高原電器

[拼音]:tiefen

[英文]:iron powder

鐵粉是粉末冶金的重要原料。鐵粉的工業製取和應用始於20世紀20年代。當時德國生產的電解鐵粉和羰基鐵粉,主要用作化學工業的催化劑。30年代開始生產粉末冶金鐵基零件。1933年德國研究出旋渦研磨法生產鐵粉。1936年瑞典在海綿鐵生產的基礎上用還原法由磁鐵礦生產出低成本的鐵粉。40年代後在德、英、美等國又出現熔融金屬霧化法制造鐵粉,並在此基礎上迅速推進了霧化預合金(合金鋼、超合金等)粉末的生產。中國於1958年開始用還原法生產鐵粉,60年代開始用霧化法研製各種合金和合金鋼粉末。

鐵粉的生產方法中,還原法和霧化法是主要的生產方法。這兩種方法的生產能力在世界鐵粉總生產能力中大約各佔一半。電解法和羰基法主要用於製作磁性材料所需的高純度、細粒度的鐵粉,產量很少。

還原法

利用固體或氣體還原劑(焦炭、木炭、無煙煤、水煤氣、轉化天然氣、分解氨、氫等)還原鐵的氧化物(鐵精礦、軋鋼鐵鱗等)來製取海綿狀的鐵。在各還原法中,隧道窯固體碳還原製取海綿鐵,粉碎後再用帶式爐氫氣還原的兩階段還原法,即Hgans法在產量上佔壓倒多數。這種還原法的工藝流程見圖。最長的隧道窯長265米,年產鐵粉65000噸。所生產的優質鐵粉一般含鐵> 98.5%,碳≤0.01%,磷和硫都小於0.03%,氫損為0.1~0.2%。此外,美國還有用帶式爐氫還原鐵鱗的方法(pyron法),生產一些鬆裝密度低的鐵粉。蘇聯有用炭黑和轉化天然氣共同還原鐵鱗的聯合還原法。

霧化法

用高壓水流或空氣流把熔融鐵水流衝擊成霧狀,製成鐵粉。此法用電爐熔鍊,可利用廢鋼為原料,生產率高;但霧化後需還原退火(脫碳降氧)、研磨等後續處理才能獲得優質鐵粉。粉末顆粒一般為不規則形狀或近球形。此法常用兩種生產方式:

(1)用水或空氣霧化高碳鐵水流;

(2)用高壓水霧化低碳鋼水流。高壓水霧化法應用廣泛,所生產的鐵粉約佔世界總產量的1/3。還可以生產完全合金化的低合金鋼粉。

效能質量指標

用於生產粉末冶金鐵基製品的鐵粉,其質量指標一般包括:化學成分,如鐵、碳、氧、硫、磷等和酸不溶物含量,氧含量可用氫損(在氫中還原的損失重量)近似地表示;物理、工藝效能,如篩分粒度組成、鬆裝密度、流動性、壓縮性和燒結尺寸穩定性等。如作為製造高密度、高強度的機械零件之用,對鐵粉的氧含量和壓縮性(鐵粉在一定壓力下壓制後能達到的壓坯密度)指標有嚴格的要求。還原法和霧化法都已能生產出低氧含量和高壓縮性的優質鐵粉。

用途

鐵粉的主要用途有:

(1)作為粉末冶金製品的原料,耗用量約佔鐵粉總耗用量的60~80%;

(2)作為電焊條的原料,在藥皮中加入10~70%鐵粉可改進焊條的焊接工藝並顯著提高熔敷效率;

(3)作為火焰切割的噴射劑,在切割鋼製品時,向氧-乙炔焰中噴射鐵粉,可改善切割效能,擴大切割鋼種的範圍,提高可切割厚度;

(4)還可作為有機化學合成中的還原劑、影印機油墨載體等。

參考書目

韓鳳麟,葛昌枴啵骸陡痔勰┥罰?a href='http://www.baiven.com/baike/224/270178.html' target='_blank' >冶金工業出版社,北京?981。

Sven I. Hulthén,Five Decades of Iron Powder Production,International Journal of Powder Metallurgy & Powder Technology,Vol.17,No.2,pp.81~106,1981.

參考文章

新鐵鍋除鐵粉二則常識