金屬粉末篩分小系統
第 一 部分：金屬粉末初步了解
一、金屬粉末是什么
從微觀(guān)角度看，它是大量微小的金屬顆粒集合體。這些顆粒的大小通常在微米甚至納米級別。例如，鐵粉顆粒的尺寸可能在幾微米到幾十微米之間。其形狀多樣，有球形、片狀、針狀、不規則形狀等。像鋁粉就有球形和片狀兩種常見(jiàn)形態(tài)，球形鋁粉主要用于一些對流動(dòng)性要求較高的應用，如 3D 打印材料；片狀鋁粉則常用于涂料等領(lǐng)域，因為它能夠更好地在物體表面形成反射層，增強光澤。
二、金屬粉末制備方法
1. 物理方法
·機械粉碎法：
這是一種較為傳統的方法。通過(guò)球磨機、氣流粉碎機等設備，將塊狀金屬粉碎成粉末。例如，在球磨機中，金屬塊和研磨球一起在旋轉的筒體中運動(dòng)，金屬塊在研磨球的沖擊和研磨作用下逐漸破碎成細小的粉末。這種方法適用于硬度較高的金屬，如鐵、鉻等。不過(guò)，該方法制備的粉末顆粒形狀不規則，粒度分布較寬。
·霧化法：
包括氣體霧化和液體霧化。以氣體霧化為例，將熔化的金屬通過(guò)高速氣流（如氮氣或氬氣）沖擊，使液態(tài)金屬分散成微小的液滴，這些液滴在飛行過(guò)程中快速凝固形成金屬粉末。比如，生產(chǎn)銅粉時(shí)，將銅熔化后用高壓氣體霧化，能夠得到粒度較細且形狀接近球形的銅粉，這種銅粉在電子工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛應用，因為球形粉末具有良好的流動(dòng)性和填充性。
2. 化學(xué)方法
·還原法：
利用還原劑將金屬化合物還原為金屬粉末。例如，用氫氣還原氧化鐵（Fe?O?）制備鐵粉?；瘜W(xué)方程式為：Fe?O? + 3H?→2Fe + 3H?O。這種方法可以得到純度較高的金屬粉末，但可能會(huì )殘留一些還原劑雜質(zhì)，需要進(jìn)一步提純。
·沉淀法：
通過(guò)化學(xué)反應使金屬離子在溶液中形成沉淀，然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥和煅燒等步驟得到金屬粉末。例如，在制備銀粉時(shí)，可以用硝酸銀溶液和還原劑（如葡萄糖）反應，生成銀沉淀，經(jīng)過(guò)后續處理得到銀粉。這種方法可以精確控制粉末的粒徑和形狀，但工藝相對復雜。
三、金屬粉末的應用
·粉末冶金：
這是金屬粉末重要的應用領(lǐng)域之一。將金屬粉末通過(guò)壓制、燒結等工藝制成各種機械零件，如齒輪、軸承等。在這個(gè)過(guò)程中，金屬粉末在模具中被壓制成所需的形狀，然后在高溫下燒結，使粉末顆粒之間結合形成致密的金屬制品。與傳統的鑄造和機械加工方法相比，粉末冶金可以生產(chǎn)形狀復雜、精度高的零件，并且材料利用率高。
·涂料和顏料：
金屬粉末可以作為涂料和顏料的添加劑，賦予材料特殊的外觀(guān)和性能。例如，在汽車(chē)涂料中加入鋁粉或珠光粉，可以使汽車(chē)表面具有金屬光澤和閃爍效果。在建筑涂料中，添加銅粉可以起到抗菌、裝飾等多種功能。
·電子工業(yè)：
用于制造電子元件，如電子漿料中的銀粉、銅粉等。這些金屬粉末可以作為導電材料，在電路板等電子設備的制造中起到關(guān)鍵作用。例如，銀粉制成的導電漿料可以用于印刷電路板的導電線(xiàn)路，其良好的導電性可以確保電子信號的有效傳輸。
·3D 打?。?/span>
