喷雾干燥系统组成
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- 发布于 2017年4月21日 星期五 09:18
- 作者:ruibin
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采用喷雾干燥塔进行混合料干燥及制粒是目前国内外混合料生产厂家竞相选用的先进生产工艺。喷雾干燥,是将湿磨后的混合料浆用泵打入搅拌槽(给料槽),将料浆在搅拌槽内进一步搅拌均匀并加热至35℃以上,再用隔膜泵(或压力给料槽)将料浆增压,在压力的作用下料浆被送至雾化器,经雾化器雾化后从塔体下部喷入塔体内,雾化后的料浆呈细小的液滴;同时,经油-气热交换器加热的N2由送风机送至塔体顶部的气体分配器并经气体分配器后均匀地、呈旋风状地进入塔体,对雾化了的料浆进行干燥制粒。料粒与热气体接触后,其表面的液体迅速蒸发,而内部的气体在其后的干燥过程中迁移到表面被热气体带走。干燥后的料粒落到塔体底部,通过一对碟阀进行间隙式回收;干燥料浆后的气体中含有气化后的湿磨介质和少量的细粉末,该气体被压力风机首先送到旋风分离器,对其中所夹带的少量细粉末进行初步分离,然后再送至冷凝-淋洗塔。在淋洗塔内,气体得到充分洗涤,而气体中含有湿磨介质的气体被冷凝析出并于淋洗塔底部被收集,经洗涤后的气体又被送到油-气热交换器进行加热而得到重复使用。

1、供料系统
供料系统的功能是将料浆顺利输送到雾化器中,并保证正常雾化。常见的供料泵有螺杆泵、计量泵、隔膜泵等,除料泵外,还应配备空气压缩机。
2、供热系统
以N2气体为热载体输送到干燥塔内,主要有直接供热和间接供热两种形式,风机是供热系统的一部分。
3、雾化系统
雾化系统的功能是使料浆形成雾滴,它是整个干燥系统的核心。常用的雾化器有3种类型:
(1)离心式雾化器,以高速旋转产生的离心力为主要雾化动力;
(2)压力式雾化器,以供料泵产生的高压为主要雾化动力;
(3)气流式雾化器,以高速气流的动能为主要雾化动力。
4、干燥系统
主要包括干燥塔、喷嘴等
5、气固分离系统
主要包括旋风吸尘器、冷却塔(淋洗塔)、布袋除尘器等
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喷雾干燥特点
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- 发布于 2017年4月21日 星期五 09:13
- 作者:ruibin
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硬质合金粉末料的制备是硬质合金生产过程的一道关键工序, 其中粉末料的干燥效果直接影响着粉末料的质量。干燥与制粒过程的质量控制主要指物料应具有一定的粒度和粒度组成,流动性好、物料均匀、松装密度稳定;物料不被氧化,含氧量低而稳定;物料不被污染,产品不脏化;物料软而易碎,压制性能好等。
传统工艺采用蒸汽干燥去除湿磨介质, 干燥时间长, 干燥温度高, 操作者劳动强度大, 湿磨介质回收率低, 并且使用该工艺生产的粉末料氧含量偏高, 物料容易脏化。当前比较主流的干燥与制粒方法是喷雾干燥。
喷雾干燥的优点:
1、瞬间干燥。干燥时间在5-35s时间内,可蒸发90%-95%的水分;
2、物料本身不承受高温,大部分热量由于水分(酒精)的蒸发;
3、易改变干燥条件,调整产品质量标准;
4、密闭空间内工作,避免粉尘飘散,也有利于混合料的洁净度,防止脏化;
5、生产效率高,所需人员少;
6、生产能力强,单次喷雾量较大;
7、湿磨介质和混合料的实收率和回收率较高。

喷雾干燥的缺点:
1、设备较复杂,占地面积大,一次投资大;
2、雾化器,粉末回收装置价格较高;
3、需要空气量多,增加鼓风机的电能消耗与回收装置的容量;
4、热效率不高,热消耗大。
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粉末成形过程
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- 发布于 2017年4月21日 星期五 08:58
- 作者:ruibin
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粉末成形,使金属粉末体密实成具有一定形状、尺寸、密度和强度的坯块的工艺过程。它是粉末冶金工艺的基本工序之一。硬质合金品种多,用途广,成型方式很多,如模压成型、等静压成型、挤压成型、注射成型等。虽然成型方式各有不同,但粉末在成形中历经的过程是一致的,分别是颗粒位移与重排、弹塑性变形、断裂这三个过程。

