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在制备不锈钢、钛合金等金属粉末时,雾化制粉设备的选择需综合考虑材料活性、粉末性能要求(如球形度、氧含量、粒径分布)及成本效益。主流工艺包括气雾化(GA)、水雾化(WA)和等离子雾化(PA),其适用性如下:
1. 不锈钢粉末:
不锈钢化学性质相对稳定,对氧敏感度较低。若用于传统粉末冶金压制成型,可选用水雾化设备——成本低、产量高,所得不规则粉末具有高比表面积,利于烧结致密化。但若用于激光增材制造(3D打印),则必须采用气雾化设备,以获得高球形度、良好流动性和低孔隙率的粉末,确保铺粉均匀与成形质量。
2. 钛合金粉末:
钛合金极易与氧、氮、氢等元素反应,高温下吸气会导致脆化,因此对氧含量控制极为严格(通常要求<800 ppm,高端应用<500 ppm)。水雾化因使用水介质,无法隔绝氧化,完全不适用。常规选择为气雾化(真空感应熔炼+惰性气体雾化,即VIGA或EIGA),可在氩气保护下实现低氧、高球形度粉末,满足航空、医疗领域需求。对于更高纯度、更细粒径(如<15 μm)或难熔钛合金(如TiAl),可采用等离子雾化(PA)或等离子旋转电极法(PREP):前者以等离子炬直接熔化金属丝并雾化,无坩埚污染,粉末纯净度极高,但设备昂贵、产能较低,适用于高端小批量场景。
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综合选型原则:
成本敏感 + 传统应用 → 水雾化(仅限不锈钢等惰性合金);
增材制造 + 中高活性合金 → 气雾化(主流方案);
超高纯度 + 特种合金 + 小批量高端需求 → 等离子雾化或PREP。
最终应结合材料特性、终端工艺要求及经济性,合理匹配雾化技术路线。