铁粉（金属矿产品）
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更新时间：2023-05-23
铁粉
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金属矿产品
铁粉（iron dust）尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。
一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。
基本信息
| 中文名 | 铁粉 |
| 水溶性 | 不溶 |
| 别名 | 还原铁粉 |
| 化学式 | Fe |
| 分子量 | 55.845（计算时取56） |
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基本信息
铁（Fe）原子序数26，相对原子质量55.85，银灰色，密度7.8g/cm，熔点1535℃，晶体结构为体心立方结构。铁由于其性质非常接近钴，价格相对钴来讲是非常便宜的，而且来源非常广泛。金属铁粉呈铁灰色，在金刚石工具中，近年来，铁基结合剂的运用发展迅速，主要是因为铁基结合剂不仅满足要求，而且具有其他结合剂无法比拟的经济性。铁粉在配方中具有双重作用，一是与金刚石形成渗碳体型碳化物；二是与其他元素合金化强化胎体。铁基结合剂的力学性能高于铜基和铝基结合剂，与金刚石的润湿性也优于铜基和铝基结合剂。铁与金刚石的附着功比钻高，铁基结合剂金刚石工具通过合理的选择胎体配方，加上恰当的烧结工艺，其胎体性能达到钴基胎体的性能指标，还可以保持金刚石有较小的强度损失，提高对金刚石的把持力。
纯的金属铁是银白色的，铁粉是黑色的，这是个光学问题，因为铁粉的表面积小，没有固定的几何形状，而铁块的晶体结构呈几何形状，因而铁块吸收一部分可见光，将另一部分可见光镜面反射了出来，显出白色；铁粉没吸收完的光却被漫反射，能够进入人眼的可见光少，所以是黑色的。
医药铁粉
【炮制】《本草求真》：（铁粉）煅赤，醋沃七次用。
【性味】①《开宝本草》：味咸，平，无毒。②《本草求真》：气辛，性平。
【归经】《本草求真》：入肝。
【功用主治-铁粉的功效】平肝，镇心。治惊痫，发狂，脚气冲心，疔疮。《开宝本草》：安心神，坚骨髓，润肌肤。
【用法与用量】内服：煎汤，0.5～1两；或入散剂。外用：调敷。
【选方】①治惊痫发热：铁粉，水调少许服之。（《圣惠方》） ②治小儿身体壮热，急惊搐搦，涎潮壅塞，闷乱不醒：朱砂一钱（别研），铁粉二钱（别研），腻粉半钱（别研）。上药同研令匀。半岁儿每服一字，一岁儿服半钱，煎薄荷汤调下，不拘时候。（《杨氏家藏方》朱砂铁粉散) ③治伤寒阳毒，狂言妄语乱走，毒气在脏：铁粉二两，龙胆草一两（为末）。磨刀水调服一钱，小儿五分。（《全幼心鉴》） ④治头痛鼻塞，头目不利：铁粉一两，龙脑半分。上药细研令匀。每于食后。以新汲水调下半钱。（《圣惠方》） ⑤治疔疮：铁粉一两，蔓青根三两。捣如泥封之，日二换。（《集玄方》） ⑥治风热脱肛：铁粉研，同白蔹末敷上，按入。（《仁斋直指方》）
【名家论述】①《本事方》：铁粉，非但化涎镇心，至如摧抑肝邪特异，若多恚怒，肝邪太盛，铁粉能制伏之。②《本草求真》：铁粉，所云定惊疗狂，亦止就铁重坠之意起见，岂真救本求源之治哉。暂用则可，久用鲜效，且诸草药切忌。
生产
自20世纪30年代初铁粉开始用于粉末冶金工业以来，曾涌现许多铁粉生产方法。由于技术和经济上的各种理由，其中不少方法从未超出实验或中试阶段，例如用热氢还
原氯化亚铁的化学冶金法；另一些方法，诸如涡旋机械粉碎法（Hametag Process）、水溶液电解法、流化床氢还原法、旋转盘雾化液态钢法（D．P．G．Process）、空气雾化液态生铁法（R．Z．Process）及转化天然气和固体碳的联合还原法等，经历了相对短时间的工业应用，而后因出现其他更有竞争性的方法而不再用于铁粉的工业生产。至于用羰基法生产的铁粉（见羰基制粉法），因其颗粒微细，加以价格昂贵，不适用于烧结机械零件和电焊条；但其纯度高、颗粒结构特殊，显示出优异性能。
铁粉
赫格纳斯法（Hoganas Process) 是瑞典Hoganas公司开发的固体碳一氢二步还原工艺。先将铁精矿粉与低硫焦炭屑-石灰石粉（用以脱硫）混合还原剂间层式装填在SiC质还原容器内，通过隧道窑加热至约1200℃，使矿粉还原成海绵铁。海绵铁经破碎成小于0.175mm（-80目）或小于0.14mm（-100目）后，铺加于钢带式还原炉内，在800～900℃下以分解氨进行还原退火。退火后的烧结粉块加以锤破，即可得到优质海绵铁粉。
派隆法（Pyron Process）将低碳沸腾钢的轧钢铁鳞破碎至小于0.147mm后，置于多炉床焙烧炉内在980℃下氧化成Fe2O3。然后将Fe2O3粉喂送至带式炉内，在温度不超过1050℃下通以氢气使之还原成铁粉。
