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什么是鐵粉?(鐵粉的分類及生產(chǎn)工藝)

來源:皓泉水處理 作者:Admin 日期:2023-04-18 瀏覽:

什么是鐵粉?(鐵粉的分類及生產(chǎn)工藝)

鐵粉是一種很重要的金屬粉末。鐵粉在粉末冶金生產(chǎn)中用量最大,其耗用量約占金屬粉末總消耗量的85%左右。鐵粉的主要市場是制造機械零件,其所需鐵粉量約占鐵粉總產(chǎn)量的80%。電焊條藥皮中加入10-70%鐵粉可改進焊條的焊接工藝并顯著提高熔敷效率。切割不銹鋼鐵粉,在切割鋼制品時,向氧-乙炔焰中噴射鐵粉,可改善切割性能,擴大切割鋼種的范圍,提高可切割厚度。在粉末冶金制品行業(yè)中,一般耗用還原鐵粉總量的60%-80%,這是目前鐵粉使用的領(lǐng)域中規(guī)模很大的一種消耗。化工用還原鐵粉,主要用于化工催化劑,貴金屬還原,合金添加,銅置換等,這也是其最本質(zhì)的作用。除去以上的集中廣泛的一些工業(yè)用途,鐵粉還可以用于還原劑,還可以用來做防止油脂變質(zhì)的保鮮劑,這是我們?nèi)粘I钪斜容^實用的一些小的用途。


一、鐵粉的分類鐵粉按習(xí)慣上分為粗粉、中等粉、細粉、微細粉和超細粉五個等級。粒度為150~500μm范圍內(nèi)的顆粒組成的鐵粉為粗粉,粒度在44~150μm為中等粉,10~44μm的為細粉,0.5~10μm的為極細粉,小于0.5μm的為超細粉。按照生產(chǎn)方式,還可分為還原鐵粉和霧化鐵粉。

還有一類特殊的鐵粉——羥基鐵粉,至于用羰基法生產(chǎn)的羥基鐵粉,因其顆粒微細,價格昂貴,不適用于燒結(jié)普通機械零件和電焊條;但其純度高、顆粒結(jié)構(gòu)特殊,顯示出優(yōu)異性能。羰基鐵粉具有在高頻和超高頻下的高磁通率,也被廣泛應(yīng)用于制造磁性材料,在制作高頻鐵粉芯中有不可替代的作用。高性能金剛石工具采用成本昂貴的鈷粉做基體,使用羰基鐵粉可部分取代Co粉,在達到高的性能同時降低成本。

二、鐵粉生產(chǎn)工藝原理、現(xiàn)今普通鐵粉生產(chǎn)工藝主流是赫格納斯法、派隆法、低碳鋼水霧化法和QMP法。

赫格納斯法:先將鐵精礦粉與低硫焦炭屑-石灰石粉(用以脫硫)混合還原劑間層式裝填在SiC質(zhì)還原容器內(nèi),通過隧道窯加熱至約1200℃,使礦粉還原成海綿鐵。海綿鐵經(jīng)破碎成小于0.175mm(-80目)或小于0.14mm(-100目)后,鋪加于鋼帶式還原爐內(nèi),在800~900℃下以分解氨進行還原退火。退火后的燒結(jié)粉塊加以錘破,即可得到優(yōu)質(zhì)海綿鐵粉。

派隆法(Pyron Process) 將低碳沸騰鋼的軋鋼鐵鱗破碎至小于0.147mm后,置于多爐床焙燒爐內(nèi)在980℃下氧化成Fe2O3。然后將Fe2O3粉喂送至帶式爐內(nèi),在溫度不超過1050℃下通以氫氣使之還原成鐵粉。

低碳鋼液水霧化法 低碳廢鋼通過熔化造渣除去或減少磷、硅和其他雜質(zhì)元素后,通過漏嘴流入霧化器中,同時噴入高壓(約8.3MPa)水流擊碎金屬流而成液滴,液滴落入底下的水槽冷卻而凝固成粉。粉末經(jīng)磁選、脫水和干燥后,送入帶式爐,在800~1000℃下以分解氨氣予以還原退火處理,即得純度高的水霧化鐵粉。

QMP法為加拿大Quebec Metal Powder公司所開發(fā)。將高純的熔融生鐵水(含碳量約為3.3%~3.8%)注入漏包,從漏嘴流下的鐵水被水平噴射的高壓水流擊碎成粒(約3.2mm)后,落入一吸入空氣的水冷容器中,使之部分氧化。經(jīng)干燥的鐵粒用球磨法加以粉碎,然后將過篩至小于0.147mm的粉末送入有分解氨氣保護的帶式爐內(nèi),在800~1040℃下利用自身所含的氧進行脫碳退火,再用分解氨氣體另行還原退火,即可得粉末冶金用鐵粉。

2、羥基鐵粉生產(chǎn)原理:羰基鐵粉是通過CO與鐵在高溫高壓下反應(yīng),生成5羰基鐵油狀物,經(jīng)低壓分離后得到產(chǎn)品。經(jīng)退火防氧化處理即可。當(dāng)溫度為200℃,200bar的條件下羰基合成反應(yīng)式如下:Fe+5CO =Fe(CO)5 。羰基鐵在300℃,1bar的條件下分解為Fe和CO  Fe(CO)5= Fe+5CO在分解過程中,因為Fe 有催化CO與CO2 反應(yīng)的作用,通常采用通NH3 作為保護氣體來抑制該反應(yīng)。這樣一來羰基鐵粉中就不可避免的會有N元素的存在。由于有Fe2O3,F(xiàn)e3N 等雜質(zhì)的存在,造成這種羥基鐵粉硬度比較大,通常被稱之為硬粉。將鐵粉用氫氣還原1小時,鐵含量將提高到99.0%左右,同時其他元素的含量也將明顯降低。這種還原過的羰基鐵粉,硬度稍低,也被稱之為軟粉。
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