Métodos de preparação de pó metálico | Informações da indústria

Métodos de preparação de pó metálico

Metalurgia do pó é um processo para preparar pós de metal e usar pó de metal (ou mistura de metal e não metal) como matéria-prima para formar peças e produtos por moldagem e sinterização. Como principal matéria-prima da indústria, o pó metálico é amplamente utilizado nas áreas de maquinários, metalurgia, indústria química e materiais aeroespaciais. Pó de metal é a matéria-prima básica da indústria da metalurgia do pó, e sua produção e qualidade determinam o desenvolvimento da indústria da metalurgia do pó. Neste artigo, daremos uma olhada nos métodos de preparação de pó metálico .

Métodos de preparação de pó metálico

O pó metálico é geralmente um agregado de partículas de metal de menos de 1 mm, e não há regulação uniforme da divisão do intervalo de tamanho de partícula.

Os métodos comumente usados ​​são os seguintes:partículas entre 1000 ~ 50μm são pós convencionais; 50 ~ 10μm é um pó fino; 10 ~ 0,5μm é um pó muito fino; <0,5μm é um pó ultrafino; 0,1 ~ 100 nm é nanopó.

Cada uma das partículas de pó pode ser um cristal ou uma pluralidade de cristais, dependendo do tamanho da partícula e do método de preparação.

Métodos de preparação de pó metálico

Atualmente, existem dezenas de métodos para a produção industrial de pós. No entanto, em termos da própria análise do processo de produção, ele é principalmente dividido em métodos mecânicos e físico-químicos, que podem ser obtidos a partir do refinamento direto de metais sólidos, líquidos e gasosos, sendo obtidos os compostos metálicos em diferentes estados. por redução, pirólise e eletrólise.

Carbonetos, nitretos, boretos e silicidas de metais refratários geralmente podem ser obtidos diretamente por métodos de combinação ou de combinação de redução. A forma, estrutura e tamanho de partícula do mesmo pó variam muito, dependendo do método de preparação.

Métodos de preparação de pó metálico

Métodos de preparação de pó metálico - 1 Física Mecânica

O método mecânico é uma forma de processamento para quebrar um metal em um pó do tamanho de partícula desejado por meio de uma força externa mecânica, e a composição química do material na preparação processo é substancialmente inalterado.

Os métodos atualmente amplamente usados ​​são moagem e moagem de bolas, que têm as vantagens de um processo simples e grande rendimento, e podem preparar pós ultrafinos de metais e ligas de alto ponto de fusão que são difíceis para obter por métodos convencionais.

* Moagem de esferas

O método de moagem de bolas é principalmente dividido em um método de bola de rolamento e um método de moagem de bola de vibração, que utiliza um mecanismo no qual as partículas de metal são tensionadas em diferentes taxas de deformação para quebrar e refinar .

Este método é principalmente adequado para a preparação de pós como ligas de Sb, Cr, Mn e Fe-Cr. Ele tem as vantagens de operação contínua, alta eficiência de produção, adequado para moagem a seco e moagem úmida e pode ser usado para a preparação de pó de vários metais e ligas.

A desvantagem é que a seletividade ao material não é forte e é difícil de classificar durante o processo de preparação do pó.

Imagens TEM das amostras de pó obtidas por moagem de bolas para 12h (a), 18h (b) e 24h (c) a 150r / min

* Moagem

O método de retificação é pulverizar o gás comprimido através do bico especial e pulverizá-lo na zona de moagem, fazendo com que os materiais na zona de moagem colidam uns com os outros e se transformem em pó. Depois que o fluxo de ar se expande, o material sobe para a zona de classificação e o material do tamanho de partícula é classificado pelo classificador de turbina e o pó grosso restante é retornado para a zona de moagem para continuar moendo até que o tamanho de partícula necessário seja separado.

Método de retificação é amplamente utilizado na pulverização ultrafina de não-metal, matérias-primas químicas, pigmentos, abrasivos, medicamentos para saúde e outras indústrias. Como a moagem é feita pelo método a seco, o processo de desidratação e secagem do material é omitido. O produto tem alta pureza, alta atividade, boa dispersibilidade, tamanho de partícula fina e distribuição estreita e superfície lisa das partículas.

No entanto, o método de retificação tem alto custo de fabricação, e no processo de produção do pó metálico, gás inerte contínuo ou gás nitrogênio deve ser usado como fonte de gás comprimido, e o consumo de gás é grande, por isso é adequado apenas para trituração e moagem de metais quebradiços e ligas.

* Atomização

A atomização é geralmente realizada usando um gás de alta pressão ou um líquido de alta pressão ou uma lâmina girando em alta velocidade para quebrar uma liga ou metal fundido de alta pressão e alta temperatura em gotículas finas e, em seguida, condensando em um coletor para obter um pó metálico ultrafino.