作為 3D 打印的原材料，不同的金屬粉末可用于打印各種金屬零部件。例如，鈦合金粉末可用于打印航空航天零件、醫用植入物等。3D 打印技術(shù)可以根據設計模型精確地將金屬粉末逐層堆積成復雜的三維結構，充分發(fā)揮了金屬粉末在成型方面的優(yōu)勢。（資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )）
第二部分：金屬粉末篩分的重要性
金屬粉末篩分是金屬加工和許多相關(guān)工業(yè)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵步驟，具有極其重要的意義：
一、保證產(chǎn)品質(zhì)量
1. 粒度均勻性
金屬粉末的粒度分布對產(chǎn)品的性能有顯著(zhù)影響。例如，在粉末冶金行業(yè)，用于制造機械零件的金屬粉末需要有合適的粒度。如果粉末粒度不均勻，在壓制過(guò)程中，較大顆粒和較小顆粒的堆積方式不同，會(huì )導致壓坯密度不均勻。當進(jìn)行燒結時(shí)，密度不均勻可能使零件產(chǎn)生變形、裂紋等缺陷，影響其機械性能，如強度、硬度和韌性。
在3D打印金屬零部件領(lǐng)域，金屬粉末的粒度更是需要精確控制。只有粒度均勻的粉末才能保證打印過(guò)程中材料的穩定熔化和逐層堆積，從而制造出高精度、高性能的復雜結構零部件。例如，鈦合金粉末用于3D打印航空航天零部件時(shí)，合適的粒度范圍可以確保打印出的零件具有良好的微觀(guān)結構和力學(xué)性能，滿(mǎn)足航空航天部件的高要求。
2. 去除雜質(zhì)
金屬粉末在生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì )混入雜質(zhì)，如在熔煉后霧化過(guò)程中可能會(huì )有爐襯材料碎片、氧化皮等雜質(zhì)混入。通過(guò)篩分，可以將這些雜質(zhì)去除。例如，在生產(chǎn)高品質(zhì)的不銹鋼粉末時(shí)，篩分可以去除其中的非金屬夾雜物，保證不銹鋼制品的耐腐蝕性和純凈度。如果這些雜質(zhì)不被去除，在后續的加工過(guò)程中，如鍛造或軋制，會(huì )導致金屬材料內部出現缺陷，降低產(chǎn)品質(zhì)量。
二、提高生產(chǎn)效率
1. 優(yōu)化加工過(guò)程
篩分后的金屬粉末具有更合適的粒度，在后續的加工工藝中能夠更好地流動(dòng)和填充模具或加工設備。以注射成型為例，合適粒度的金屬粉末與粘結劑混合后，能夠順利地通過(guò)注射機的噴嘴進(jìn)入模具型腔。如果粉末粒度不合適，可能會(huì )導致堵塞噴嘴等問(wèn)題，影響生產(chǎn)的連續性，降低生產(chǎn)效率。而經(jīng)過(guò)篩分后，可以有效避免這類(lèi)問(wèn)題，使注射成型過(guò)程更加順暢。
在熱等靜壓（HIP）工藝中，均勻粒度的金屬粉末有助于壓力和溫度的均勻傳遞，加快致密化過(guò)程。例如，在制造高性能金屬材料如鎳基合金時(shí)，通過(guò)篩分保證粉末粒度合適，可以提高熱等靜壓的效率，縮短生產(chǎn)周期。
2. 減少設備磨損
未篩分的金屬粉末中可能含有大顆?；蛴操|(zhì)雜質(zhì)，這些物質(zhì)在加工設備中會(huì )加劇設備的磨損。例如，在粉末混合設備中，大顆?？赡軙?huì )刮傷攪拌槳葉；在粉末輸送管道中，硬質(zhì)雜質(zhì)可能會(huì )磨損管壁。通過(guò)篩分去除這些大顆粒和雜質(zhì)，可以降低設備的維修頻率和更換部件的成本，保證設備的正常運行時(shí)間，從而提高整體生產(chǎn)效率。
