水雾化与气雾化合金粉末性能及成本的比较

jianping

水雾化与气雾化制作合金粉末的方法，虽然制粉的原理相同，但制得的粉末的物理性能相差还是很大的，特别是形状。由于气体的热容量要比水小，所以采用气雾化时，合金受到的激冷度低，受到雾化介质冲击时，雾化成细小液滴的合金液不会马上凝固，这给了合金液滴在下落过程中收缩成球的时间，所以容易获得球形合金粉末。水雾化时情形正好相反，由于水对雾化成细小合金液滴的激冷作用，几乎是在一瞬间，就凝固成了合金粉末，这使得那些表面张力较小的合金形成的合金粉末，呈土豆状或不规则形状，只有那些表面张力较大的合金，例如镍基合金，才能做成球形合金粉末。通过调整雾化参数和雾化时合金液的过热度，采用水雾化也能做出近似球形的合金粉末，满足热喷涂的需要。用于管状焊丝的中间合金粉末，形状上没有特别的要求，水雾化比较适合。
化学成份
不论是采用水雾化还是采用气雾化，制作出的合金粉末的化学成份不会因为制作方法的不同而产生差异。
金相组织
采用气雾化制作的合金粉末，合金的过冷度要比采用水雾化做的小许多，所以相同的化学成份，采用不同的雾化方法做出的合金粉末的金相组织会不一样。
合金粉末的氧含量
合金粉末的氧含量，与合金本身对氧的敏感性和雾化时的雾化环境中的氧含量有关。如果合金本身对氧非常敏感，则不仅在雾化时要采取措施，在熔化时最好也采用真空熔炼。对于大多数合金，只要在雾化时采取减少与氧的接触，就能达到降低合金粉末中氧的含量的目的。气雾化时，通常是使用氮气作为雾化介质，大量的氮气充满了雾化区，将雾化区的氧气驱逐掉了，所以能保护合金液滴在雾化及冷却时很少氧化。
当一炉熔融的合金液被雾化成金属粉末时，它的表面积在雾化的一瞬间增大了无数倍，换言之，其与氧结合的面积也增大了，有更多的金属表面暴露在雾化环境中。所以，水雾化时，如果不采取措施，是无法避免合金液滴的氧化的。为了在水雾化时，能让雾化环境少氧或无氧，首先，必须将雾化筒体密封起来，将雾化环境与周围的环境隔绝开来。其次，是要将已封闭起来的雾化筒体中的氧气排除掉。最后，是在雾化的过程中一直保持这样的一个无氧或低氧的雾化环境，直到雾化结束，合金液滴全部凝固成合金粉末。
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水雾化和气雾化在设备上投入的资金是差不多的，气雾化的筒体的投入资金较大，但雾化介质工作组——气瓶组及表、阀投入小；水雾化则相反，雾化筒体投入要比气化小，但高压水泵、离心水泵的投入要大于气雾化雾化介质工作组。其它部分，二者的投入是相近的，综合起来，就差不多了。
单位合金粉末生产成本
: X( l! ]) ~8 f8 a: `- z8 h每公斤合金粉末的生产成本，气雾化要比水雾化高，实际测算，一瓶氮气，大约可做十到二十公斤的合金粉末，（合格粉的收得率多少与雾化器的效率有关）合到一公斤的合金粉末需要五到十元的雾化介质费用。水雾化时，雾化介质所消耗的主要是运行水泵时的电能，一次雾化下来，最多合到一公斤的合金粉末用掉零点五元的电费。由于这个原因，市场上气雾化合金粉末一般要比水雾化的贵一些。
) `! U7 y$ Y- J7 |3 S0 c9 o' u) S文章关键词： 合金粉末