以都是自行设计制造，其中的关键部分是雾化器，它对该套设备的生产效率有很大的影响。 

干燥装置，主要有远红外加热炉、真空烘干炉、烘粉盘、粉耙、勺子、漏斗、小车、盛粉桶等。 

包装设备：主要有筛分机、磅称、打包机、混粉机、瓶装氮气、（用于容易氧化的金属粉末的保护，一般是在放有容易氧化的金属粉末的桶中，充入氮气后密封，这样可以在一定时间内防止桶中的金属氧化。）手推车等。 

检测设备：成套的标准筛，用于粉末粒度的检测；放大三十倍的显微镜；金相显微镜；硬度计；天平；粉末化学成份的检测一般是外送当地的商检局检测，一是成份测得准，二是权威，可信度高。 

采用气雾化时，受瓶装氮气压力的限制，通常可采用的雾化压力在八到十个大气压。采用水雾化时，常用的雾化压力有一百个大气压到三百个大气压，为了生产三百目以上的细粉，也有采用五百个大气压的雾化压力的。最近，为了能生产出细度在一千目以上的超细合金粉末，国内已有厂家兴建了雾化压力在一千个大气压的超高压水雾化装置。