2.2. Способи отримання металевих порошків

Методи виготовлення металевих порошків залежно від їх властивостей і вартості отримання поділяють умовно на механічні, фізико-хімічні і комбіновані.

Механічні методи (подрібнення і помел, розпилення, гранулювання) — при їх застосуванні змінюють форму і розміри частинок матеріалу, не міняючи структуру і хімічний склад.

Подрібнення застосовують при виробництві порошків крихких металів та сплавів (берилію, сурми, хрому, марганцю, феросплавів та ін.) і здійснюють у дробарках (шнекових, валкових, конусних) та бігунах. Внаслідок подрібнення отримують частинки металів розміром 1 … 10 мм, які потім мелють у млинах (кульових, вихрових, вібраційних, молоткових та ін.) механічними методами подрібнення.

Кульовий млин (рис. 2.3.12) складається з сталевого барабану і, в який загружають розмелювальні кулі 2 (стальні, чавунні або твердосплавні) і подрібнені частинки металу, що розмелюють.

Кулі при обертанні барабана підіймаються у напрямку обертання, а потім падають донизу і подрібнюють матеріал до стану порошку.

Вихровий млин (рис. 2.3.13) складається з захисного кожуха 1, в якому обертаються в протилежних напрямках пропелери 2 з частотою до 3000 об/мін.

Завантажені до бункера подрібнені частинки металу захоплюються повітряними потоками і подрібнюються на менш дрібні при співударянні частинок. Цим методом отримують частинки порошку розмірами 50...200 мкм. Процес має велику продуктивність і застосовується для виробництва тонких порошків з малопластичних матеріалів (твердих сплавів, оксидів металів та ін.).

Рис. 2.3.12. Схема кульового млина Рис. 2.3.13. Схема вихрового млина

Для виробництва порошків найчастіше (з механічних способів) застосовують метод розпилення, суть якого — розпилення розплавленого струменю металу в середовищі повітря, інертних газів або при ударяннях лопатками диска, що обертається. Розпиленням отримують порошки чавуну, заліза, алюмінію, цинку, олова, свинцю, латуні, нікелю та інших металів.

Вадами механічних методів отримання металевих порошків є їхня забрудненість продуктами стирання подрібнюючих засобів (куль, пропелерів тощо), їх висока собівартість і порівняно невисока продуктивність.

При використанні методу грануляції розплавлений метал краплями виливають у рідину і отримують сферичні гранули металопорошків з розмірами 0,05...0,35 мм.

До фізико-хімічних методів отримання металевих порошків відносять відновлення, електроліз водневих розчинів солей металів або сплавів, термічну дисоціацію (розділення) карбональних сполук та ін. Найбільше використовують економний та високопродуктивний метод відновлення з оксидів для отримання порошків заліза, міді, титану, молібдену, вольфраму та ін.

Відновлення — це процес виведення неметалевої складової (кисню або інших елементів) за допомогою відновників газових (водень, доменний або коксовий газ) або твердих сполук (вуглець, магній).

Використання комбінованих методів (електроліз — розпилення, грануляція — розпилення та ін.) дозволяє отримувати якісні металеві порошки і досягти високої ефективності процесу.