1、颗粒位移与重排
在这一阶段中,压坯密度迅速增大,这是因为粉末的拱桥现象在成形力的作用下迅速(颗粒间由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱桥孔洞的现象)消除,粉末颗粒移动距离比较大,使孔隙急剧减少。压制压力部分耗费与颗粒间的摩擦。
影响第一阶段的主要因素有:
1、粉末颗粒间内摩擦;
2、模具、模腔表面粗糙度;
3、润滑条件;
4、颗粒的显微硬度;
5、颗粒形状;
6、颗粒间可用于相互填充的空间(孔隙度);
7、加压速度
粉末变形:
1、在这一阶段中,压坯密度增加缓慢,压制压力主要耗费与颗粒与模壁之间的摩擦和颗粒的弹塑性变形。粉末挤紧,颗粒开始有变形,根据变形的先后可以分为发生弹性变形和塑性变形阶段。
(1)弹性变形(颗粒接触应力≤材料的弹性极限)
对于塑性(有较大变形量)粉末,这一阶段并不明显,而对于硬质合金粉末,由于弹性模量大,这个阶段相当明显。
(2)塑性变形(颗粒接触应力≥材料的屈服强度)
压力的增大可能到达粉末材料的屈服强度,此时产生塑性变形。颗粒塑性变形的方向指向坯块中的孔隙,使得孔隙被填充,使压坯的密度增大。
断裂:
压力继续增大,可能达到粉末的强度极限,就会发生脆性断裂,脆性断裂使得断裂碎块填充孔隙,使得压坯密度继续增大。压制压力主要消耗于颗粒的破坏(也包括模具的变形)对于脆性粉末(没有明显变形过程)当粉末接触压力>断裂强度时发生脆性断裂;而对于塑性粉末,断裂过程较为复杂:颗粒接触应力≥材料的屈服强度-塑性变形-加工硬化-脆化-断裂。
影响粉末变形和断裂的主要因素
1、颗粒形状
2、粒度及组成;
3、颗粒表面粗糙度
4、颗粒比重(致密程度)
颗粒表面粘附作用(颗粒的磁性、静电、液膜的存在等。)
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粉末成形方式
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- 发布于 2017年4月21日 星期五 09:05
- 作者:ruibin
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粉末成形方式多种多样,如模压成形、等静压成形、挤压成形、注射成形等等。其中也可为两种:普通模压成形和特殊成形。前者是将待成形粉末置于压模,通过压机压制成形,而后者泛指除模压成形外的其它成形方式。

1、模压成形
从混合料在压力作用下发生得变化来看,普通模压成形是一切加压成形过程的基础。
它是指在常温下降混合均匀的粉末按一定的量装入模具中,再用压力机以一定的压力压制成坯块的方法。
2、等静压成形
等静压成型是将待压试样置于高压容器中,利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压,当液体介质通过压力泵注入压力容器时,根据流体力学原理,其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。此时高压容器中的粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的。通过上述方法使瘠性粉料成型致密坯体的方法称为等静压法。可分冷等静压压制(CIP)和热等静压制(HIP),其中冷等静压制又分为湿袋冷等静压和干袋冷等静压。
特点:等静压成型时液体介质传递的压力在各个方向上等是相等的。弹性模具在受到液体介质压力时产生的变形传递到模具中的粉料,粉料与模具壁的摩擦力小,坯体受力均匀,密度分布均一,产品性能有很大提高。
3、挤压成形
挤压成形是一张特殊的成形方法。基本原理是将经过增塑处理的混合料装入挤压料缸,挤压机的压力通过柱塞和螺杆传递给混合料,粉末经密实后通过模孔成为据偶有一定形状的坯条。特别适合于等截面形状、长度尺寸大的管、棒、线等硬质合金制品的成形。
优点:挤压制品的长度原则上不受限制,且纵向密度均匀;生产连续性强,成形效率高,设备简单,操作方便
缺点:产品形状受限明显。
4、注射成形
硬质合金混合料注射成形是将热塑性聚合物加热到熔融状态后,加入一定比例的粉末,利用高剪切混料机将粉末与熔融态的聚合物均匀混合,制成喂料,在加热状态下,用注射成形机以一定的注射压力和注射速度将喂料注入模腔内,制得形状复杂的零部件坯体,再用化学、热分解或催化方法脱除其中的成型剂。过程为:喂料准备、注射成形、脱脂和烧结四个阶段。
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成型剂添加方式
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- 发布于 2017年4月21日 星期五 08:55
- 作者:ruibin
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成型剂是混合料压制成型的关键因素,它的添加方式是混合料成型质量控制的关键环节,应使成型剂充分溶解在溶剂中,均匀分布在混合料颗粒上,不产生局部富集现象,目前主要有两种添加方式:
1、湿磨过程添加(前加)
以能溶解成型剂的溶剂做湿磨介质,在湿磨过程中添加成型剂。例如:采用丙酮做湿磨介质,在湿磨结束前3小时添加石蜡到球磨机磨筒内,到湿磨终点时,石蜡完全溶解在湿磨介质中。经真空干燥或喷雾干燥后,石蜡均匀地分布在混合料中。也可在卸料后,将预制的石蜡丙酮溶液加入湿磨干燥后的混合料中,经均匀拌和干燥,回收溶剂。
采用不能溶解成型剂的液体做湿磨介质时,在湿磨时加入成型剂的方式,通过适当的工艺处理可制备成型剂均匀分布的混合料。如,以酒精作湿磨介质,PEG为成型剂,可在湿磨介质中加入5%-10%的纯水(PEG在水中溶解度大于酒精);又如,以酒精作为湿磨介质,石蜡作成型剂,在湿磨机中添加成型剂的工艺过程为:将石蜡在热水(或汽油)中加热溶解→利用装入研磨体的球磨机进行研磨→加入原料、湿磨介质开始湿磨。
2、混合料干燥后添加(后添加)
将成型剂与溶液配制成溶液(如橡胶汽油溶液、石蜡丙酮等)加入湿磨干燥后的混合料中,经均匀拌和后干燥,回收溶剂。
成型剂前加方式的粉末均匀性要好于后加方式,下图a)为PEG前加时粉末电镜图,图b)为后加,明显看出,前加的粉末均匀性要优于后加方式。

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