霧化法是指通過機(jī)械方法將熔融態(tài)金屬粉碎成尺寸小于150微米顆粒的方法。按照霧化介質(zhì)和霧化原理的不同，霧化法可分為水霧化法、氣霧化法、超聲霧化法和等離子霧化法。

水霧化法

水霧化法制作粗合金粉末的工藝原理與用水爆裂金屬液的工藝原理相同，水霧化法成本低、工藝流程短、工業(yè)三廢產(chǎn)生少，適用于對生產(chǎn)成本比較敏感的中低端產(chǎn)品。但水霧化法生產(chǎn)的粉末球形度差、含氧量高，對于化學(xué)性質(zhì)較為活潑的金屬無法進(jìn)行霧化生產(chǎn)。

氣霧化法

氣霧化法是通過氣體的剪切和擠壓作用，讓自由落體的金屬液流細(xì)化并發(fā)生層流纖維化，當(dāng)液滴離開有效霧化區(qū)后，液滴外壓急劇減小，液滴內(nèi)外壓力不平衡導(dǎo)致自激破碎。

1、等離子火炬霧化法

等離子火炬霧化法是將金屬絲材通過矯直機(jī)按一定的速率加入等離子熱源熔化，熔融得到的金屬液滴通過高壓氣體霧化。等離子火炬霧化法制備的粉體純度高、球形度高、含氧量低，但是原料成本高，局限了制備金屬粉體的種類。

2、等離子熔煉感應(yīng)氣體霧化法

等離子熔煉感應(yīng)氣體霧化法采用水冷銅坩堝，金屬液流在與水冷銅坩堝接觸時會在坩堝表面形成一層母體金屬層，隔絕后續(xù)金屬液流和銅坩堝壁的直接接觸，提高了金屬粉體的純凈度。該方法通過采用等離子熱源的方式提高了加熱源的效能和穩(wěn)定性，尤其是相對于高溫金屬而言。

3、真空感應(yīng)熔煉惰性氣體霧化法

由于硬件設(shè)備和坩堝的限制，真空感應(yīng)熔煉的加熱溫度往往只能達(dá)到1500～1600℃。且由于使用陶瓷坩堝和導(dǎo)流嘴的影響，合金熔體中會代入雜質(zhì)，影響金屬粉體的純凈度。

4、無坩堝電極感應(yīng)熔化氣體霧化法

無坩堝電極感應(yīng)熔化氣體霧化法是將預(yù)制合金棒作為電極，通過感應(yīng)熔煉線圈、控制垂直送料速度將旋轉(zhuǎn)的棒料電極熔化并霧化。其優(yōu)點(diǎn)在于不使用陶瓷坩堝，減少了母合金中的雜質(zhì)，提高了霧化粉體的純凈度。但合金預(yù)制棒材相較于合金錠料成本較高，且棒材合金均勻性對霧化后的粉體化學(xué)成分有較大影響，控制金屬棒材熔化速率的方式也難以把握，容易造成液流斷流和“斷棒”，進(jìn)而阻塞導(dǎo)流管。

超聲霧化法

超聲霧化法是通過與超聲工具頭直接或間接接觸的方式，將超聲波的能量傳遞給待霧化液體并進(jìn)行破碎。該技術(shù)成本低、可控性高、設(shè)備和工藝簡單，得到的球形金屬粉末球形度較好、粒度分布較窄，制備粒徑小于20微米的高性能球形金屬粉末時極具優(yōu)勢。

1、接觸式超聲霧化技術(shù)

將待霧化的液體直接輸入至超聲換能器的工具頭表面并使其形成薄液層，薄液層在超聲振動的作用下會激起表面張力波，當(dāng)液體表層液滴振幅超過工具頭振幅時，液滴會飛出被霧化成小液滴。接觸式超聲霧化技術(shù)主要用于生產(chǎn)低熔點(diǎn)金屬粉末，在生產(chǎn)高熔點(diǎn)和高腐蝕性金屬粉末時有很大限制。

2、非接觸式超聲霧化技術(shù)

非接觸式霧化是將待霧化液體輸入至超聲駐波場的聲壓節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行霧化，待霧化液體與工具頭無接觸，制備粒徑位于10微米左右的金屬粉末時具有較高的收得率和霧化效率。非接觸式霧化技術(shù)生產(chǎn)高熔點(diǎn)、高粘度、細(xì)粒度金屬粉末時具有較高的優(yōu)勢，未來會有廣闊的市場前景。

等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法

等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉技術(shù)是采用高溫等離子槍將高速旋轉(zhuǎn)的電極棒料端面熔化成液膜，液膜在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下破碎形成液滴，微小液滴在惰性氣氛中冷卻凝固，在表面張力作用下形成球形粉末。該技術(shù)可制備70～130微米無粘連、低含氧量的高球形度粉末，生產(chǎn)的粉末流動性好、氣體夾雜少、少或無衛(wèi)星粉，但對電極的轉(zhuǎn)速要求較高。

隨著增材制造、粉末冶金工業(yè)、粉末注射成型、表面噴涂工藝、三維焊接技術(shù)等制造領(lǐng)域的發(fā)展，對霧化法的要求也會越來越嚴(yán)格，霧化法會在更新?lián)Q代中迎來更廣闊的發(fā)展前景。

來源：中國粉體網(wǎng)