三、滿(mǎn)足行業(yè)標準和規范
1. 符合質(zhì)量認證要求
許多行業(yè)對金屬粉末的質(zhì)量有嚴格的標準和認證要求。例如，在醫療器械制造領(lǐng)域，用于制造植入性金屬器械（如髖關(guān)節假體、牙種植體等）的金屬粉末必須符合相關(guān)的醫療器械質(zhì)量標準，如ISO 13485醫療器械質(zhì)量管理體系標準。篩分是保證金屬粉末質(zhì)量符合這些標準的重要環(huán)節，只有通過(guò)嚴格篩分控制粒度和去除雜質(zhì)，才能確保產(chǎn)品的安全性和有效性。
2. 適應不同應用領(lǐng)域的規范
不同的應用領(lǐng)域對金屬粉末有不同的規范要求。在電子工業(yè)中，用于制造電子元件（如電容器、電感器等）的金屬粉末需要滿(mǎn)足高純度和精細粒度的要求。通過(guò)篩分，可以將金屬粉末的粒度控制在符合電子工業(yè)標準的范圍內，同時(shí)去除可能影響電子元件性能的雜質(zhì)，確保電子元件的電學(xué)性能和可靠性。
第三部分：電磁振動(dòng)給料機應用于金屬粉末篩分小系統優(yōu)勢體現
1. 精準的給料控制
電磁振動(dòng)給料機可以通過(guò)改變電磁線(xiàn)圈的電流大小來(lái)調節振動(dòng)的幅度和頻率，從而實(shí)現對金屬粉末給料速度的精確控制。這對于金屬粉末篩分來(lái)說(shuō)非常重要，因為不同的篩分設備和篩分要求對進(jìn)料速度有嚴格的要求。比如，在一些高精度的金屬粉末分級篩分中，要求進(jìn)料速度穩定在一定范圍內，以確保能夠準確地將不同粒度的金屬粉末分離出來(lái)。
它可以將金屬粉末的給料速度誤差控制在 ±1% 以?xún)?，這對于保證篩分質(zhì)量和后續產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。例如，在生產(chǎn)用于 3D 打印的金屬粉末時(shí)，精確的給料速度有助于保證每一層粉末的厚度均勻，從而提高打印產(chǎn)品的精度。
2. 均勻的物料輸送
電磁振動(dòng)給料機能夠使金屬粉末在料槽中均勻分布并向前輸送。其振動(dòng)方式使得金屬粉末在料槽內產(chǎn)生周期性的拋擲運動(dòng)，避免了粉末的堆積和堵塞。這對于金屬粉末篩分是極為有利的，因為不均勻的物料輸送可能會(huì )導致篩分設備局部過(guò)載，影響篩分效果和設備壽命。例如，在篩分銅粉時(shí)，均勻的輸送可以保證銅粉以薄層的形式進(jìn)入篩分機，使篩網(wǎng)能夠充分接觸到每一個(gè)粉末顆粒，有效提高篩分效率。而且這種均勻輸送還可以減少粉末之間的相互擠壓和團聚，對于一些容易團聚的金屬粉末（如納米級金屬粉末）來(lái)說(shuō)，可以更好地將它們分散開(kāi)，便于篩分。
3. 適應多種金屬粉末特性
它可以處理不同粒度、不同密度和不同流動(dòng)性的金屬粉末。對于粒度較小的金屬粉末（如粒度小于 10μm 的銀粉），電磁振動(dòng)給料機能夠通過(guò)適當調整振動(dòng)參數，保證其順利輸送。對于密度較大的金屬粉末（如鎢粉）和密度較小的金屬粉末（如鋁粉），也都可以通過(guò)調節電磁力來(lái)適應其給料要求。
