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一、金属粉末制取方法

金属粉末的制取方法主要有机械法、物理化学法，包括还原法、雾化法、电解法以及直接化合法和羰基法等。

还原法是通过还原剂（如氢、氨、碳等）夺取金属氧化物中的氧，还原成粉末，适用于生产钨、钼、铁、铜等金属粉末，颗粒通常呈海绵状结构，粒度取决于还原条件。

雾化法是将熔融金属雾化成细小液滴，冷却后凝固成粉末，可得均匀成分和优异性能的粉末。气雾化和水雾化是常见的方法，适用于各种金属的制取，尤其是合金粉末。

电解法在金属盐溶液中电解，金属离子沉积形成粉末，适用于铜、镍、铁等多种金属，但成本较高。电解粉末形状多为树枝状。

机械粉碎法通过压碎、击碎和磨削金属，适用于脆性金属和合金，如锰、铬、铁合金等，但能耗大，常作为其他制粉法的补充。

羰基法通过金属羰基化合物热分解制得高纯度粉末，主要用于镍和铁的精细粉末生产。

直接化合法和还原－化合法适用于生产碳化物、氮化物等，是特定粉末的重要制取途径。

对于微细粉末，除了上述方法，还常用真空蒸发冷凝法、电弧喷雾等。包覆粉末在特殊应用领域如热喷涂和原子能工程材料中表现出优异性能，通过化学制粉方法如氢还原等制备。

金属粉末是指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末，是粉末冶金的主要原材料。

二、金属粉末的处理

金属粉末的处理通常包括以下几个方面：

1.清洁和预处理：在金属粉末使用之前，通常需要清洁和预处理。清洁可以去除表面的污垢、氧化物和其他杂质，预处理可以改善表面的粗糙度和增加表面活性。常见的清洁方法包括化学清洗、超声波清洗和机械抛光等。

2.粉末分类和筛选：根据需要，金属粉末可能需要进行分类和筛选，以确保粒度分布符合要求。这可以通过机械筛分或者空气分级等方法来实现。

3.合金配料和混合：如果需要制备金属合金粉末，就需要按照一定比例将不同金属粉末混合。这通常通过粉末冶金工艺中的合金配料设备来完成。

4.压制和成型：金属粉末通常在压力下被压制成所需形状，这个过程称为成型。常见的成型方法包括冷压成型、热压成型和注射成型等。

5.烧结和热处理：成型后的金属粉末通常需要进行烧结和热处理，以增强其机械性能和耐热性能。烧结是将金属粉末在高温下压实成型，形成致密的结构；热处理则是在控制温度下对金属进行退火、淬火等处理，以改善其晶体结构和性能。

金属粉末制备工艺盘点

金属粉末定义

金属粉末是指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单质金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些金属间化合物粉末，是粉末冶金的主要原材料。金属粉末作为工业生产的主要原材料，应用工艺涵盖了多个行业，常见的应用工艺有：粉末冶金、注射成型、增材制造、喷涂、激光熔覆/修复、钎焊等。这些工艺为金属粉末提供了广泛的应用领域，包括机械制造、航空航天、冶金、医疗、汽车等。

金属粉末制备方法

金属粉末的制备方法通常按转变的作用原理分为物理法和化学法。其中物理法主要包含雾化法和机械破碎法，化学法主要包含还原法、电解法和羰基法。

在一定的制备工艺下，金属粉末既可从固、液、气态金属直接细化获得，又可从其不同状态下的金属化合物经还原、热解、电解而转变制取。难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物一般可直接用化合或还原-化合方法制取。

一、物理法

01雾化法

真空气雾化（VIGA）

真空气雾化是指在真空条件下熔炼金属或金属合金，在气体保护的条件下，金属液体经过保温坩埚、导流嘴流出（向下），通过喷嘴由高压气流将金属液体雾化破碎成大量细小的液滴，液滴在飞行中凝固成球形或是近球形颗粒，达到制粉的目的。

