球形金属粉末的制造设备研究

沈宝祥

摘要：在进行生产加工中，通过加温的方式使金属粉末表面熔化，继而冷却，通过自身张力收缩，最终对原本不规则的金属粉末进行球形化的处理，则可以很好的实现加工效果。在本文的分析中，针对特定的待处理的金属粉末，确定具体的工艺条件，以及提升加工过程中的金属粉末综合性能。

关键词：高速气流；球形金属粉末；制造设备

引言：粉体是一种十分重要的工业原料，伴随着科学技术的发展，使得人们在进行生产加工的过程中，对于粉体的性能有着更高的要求，除了需要使用一些较低杂质含量，以及较细粒径以及严格粒径分布的材料之外，还需要保障粒径的形状符合生产加工需求。

1 球形金属粉末

颗粒的外形是原料的重要特征，并且颗粒形貌与物性之间存在着紧密的联系，对于颗粒群的多种形状分析中，都会带来较为重要的影响。例如，对于粉体的比表面积、流动性、填充性、附着力以及研磨特性方面，都会对生产加工带来一定的影响，在颗粒的形貌一般都会利用颗粒圆形度得分昂时，对其表征进行分析。而在颗粒的形貌处理上，则是颗粒越圆则表示越好[1]。其中球形粉的表面积较小，表面光洁，则可以在进行使用中，提供较高水平的充填性。密实性以及灵活性，并不容易轻易的出现桥接的问题。其次，在填充量比较高的情况下，也相应可以利用制备出一个良好的零部件尺寸，提升生产的总体质量以及稳定性。

球形金属以及合金粉当中，都受到自身摩擦系数比较小，以及在流动性以及向同性比较高，广泛的运用到了各种类型的多孔材料制备工作中，例如运用到热喷涂、粉末冶金等各种环节。例如：球形钨粉可以通过等离子球化的方式制备，可以较为有效的为生产提供一个良好的参考。其次，在进行实际的粉末冶金环节，也相应的可以利用这样的生产工艺手段，较为有效的控制起后续的产品耐磨性，最大化的提升金属粉体的工业价值，扩大相关生产的经济效益[2]。

2 球形金属粉末的制造设备

2.1 检测设备

在本文的研究中，主要是基于某粉体特性测试仪，对其粉体进行详细的检测以及分析。其中该系统采用了干法、机械方式，对粒子进行复合化以及球形化的处理，这样便可以全面改善金属粉末的物理特性。在构建出的PCS系统当中，主要采用的是高速旋转的转子、定子，这样构建出了循环回路。

2.2 球形化原理

机器投入使用之后，会产生直流电流，从而产生等离子体以及等离子炬。同时加如惰性气体后，再将粉末加入其中，便会观察到熔融现象。但是根据颗粒大小的不同，熔融速度也存在一定差异。小颗粒会在上述情况下整体出现熔融显现，大颗粒则仅在表面出现。此时，颗粒将会收缩，形状改变，高温加下迅速冷却，球形颗粒便能够形成。

3 球形金属粉末的制造设备研究

3.1 PCS工艺处理效果

进行球形化的处理过程中，基于一个合理的物质，采用相对应的处理方式，把控好处理过程中的冷却与加料速度、倾角、填充率等诸多方面的因素，就可以较为全面的改善相应的粒子性质。伴随着金属粉末的球形化进行，在形状并不规则的颗粒，逐渐形成球形。在结构方面也较为的密实，同时在粒度的实际分布方面，则是表现为颗粒当中的中位经以及平均粒径的降低。为此，就需要在对起球形化进行全面分析之后，确定出具体的工艺类型，以及保障相关工艺的最优化。

在工艺实施期间，需要采用直流电弧等离子体，通过焰流完成加温。在加温后，冷却的过程需要采用同时冷却机进行，同时严格空着影响球化效果的各项因素。研究发现，当能够针对加料速度、冷却速度、气体流速以及压力等参数进行优化控制时，颗粒受力在某个节点会下降到最小，从而达到最佳的球化效果。进行相应的球形化处理中，就需要进行相应处理结果的分析，如果加料速度，会导致球化效果不均匀，粒子受到的影响也变大，这样就会影响球形化的效果。在气体压力方面，其高低也直接影响到了球形化处理的总体质量。加料速度的把控，一般是基于处理材料的性质而进行。

在进行综合性的分析中发现，针对加料速度、冷却速度、气体流速以及压力等参数进行合理以及优化控制，往往可以得到最佳的工艺效果。针对不同类型物性金属粒子的分析中，还需要利用将各项参数与气体压力进行合理搭配，保障各项参数都符合相应的处理需求。

除此之外，投料量也是起到关键影响的要素，进行球形化处理的过程中，一旦投料太多，就会导致球形化并不容易进行轻易的分散处理。另一方面，进行投料量定子的分析中，对于投料方面的处理方式，需要基于实际的处理效果进行调整，特别是对于粒度、密度、延展性等诸多方面，都无法实现对各种物性方面的集中分析，以此在相同条件下，对于投料量的分析需要进行综合性的评估。

3.2 球形化带来的金属性能影响

3.2.1 外貌

在进行对金属进行球形化处理之后，可以发现 对金属颗粒的形貌带来了较为明显的改变。其中不规则颗粒，转变为了密实的球形颗粒，因此较为直接的提升了球形度。其次，在进行球形化的处理过程，还使得在高速气流互冲击力的加持下，使得进行了一定多种冲击力的作用，让其细颗粒出现了一定的冲击效果。

3.2.2 比表面积

这是在进行处理之后，使得起金属粉末的比表面积发生了较为明显的问题，特别是在采用不规则颗粒时，会导致金属粉末出现明显的问题。其次，进行粒度的分布过程中，也会导致出现一定的面积增大问题。

3.2.3 综合特性影响

进行相应的金属粉末的特性分析中，可以得到金属粉末对于前后装卸当中的密度的改变，以此进行实际的分析环节，要了解到实际的各种外界影响因素，以及各种流动性指标的改变情况，进行针对性的分析以及处理。例如，在伴随着不同生产工艺的加持下，使得相关处理方式也需要进行一定的调整，以此保障对整个粉体进行针对性的综合分析，以及进行全面的改善以及调整，这样才可以保持一个良好的分析方式，最大化的提升在处理环节的工艺效果。通过这样的分析方式，为了能够进一步提升球形金属的制造效果，要进行相关机械设备的针对性调整，以此满足不同生产加工条件下的实际需求。

总结：综上所述，在本文对于球形金属粉末的制造设备 的研究中， 通过明确出具体的生产工艺，便于后续进行相关机械设备的调整中，提供一个良好的生产基础，以此保障未来生产经济性与效益性的提升，满足各种类型的生产目的与要求。

参考文献：

[1]穆天柱, 3D打印用高品质球形金属粉末制备技术研究与开发. 四川省,攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司,2020-12-10.

[2]王利卿,赵少阳,谈萍,等.气雾化球形金属粉末形成机理的研究进展[J].钛工业进展,2020,37(05):36-42.