【原创】为什么粒径对粉末成型技术如此重要?——专访昆山耀德企业咨询有限公司首席讲师邱耀弘
中国粉体网 2025/7/19 12:00:37 点击 799 次
导读企业如何借粉末粒径优化粉末成型工艺?

中国粉体网讯  由中国粉体网主办的2025高端金属粉体制备与应用技术大会暨2025通信电子、3D打印、粉末冶金市场金属粉国产化交流会于7月17日在湖南长沙隆重召开。会议期间,中国粉体网记者邀请到昆山耀德企业咨询有限公司首席讲师邱耀弘博士做客《对话》栏目,就粉末成型技术及粉末粒径等问题进行访谈交流。




邱耀弘,1966年生,中国台湾台南市人,台湾科技大学博士,浙江省海归人才,现任极米(宁波)智能装备有限公司法人代表、昆山耀德企业咨询有限公司创始人以及多家公司法人。主要专长为材料科学与金属粉末成形技的相互结合。他早在2002年即穿梭两岸,辅导并推广金属粉末注射成形(MIM)与粘结剂喷射之金属增材制造技术(BJT MAM);自2014年起即协助国内多家金属先进加工企业解决材料与制造问题;2020年在浙江省宁波创业制造,投入粉末压制设备的制造;他是“学以致用”的典范,为我国粉末冶金产业贡献卓越。2023年10月获得中国粉末冶金创新技术战略联盟颁发的年度个人最佳进步奖。


中国粉体网:邱老师您好,在粉末成型技术领域,粉末粒径一直是大家关注的重点。为什么粉末粒径对粉末成型技术如此重要呢?


邱博士:粉末与其基本组成的原子、质子甚至是微小的量子,都具有共性:相对尺寸小、数量无限大,但是粉末与基本粒子的不同在于形状、形貌与可计量。正因如此,粉末可被度量的形状就是尺寸,控制粉末的粒径成为粉末制品的关键。


中国粉体网:在常见的粉末成型工艺,如金属注射成形(MIM)中,粉末粒径具体是如何影响产品质量和生产过程的呢?


邱博士:低比表面积的粗大粉经常带有粗糙的表面,虽然可以帮助成型过程降低了粉末流动困难度,但是造成了缺陷使粉末制品的轮廓与粗糙度变差;相反的,粉末粒径越小可以得到更多等轴形状与较为细致的表面,这可以使粉末制品的精度大为提高,然而,高比表面机会导致成形过程的高摩擦力,甚至发生不可预期的问题。诸如以上,如何控制最佳化的粉末便是掌握粒径分布,才能使粉末制品获得成本与精度的平衡。


中国粉体网:对于企业来说,在粉末成型技术中,应该如何根据粉末粒径来优化生产工艺?


邱博士:粉末粒径分析仪与筛分器,物理筛网适合制造业大约到400目(35μm左右),小于此粒径的粉末必须倚赖气流分筛设备 (0.1μm最小)。建议仍是采用粉末粒径分析数据:D1~D10 (属于细粉);D11-D50 (属于中细粉);D51-D90 (属于中粗粉);D91-D100 (属于粗粉)。其中,在粒径分析数据的高斯分布图形中,占有少数便是D1-D11及D91-D100的两个区段,这两区段被称为关键的少数。细粉段容易在多次制程不断被消耗 (粉末制品会回收粉末生坯的边角或是余粉重新利用),当细粉变少影响了制品的粗糙度与尺寸精度;粗粉容易造成表面缺陷、制品裂痕等问题,因此必须要针对细粉与粗粉段进行有效的检验分析与管理。


中国粉体网:从您的角度看,当前企业在粉末粒径控制方面,普遍存在哪些问题,又该如何解决?


邱博士:企业必须要精确控制成本,然而对于粉末的分析与制程管理意识薄弱,又没有有效的对策,仅能借助粉末原料商的协助,并没有办法自己进行处理;在制程中,经常错误的使用回收粉末却苦无有效管理模式,导致制品的缺陷无法改善。简单而言,因”少”失大,为了收回少量的边角或是余料粉末,牺牲制品品质。

建立制程前与中的粉末与喂料分析是最重要的手段,有效隔离或添加过细或过粗的粉末,这是企业解决粉末制品不良的关键手段。


中国粉体网:您对未来粉末粒径控制技术在粉末成型领域的发展,有怎样的展望呢?


邱博士:检–检验:粒径分析/SEM电镜分析/Xray衍射分析/ICP成分分析/CS碳硫分析/NOH氮氧氢分析/粉末与喂料的流动指数测试

分–分级:根据制品需求进行粉末分级与调配

磨–研磨加工:分散团聚与分散成分

混–混合助剂:添加粘结剂或是润滑剂

合–合批:对粉末原料的合批手段

回–回收再利用:粉末制品生坯的边角与余料再利用


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