02电极感应气雾化（EIGA）

电极感应气雾化制粉工艺是在合适的真空条件及保护气体条件下，将预制好的合金棒材进行区域精炼，金属液体连续垂直穿过喷嘴往下流，通过喷嘴由高压气流将金属液体雾化破碎成大量细小的液滴，液滴在飞行中凝固成颗粒。

03等离子旋转电极（PREP）

等离子旋转电极制粉技术是当前生产高品质球形金属粉末的重要技术之一，通过电极高速旋转产生的离心力将液膜甩出形成液滴，在惰性气氛中雾化凝固成球形粉末。

04等离子丝材雾化（PA）

等离子丝材雾化是以高纯度的金属或合金丝材为原料，通过丝材矫直机送入以等离子体为热源的高温区域熔化，同时熔融液体被气体雾化，形成微小液滴后在表面张力的作用下球化，并在下落过程中冷却凝固为粉末。

05等离子球化（PS）

等离子球化是利用直流电弧或射频等离子体为热源对气体进行加热，通过载气送粉装置将原料粉末送入到高温等离子区域中吸热熔融，在表面张力作用下形成球形液滴，随后液滴经过极大的温度梯度冷却凝固成粉末的技术。

06水雾化

水雾化基本原理是金属原料在熔炉中熔化后，将熔体倒入放置在雾化室顶部的中间包中，熔体流过中间包底部的开口进入雾化器中被高压水射流分解成熔融液滴，熔融液滴在下落和沉积期间冷却凝固形成粉末，最后将水粉混合物进行脱水、干燥和收集。

二机械粉碎法

机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属、合金或化合物机械地粉碎成粉末。主要工艺有：球磨等一般研磨、旋涡研磨、冷流破碎、高能球磨等。

01球磨等一般研磨

将待粉碎的物料和研磨球混合装入磨粉机内，通过研磨球、研磨罐和物料间的频繁碰撞，物料在球磨过程中受到冲击力、研磨力、剪切力和压力的反复作用而粉碎。

02高能球磨

高能球磨法是利用球磨的转动或振动，使硬球对原材料进行强烈的撞击、研磨、和搅拌，把粉末粉碎为纳米级微粒的方法。

二、化学法

化学法是指在粉末制备过程中，通过改变原料的化学成分或集聚状态而获得超细粉末的生产方法。按照化学原理的不同可将其分为还原法、电解法、羰基法和化学置换法。

01还原法

还原金属氧化物及金属盐类以生产金属粉末是一种应用最广泛的制粉方法。

优点：操作简单，工艺参数易于控制，生产效率高，成本较低，适合工业化生产。

缺点：只适用于易与氢气反应、吸氢后变脆易破碎的金属材料。

02电解法

电解法是通过电解熔盐或盐的水溶液使得金属粉末在阴极沉积析出的方法。

优点：可控制制粉粒度，制取的粉末纯度高，单质粉可达99.7%以上。

缺点：耗电较多，成本比还原粉和雾化粉高。

03羰基法

是利用主金属和杂质与一氧化碳形成羰基化合物的难易程度及所生成羰基化合物热物理化学性质的差异来提取或精炼金属的方法。用于生产高纯度的镍、铁等，其产品有镍丸、镍粉、铁粉等。

SUMMARY总结

金属粉末生产方法的选择取决于原材料、粉末类型、粉末材料的性能要求、零部件的设计要求及粉末的生产效率等。根据用途和技术要求选择合适的制备工艺，权衡各工艺的优劣势，考虑材料性能、成本、生产效率以及所需零部件的具体要求等综合因素，进行实验或测试，确保所选择的工艺满足产品的应用需求，可以有效地提升生产效益。为了促进金属粉末材料的发展应用，可以对不同的方法加以综合利用，取长补短，开发出效率更高、成本更低的工艺方法。

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