铁粉发表评论(0)编辑词条

    粉末冶金工业中一种最重要的金属粉末。铁粉在粉末冶金生产中用量最大，其耗用量约占金属粉末总消耗量的85％左右。铁粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁粉量约占铁粉总产量的80％。
    铁粉生产    自20世纪30年代初铁粉开始用于粉末冶金工业以来，曾涌现许多铁粉生产方法。由于技术和经济上的各种理由，其中不少方法从未超出实验或中试阶段，例如用热氢还原氯化亚铁的化学冶金法；另一些方法，诸如涡旋机械粉碎法(Hametag Process)、水溶液电解法、流化床氢还原法、旋转盘雾化液态钢法(D．P．G．Process)、空气雾化液态生铁法(R．Z．Process)及转化天然气和固体碳的联合还原法等，经历了相对短时间的工业应用，而后因出现其他更有竞争性的方法而不再用于铁粉的工业生产。至于用羰基法生产的铁粉(见羰基制粉法)，因其颗粒微细，加以价格昂贵，不适用于烧结机械零件和电焊条；但其纯度高、颗粒结构特殊，显示出优异性能。
    现今主宰铁粉市场的铁粉生产工艺是：属于铁氧化物还原工艺的赫格纳斯法和派隆法、低碳钢液的水雾化法、属于高纯生铁喷丸的球磨和脱碳工艺的QMP法和r)omfel•法。其中赫格纳斯法和水雾化法的铁粉生产量具有压倒优势。
赫格纳斯法(Hoganas Process)    是瑞典Hoganas公司开发的固体碳一氢二步还原工艺。先将铁精矿粉(总铁≥71.5％，SiO2<0.5％)与低硫焦炭屑-石灰石粉(用以脱硫)混合还原剂间层式装填在SiC质还原容器内，通过隧道窑加热至约1200℃，使矿粉还原成海绵铁。海绵铁经破碎成小于0.175mm(-80目)或小于0.14mm(-100目)后，铺加于钢带式还原炉内，在800～900℃下以分解氨进行还原退火。退火后的烧结粉块加以锤破，即可得到优质海绵铁粉。

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    派隆法(Pyron Process)    将低碳沸腾钢的轧钢铁鳞破碎至小于0.147mm后，置于多炉床焙烧炉内在980℃下氧化成Fe2O3。然后将Fe2O3粉喂送至带式炉内，在温度不超过1050℃下通以氢气使之还原成铁粉。
    低碳钢液水雾化法     低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后，通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压(约8．3MPa)水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理，即得纯度高的水雾化铁粉。
    QMP法     为加拿大Quebec Metal Powder公司所开发。将高纯的熔融生铁水(含碳量约为3.3％～3.8％)注入漏包，从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒(约3．2mm)后，落入一吸入空气的水冷容器中，使之部分氧化。经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎，然后将过筛至小于0.147mm的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内，在800～1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火，再用分解氨气体另行还原退火，即可得粉末冶金用铁粉。

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    Domfer法     其原理基本上与QMP法的相似，也是雾化与还原相结合的一种工艺。所不同的是，将球磨至小于0.147mm的高碳铁粉和相同粒度的轧钢铁鳞按一定的氧／碳比例(接近2)掺混后，置于钢带式炉内，在烧结高温下进行反应，反应生成的一氧化碳既是还原气氛又可用以密封炉子。这样，铁鳞还原成铁，而球磨铁粉同时脱碳。
铁粉的颗粒特征与性能比较      铁粉的颗粒外貌和结构因生产工艺的不同而相异，其所显示的粉末性能因而也各有差别。由铁氧化物还原而得的铁粉颗粒，如图1所示，具有典型的海绵状外貌，其内部结构多孔隙，显示有较大的比表面。水雾化铁粉颗粒的外形呈不规则的土豆状，其内部结构密实，如图2所示。由水雾化和还原工艺相结合所得的QMP和Domfer铁粉中，具有相当比例的多孔颗粒，因而它们的性能介于还原铁粉和水雾化铁粉之间。
还原铁粉与水雾化铁粉相比，具有较低的松装密度、较高的压制性。水雾化铁粉纯度高、压缩性高，为高密度、抗动应力结构零件的上佳原料。

工业铁粉的应用     汽车零件制造业是粉末冶金机械零件的最大用户，占其量的60％～72％，占所有铁粉耗用量的50％左右。铁粉也是发展高效电焊条的重要原料，其耗用量占铁粉总耗用量的10％左右。铁粉消耗于其他方面的应用，诸如火焰切割、磁力探伤、脱气物料、静电复印显影剂用载体、人体热敷袋、合金添加元素、催化剂、蓄电池电极、食品增铁剂和谷物选种等，近年来得到迅速发展。