有色金屬粉末(non—ferrousmetalpowders)
黑色金屬(鐵、鉻、錳)以外的金屬粉及以其為基的合金粉?;虬疵绹?、西歐沿用的鐵與非鐵系分類,指鐵以外的金屬粉及以其為基的合金粉。二者差別僅在鉻和錳的劃歸不同。在近70種非鐵金屬元素中,有粉末形態產品并有重要應用的約占1/3。按金屬分類,其中主要的是:重金屬類的銅、鉛、鋅、錫、銻、鎳、鈷、鉻、錳;輕金屬類的鋁、鎂;難熔稀有金屬類的鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鈦、鋯;貴金屬類的金、銀、鉑、鈀;半金屬類的硅、硼等。
銅粉粉末冶金工業的重要原料之一,其耗用量在鐵粉之后居第二位。除用作粉末冶金材料和制品的原料外,銅粉的直接應用也十分廣泛,其耗用量僅次于鋁粉。工業生產銅粉的方法主要有3種:(1)電解法。粉末純度高,應用范圍大,是多數國家沿用至今的主要生產方法,但有電耗大、環境污染等缺點;(2)氧化物還原法,以美國的霧化制粒一氧化一還原工藝為代表,粉末896的性能、品種已可取代電解銅粉滿足應用要求,且克服了電解法之缺點;(3)水冶金法、有浸出一高壓氫還原、浸出一置換或電解等工藝。多用于低品位銅礦料的綜合利用。工業應用中純銅粉的耗用量占大部分,因為大部分粉末冶金銅基零件仍是用適合冷壓一燒結工藝的預混合粉(純銅粉加添加元素粉如錫、鉛、鋅粉等機械混合)或部分預合金化粉(上述混合粉再經加熱處理使之擴散合金化)來生產的,如用于含油軸承的Cu一10Sn錫青銅粉等。霧化法生產的(預)合金銅基粉有:用于雙金屬軸瓦的鉛青銅粉(Cu—Pb—Sn系列),用于含油軸承的錫青銅粉(Cu_6Sn_6Zn_3Pb),用于過濾元件的球形錫青銅粉(Cu_8Sn_3Zn),用于結構零件的黃銅粉(Cu_10~30Zn系列)和鋅白銅粉(Cu_18Ni_17Zn)。銅粉的用途:(1)粉末冶金材料與制品的原料,如銅基含油軸承、摩擦材料、電刷、雙金屬軸瓦、結構零件、電工零件、過濾元件等的主原料,其他粉末冶金材料與制品的原料組分(合金化添加料)和制品部件連接用的熔滲劑等。(2)直接應用:如用于著色涂料、印刷油墨、金屬油漆、導電涂料、船舶防污涂料、農業殺菌劑和銅釬焊料、化工觸媒等。
錫粉、鉛粉和鋅粉主要用霧化法生產。錫、鉛、鋅是銅基合金的主要合金化元素,因而在大量使用銅粉生產銅基粉末冶金材料與制品時要同時添加錫粉、鉛粉和鋅粉作為原料組分。此外,還直接應用于制取釬焊劑、橡膠與塑料的添加劑、煙火、金屬顏料等。
鋁粉和鎂粉主要用霧化法生產。鎂粉還可由固體鎂經機械加工制取。鋁、鎂粉的生產要采取防爆、防燃安全措施。鋁粉的直接應用廣泛、其耗量居非鐵金屬粉末之首位。主要用作金屬顏料、印刷油墨、油漆涂料與宇航燃料推進劑、炸藥煙火等。用作顏料、涂料的箔片狀鋁粉還要經專門的濕球磨工序制取。鎂粉和鋁粉都用于金屬熱還原劑、炸藥和煙火裝置如照明彈、信號彈等。鋁粉末冶金制品已在辦公機械等方面得到應用。
鎢、鉬、鉭、鈮和鈦粉鎢粉和鉬粉均用氧化物還原法生產。金屬鎢、鉬的棒、板、絲材是以鎢、鉬粉為原料經進一步純化、加工而成的。也可由鎢、鉬粉直接經粉末冶金工藝生產鎢和鉬的異形制品。鎢粉還是硬質合金工業制取碳化鎢粉的重要原料。鉭粉主要用于制造電容器,是由氟鉭酸鉀經金屬鈉熱還原制取。鉭粉制成棒材后經電子束熔煉純化后再經氫化、破碎、脫氫工藝可制取高純鉭粉和鉭合金粉。鈮粉是由鋁熱還原鈮氧化物所得金屬鈮再經氫化、破碎、脫氫工藝制取。鈦粉一般用鈉或鎂熱還原法生產,制得的海綿狀金屬鈦(海綿鈦)可進一步純化、加工生產鈦和鈦合金材,也可經氫化、破碎、脫氫制成鈦粉。海綿狀結構的鈦粉適宜于冷壓成形,是鈦粉末冶金制品如鈦過濾器多孔元件、化工耐蝕鈦零部件等的原料。鈦合金粉主要用旋轉電極霧化法或惰性氣體霧化法生產,已用于生產航空、航天用途的零部件。
鎳粉和鈷粉鎳粉可用多種方法生產,并據方法特點形成了各自主要的工業應用。電解法、還原法和霧化法是鎳粉的通用生產方法,其粉末性能可滿足一般對鎳粉的應用要求,如制造多孔過濾元件、致密鎳材型坯、粉末冶金結構零件及其合金元素添加劑等。羰基化合物熱分解法主要生產超細和微細級鎳粉、純度高、活性大,主要用于制作蓄電池和燃料電池極板、化工觸媒材料、微孔分離材料、電磁屏蔽材料、粉末冶金材料如磁性材料及其合金元素添加劑等。水冶金法多用于由礦石為資源所得的富鎳的中間產品的綜合處理。大部分制成鎳丸供冶金用,少量經精加工成鎳粉后用于粉末軋制成鎳帶材,其中有的進一步供制作硬幣。用作硬質合金粘接相的鈷粉,多用氧化物還原法生產。水冶法生產的鈷粉,用于生產鈷鹽和釤鈷永磁體。鎳基合金粉和鈷基合金粉,如用于硬面技術的自熔合金粉(NiCrBSi系)和耐熱、耐磨、耐蝕合金粉(CoCrW系)等,均用氮氣和水為介質的霧化法生產。航空航天用途的鎳基、鈷基高溫合金粉主要用真空熔煉氬氣霧化法生產。
貴金屬粉以銀粉的應用為多。銀粉用于制造電池電極和銀基電觸點材料,用于電子工業用導電油墨、軟膏和粘合劑等,也用于牙科汞齊合金、水質凈化和催化劑等。上述電力、電子工業用銀粉用化學沉淀法生產,具有純度高、粒度細的特點,少量也用霧化法生產。金、鉑和鈀粉的生產方法與銀粉類似,主要用作電子工業中的導體材料。
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