而且，無(wú)論金屬粉末的流動(dòng)性好（如球形的金屬粉末）還是差（如片狀或不規則形狀的金屬粉末），電磁振動(dòng)給料機都能有效地將它們輸送到篩分設備中。例如，在處理片狀的金屬粉末時(shí)，振動(dòng)可以使片狀粉末在料槽中產(chǎn)生翻轉和滑動(dòng)，避免了片狀粉末相互重疊而無(wú)法順利輸送的問(wèn)題。
4. 與篩分設備的協(xié)同工作
電磁振動(dòng)給料機與篩分設備（如振動(dòng)篩、氣流篩等）緊密配合。當給料機將金屬粉末輸送到篩分設備的進(jìn)料口時(shí)，兩者的工作頻率和節奏需要相互協(xié)調。一般來(lái)說(shuō)，給料機的給料速度要根據篩分設備的處理能力來(lái)設定。
例如，一個(gè)振動(dòng)篩的篩分能力為每小時(shí) 1000 千克金屬粉末，那么電磁振動(dòng)給料機的給料速度就應該調整到與之匹配的水平，以確保振動(dòng)篩能夠充分發(fā)揮其篩分功能，不會(huì )因為進(jìn)料過(guò)多而導致篩網(wǎng)堵塞或者篩分不徹底，也不會(huì )因為進(jìn)料過(guò)少而造成設備閑置，降低生產(chǎn)效率。同時(shí)，在一些自動(dòng)化的篩分生產(chǎn)線(xiàn)中，電磁振動(dòng)給料機和篩分設備可以通過(guò)控制系統實(shí)現聯(lián)動(dòng)，根據篩分的實(shí)時(shí)情況（如篩網(wǎng)的堵塞程度、篩分后的產(chǎn)品質(zhì)量等）自動(dòng)調整給料速度。
5. 結構簡(jiǎn)單緊湊
其結構相對簡(jiǎn)單，主要由料槽、電磁振動(dòng)器、減震裝置等部件組成，占地面積小，安裝和維護方便，易于與其他篩分設備集成，組成高 效率的金屬粉末篩分系統。
6. 運行能耗低
電磁振動(dòng)給料設備在運行過(guò)程中，主要依靠電磁力驅動(dòng)料槽振動(dòng)，能耗相對較低，與其他給料方式相比，可有效降低生產(chǎn)運行成本。
7. 無(wú)機械傳動(dòng)部件
不存在機械傳動(dòng)部件的磨損問(wèn)題，減少了設備的維修和更換成本，同時(shí)也避免了因機械部件磨損產(chǎn)生的粉塵污染，有利于保持金屬粉末的純度。
8. 可實(shí)現自動(dòng)化控制
電磁振動(dòng)給料機易于與自動(dòng)化控制系統集成。通過(guò)電氣控制系統，可以方便地對其給料速度、振動(dòng)頻率等參數進(jìn)行遠程控制和調節。在現代化的金屬粉末篩分生產(chǎn)線(xiàn)中，這一點(diǎn)尤為重要。例如，當篩分工藝需要根據產(chǎn)品質(zhì)量反饋實(shí)時(shí)調整金屬粉末的給料量時(shí)，自動(dòng)化控制系統可以根據傳感器監測到的篩分后產(chǎn)品的粒度分布等信息，自動(dòng)調整電磁振動(dòng)給料機的參數，實(shí)現智能化的篩分過(guò)程。
利于系統集成：它可以很好地與其他篩分相關(guān)設備（如篩分機、收料裝置、除塵設備等）集成在一起，形成一個(gè)完整的金屬粉末篩分系統。其緊湊的結構和穩定的性能使得在系統設計和布局時(shí)更加靈活，能夠適應不同規模和要求的篩分作業(yè)場(chǎng)所，無(wú)論是小型的實(shí)驗室篩分裝置還是大型的工業(yè)篩分生產(chǎn)線(xiàn)。（資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )）
（了解更多，請參考金屬粉末篩分案例）