O método de atomização é um dos principais métodos de produção de pó de metal e ligas, e não há alteração química neste processo. O método de atomização é geralmente aplicado à produção de pós metálicos, como Fe, Sn, Zn, Pb, Cu, etc., e também pode ser usado para a produção de ligas em pó, como bronze, latão, aço carbono e aço-liga.

atomização

O pó atomizado tem as vantagens de alta esfericidade, tamanho de partícula de pó controlável, baixo teor de oxigênio, baixo custo de produção e adaptabilidade à produção de vários pós metálicos. Tornou-se a principal direção de desenvolvimento de alta performance e tecnologia de preparação de pó de liga especial.

No entanto, o método de atomização tem os defeitos de baixa eficiência de produção, baixo rendimento de pó ultrafino e consumo de energia relativamente grande.

A microestrutura do pó de aço inoxidável impresso em 3D

Métodos de preparação de pó metálico - 2. Método físico-químico

O método físico-químico refere-se a um método para produzir um pó ultrafino alterando a composição química ou o estado de agregação da matéria-prima durante a preparação do pó. De acordo com os diferentes princípios químicos, ele pode ser dividido em método de redução, método de eletrólise e método de substituição química.

* Redução

A redução é um método de reduzir um óxido de metal ou um sal de metal usando um agente redutor sob certas condições para obter um pó de metal ou liga e é um dos mais amplamente usados métodos de moagem na produção.

Agentes redutores comumente usados ​​são agentes redutores de gás (como hidrogênio, amônia em decomposição, conversão de gás natural, etc.), agentes redutores de carbono sólido (como carvão, coque, antracita , etc.) e agentes redutores de metais (tais como cálcio, magnésio, sódio, etc.).

Hidrogenação, desidrogenação com hidrogênio como meio de reação é o método de preparação mais representativo. Ele utiliza as características de fácil hidrogenação da matéria-prima metálica, hidrogena o metal com hidrogênio a uma certa temperatura para formar um hidreto de metal e, em seguida, quebra mecanicamente o hidreto de metal obtido em um pó com o tamanho de partícula desejado e, em seguida, quebra o metal hidreto. O hidrogênio no pó foi removido sob vácuo para obter o pó metálico.

O método de redução é aplicado principalmente à preparação de pós de metal (liga), como titânio , ferro, tungstênio , molibdênio , nióbio e tungstênio-rênio.

Por exemplo, o titânio (pó) começa a reagir violentamente com o hidrogênio a uma determinada temperatura. Quando o conteúdo de hidrogênio é superior a 2,3%, o hidreto é solto e facilmente pulverizado em partículas finas de pó de titânio de hidreto. O pó de hidreto de titânio é decomposto a uma temperatura de cerca de 700 ° C e a maior parte do hidrogênio nele dissolvido é removido para se obter o pó de titânio.

As vantagens do método de redução são operação simples, fácil controle dos parâmetros do processo, alta eficiência de produção, baixo custo e adequado para produção industrial. A desvantagem é que só é adequado para materiais metálicos que são fáceis de reagir com o hidrogênio e se tornam quebradiços e facilmente quebrados após a absorção do hidrogênio.

* Eletrólise

Eletrólise é um método em que o pó metálico é depositado em um cátodo por fusão eletrolítica de uma solução aquosa de um sal ou sal. A solução aquosa eletrolítica pode produzir pós metálicos (ligas), como Cu, Ni, Fe, Ag, Sn e Fe-Ni, e o sal fundido eletrolítico pode produzir pós metálicos, como Zr, Ta, Ti e Nb.

A vantagem do método de eletrólise é que a pureza do pó metálico preparado é relativamente alta, e a pureza do pó elementar pode ser de até 99,7% ou mais.

Além disso, o método de eletrólise pode controlar bem o tamanho das partículas do pó, e o pó ultrafino pode ser obtido. No entanto, a pulverização eletrolítica consome uma grande quantidade de eletricidade e tem um alto custo de moagem.

Preparação de eletrólise ultrassônica do dispositivo de pó de ferro

* Hidroxil

O método hidroxil se refere à síntese de certos metais (ferro, níquel , etc.) e monóxido de carbono em compostos de carbonila de metal, que são então decompostos termicamente em pós de metal e monóxido de carbono. Industrialmente, o método da hidroxila é usado principalmente para produzir pós finos e pós ultrafinos de níquel e ferro, e pós de ligas como Fe-Ni, Fe-Co e Ni-Co. O pó obtido pelo método da hidroxila é muito fino e possui alto grau de pureza, mas o custo também é alto.

* Substituição Química

O método de substituição química é baseado na atividade do metal, e o metal tem uma pequena atividade que é deslocada da solução de sal do metal por um metal altamente ativo, e o metal obtido pela substituição é posteriormente processado e refinado por outros métodos. Este método é aplicado principalmente na preparação de pós metálicos inativos, como Cu, Ag e Au.

Resumo

Obrigado por ler nosso artigo e esperamos que ele possa ajudá-lo a compreender melhor os métodos de preparação de pó metálico . Se você quiser saber mais sobre pó de metal, pode visitar Metais refratários avançados ( ARM ) Para maiores informações.

Sediada em Lake Forest, Califórnia, EUA, ARM é um dos principais fabricantes e fornecedores de pós de metal em todo o mundo, fornecendo às pessoas pós de metal refratário de alta qualidade, como pó de tungstênio a um preço muito competitivo.