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形態，球形鋁粉主要用于一些對流動性要求較高的應用，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，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，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，將熔化的金屬通過高速氣流（如氮氣或氬氣）沖擊，使液態金屬分散成微小的液滴，這些液滴在飛行過程中快速凝固形成金屬粉末。比如，生產銅粉時，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等領域有廣泛應用，因為球形粉末具有良好的流動性和填充性。
2. 化學方法
·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。化學方程式為：Fe?O? + 3H?→2Fe + 3H?O。這種方法可以得到純度較高的金屬粉末，但可能會殘留一些還原劑雜質，需要進一步提純。
·沉淀法：
通過化學反應使金屬離子在溶液中形成沉淀，然后經過過濾、洗滌、干燥和煅燒等步驟得到金屬粉末。例如，在制備銀粉時，可以用硝酸銀溶液和還原劑（如葡萄糖）反應，生成銀沉淀，經過后續處理得到銀粉。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域之一。將金屬粉末通過壓制、燒結等工藝制成各種機械零件，如齒輪、軸承等。在這個過程中，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和性能。例如，在汽車涂料中加入鋁粉或珠光粉，可以使汽車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：
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路，其良好的導電性可以確保電子信號的有效傳輸。
·3D 打印：
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，充分發揮了金屬粉末在成型方面的優勢。（資料來源于網絡）
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工業過程中的一個關鍵步驟，具有極其重要的意義：
一、保證產品質量
1. 粒度均勻性
金屬粉末的粒度分布對產品的性能有顯著影響。例如，在粉末冶金行業，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，在壓制過程中，較大顆粒和較小顆粒的堆積方式不同，會導致壓坯密度不均勻。當進行燒結時，密度不均勻可能使零件產生變形、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，合適的粒度范圍可以確保打印出的零件具有良好的微觀結構和力學性能，滿足航空航天部件的高要求。
2. 去除雜質
金屬粉末在生產過程中可能會混入雜質，如在熔煉后霧化過程中可能會有爐襯材料碎片、氧化皮等雜質混入。通過篩分，可以將這些雜質去除。例如，在生產高品質的不銹鋼粉末時，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。如果這些雜質不被去除，在后續的加工過程中，如鍛造或軋制，會導致金屬材料內部出現缺陷，降低產品質量。
二、提高生產效率
1. 優化加工過程
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，能夠順利地通過注射機的噴嘴進入模具型腔。如果粉末粒度不合適，可能會導致堵塞噴嘴等問題，影響生產的連續性，降低生產效率。而經過篩分后，可以有效避免這類問題，使注射成型過程更加順暢。
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，加快致密化過程。例如，在制造高性能金屬材料如鎳基合金時，通過篩分保證粉末粒度合適，可以提高熱等靜壓的效率，縮短生產周期。
2. 減少設備磨損
未篩分的金屬粉末中可能含有大顆粒或硬質雜質，這些物質在加工設備中會加劇設備的磨損。例如，在粉末混合設備中，大顆粒可能會刮傷攪拌槳葉；在粉末輸送管道中，硬質雜質可能會磨損管壁。通過篩分去除這些大顆粒和雜質，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間，從而提高整體生產效率。
三、滿足行業標準和規范
1. 符合質量認證要求
許多行業對金屬粉末的質量有嚴格的標準和認證要求。例如，在醫療器械制造領域，用于制造植入性金屬器械（如髖關節假體、牙種植體等）的金屬粉末必須符合相關的醫療器械質量標準，如ISO 13485醫療器械質量管理體系標準。篩分是保證金屬粉末質量符合這些標準的重要環節，只有通過嚴格篩分控制粒度和去除雜質，才能確保產品的安全性和有效性。
2. 適應不同應用領域的規范
不同的應用領域對金屬粉末有不同的規范要求。在電子工業中，用于制造電子元件（如電容器、電感器等）的金屬粉末需要滿足高純度和精細粒度的要求。通過篩分，可以將金屬粉末的粒度控制在符合電子工業標準的范圍內，同時去除可能影響電子元件性能的雜質，確保電子元件的電學性能和可靠性。
第三部分：電磁振動給料機應用于金屬粉末篩分小系統優勢體現
1. 精準的給料控制
電磁振動給料機可以通過改變電磁線圈的電流大小來調節振動的幅度和頻率，從而實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說非常重要，因為不同的篩分設備和篩分要求對進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。
它可以將金屬粉末的給料速度誤差控制在 ±1% 以內，這對于保證篩分質量和后續產品質量至關重要。例如，在生產用于 3D 打印的金屬粉末時，精確的給料速度有助于保證每一層粉末的厚度均勻，從而提高打印產品的精度。
2. 均勻的物料輸送
電磁振動給料機能夠使金屬粉末在料槽中均勻分布并向前輸送。其振動方式使得金屬粉末在料槽內產生周期性的拋擲運動，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導致篩分設備局部過載，影響篩分效果和設備壽命。例如，在篩分銅粉時，均勻的輸送可以保證銅粉以薄層的形式進入篩分機，使篩網能夠充分接觸到每一個粉末顆粒，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）來說，可以更好地將它們分散開，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），電磁振動給料機能夠通過適當調整振動參數，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），也都可以通過調節電磁力來適應其給料要求。
而且，無論金屬粉末的流動性好（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，振動可以使片狀粉末在料槽中產生翻轉和滑動，避免了片狀粉末相互重疊而無法順利輸送的問題。
4. 與篩分設備的協同工作
電磁振動給料機與篩分設備（如振動篩、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料口時，兩者的工作頻率和節奏需要相互協調。一般來說，給料機的給料速度要根據篩分設備的處理能力來設定。
例如，一個振動篩的篩分能力為每小時 1000 千克金屬粉末，那么電磁振動給料機的給料速度就應該調整到與之匹配的水平，以確保振動篩能夠充分發揮其篩分功能，不會因為進料過多而導致篩網堵塞或者篩分不徹底，也不會因為進料過少而造成設備閑置，降低生產效率。同時，在一些自動化的篩分生產線中，電磁振動給料機和篩分設備可以通過控制系統實現聯動，根據篩分的實時情況（如篩網的堵塞程度、篩分后的產品質量等）自動調整給料速度。
5. 結構簡單緊湊
其結構相對簡單，主要由料槽、電磁振動器、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
電磁振動給料設備在運行過程中，主要依靠電磁力驅動料槽振動，能耗相對較低，與其他給料方式相比，可有效降低生產運行成本。
7. 無機械傳動部件
不存在機械傳動部件的磨損問題，減少了設備的維修和更換成本，同時也避免了因機械部件磨損產生的粉塵污染，有利于保持金屬粉末的純度。
8. 可實現自動化控制
電磁振動給料機易于與自動化控制系統集成。通過電氣控制系統，可以方便地對其給料速度、振動頻率等參數進行遠程控制和調節。在現代化的金屬粉末篩分生產線中，這一點尤為重要。例如，當篩分工藝需要根據產品質量反饋實時調整金屬粉末的給料量時，自動化控制系統可以根據傳感器監測到的篩分后產品的粒度分布等信息，自動調整電磁振動給料機的參數，實現智能化的篩分過程。
利于系統集成：它可以很好地與其他篩分相關設備（如篩分機、收料裝置、除塵設備等）集成在一起，形成一個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更加靈活，能夠適應不同規模和要求的篩分作業場所，無論是小型的實驗室篩分裝置還是大型的工業篩分生產線。（資料來源于網絡）
（了解更多，請參考金屬粉末篩分案例）