低碳钢液水雾化法 低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后，通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压（约8．3MPa）水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理，即得纯度高的水雾化铁粉。
QMP法 为加拿大Quebec Metal Powder公司所开发。将高纯的熔融生铁水（含碳量约为3.3%～3.8%）注入漏包，从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒（约3.2mm）后，落入一吸入空气的水冷容器中，使之部分氧化。经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎，然后将过筛至小于0.147mm的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内，在800～1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火，再用分解氨气体另行还原退火，即可得粉末冶金用铁粉。
铁粉制取方法
铁鳞还原法，一般特征：粉末颗粒为不规则状，中等松装密度，纯度高，压缩性好、压坯强度较高、烧结性较好。主要用途：结构零件、焊条、金属切割。价格便宜。
雾化法，一般特征：粉末颗粒接近球状，松装密度高，流动性好，压坯强度较高。主要用途：高密度结构零件，粉末锻造零件，过滤器，焊条。价格较贵。
电解法，一般特征：粉末颗粒为树枝状或片状。松装密度高、纯度好、压制性好。主要用途：高密度结构零件。
羰基法，一般特征：粉末颗粒呈球状，非常细，纯度很高。主要用途：电子材料。价格很昂贵。
铁粉系列
钢铁粉
钢铁粉的用途
钢铁粉是国民经济，特别是机械制造工业不可缺少的一类金属原料。钢铁粉主要用于粉末冶金工、电焊条生产、火焰切割与清理、磁力场、静电复印、电力工业、食品工业、医药、化工等行业。
（1）用于粉末冶金制造机械零件-机械零件一般是经铸、锻、冲压、焊接等工序加工成形的产品。这些加工方法的共同特点为材料利用率低、成本高，公害和劳动环境卫生方面的问题日益明显化。相比之下，用粉末冶金法制造机械零件具有节省材料与工时，易于自动化，容易组织大量生产，可使劳动环境大为改善。
用粉末冶金制造机械零件的好处是：可将几个零件一体化设计、制造，大量生产时重复性好，零件表面光洁度好，可制造形状复杂的零件，无需切削加工，具有节材、节时等优点。由于金属粉黏度高、制造的零件具有润滑性，可得到所需要的使用性能，并可把不同材料互相熔合的不同特点结合起来，制造具有特殊性能的材料与制品。
（2）用于电焊条的生产。钢铁粉主要以三种形式用于电焊条生产与焊接，第一种是在焊条药皮中加入50%以上钢铁粉（现在最多达75%），以增高焊条的收敷率与熔敷率，这种焊条通常称为钢铁粉焊条。第二种是在焊条药皮中加入10%～30%钢铁粉，以改善焊条的焊接工艺性能，钢铁粉用于电焊条生产与焊接的第三种形式是作填充剂，如用钢铁粉作填充“焊粒”，填充于刨口内，配合以自动焊丝、焊剂和衬垫，用于焊接厚板的单面焊缝比一般埋弧自动焊的效果好。
（3）用于火焰切割与清理。用氢氧焰和乙炔焰切割耐火材料时，将钢铁粉加入火焰中，可提高火焰温度，这时生成的熔融氧化铁还起助熔剂作用。切割不锈钢时钢铁粉与难熔氧化物相结合，可将难熔氧化物冲掉，暴露出新鲜金属表面，火焰清理的功能原理是：掺有铁粉的火焰作用似“扫帚”一样，在钢坯加工前，用其清理钢坯表面的氧化皮与夹杂物。
（4）用于制造各种重要电器用的磁性材料，这是钢铁粉应用的重要方向。
国内外生产钢铁粉的工艺技术
生产钢铁粉的传统方法可归纳如下：
（1）雾化法：先将钢铁件熔炼成液，再利用高压气体（空气、惰性气体）或高压液体（通常是水），以高流速作用于高温液流，或借旋转圆盘离心力的作用迅速地将其雾化成粉末，该法已在我国广泛采用。
它的优点是：在熔炼过程巾易加入各种合金元素，应用范围广泛，可制取具有各种化学成分的合金粉末。雾化粉末的非金属夹杂物较少，纯度较高，易于制高强度、高纯度、高性能粉末冶金制品。它的缺点足：对钢、铁屑的烧损率大，一般为10%～20%，金属收得率低，生产成本高。
Fe+2HCI——→FeCI2+H2
3）干燥和制成FeCl2块；
FeCI2+H2——→Fe +2HCI
这样可制得纯度为99. 4%—99. 80%的铁粉，同时生产HCI。
该方法是制造高纯钢铁粉比较经济的方法，其生产过程能够实现连续化、自动化，而且有副产品氯化亚铁。影响其推广的主要原因是工艺复杂、设备投资大，钢、铁屑中的合金元素未被利用，因此，在我国没有实现工业化。
（3）羰基法。该法是利用金属与CO作用时能形成羰基化合物：
Me+nCO——→Me(CO)n
Me(CO)n——→Me+nCO
该法能生产出高纯、超细的钢铁粉。这种钢铁粉性能好，售价高。但在合成反应时，要求200kPa的条件，设备造价与要求都很高，所以，不适应生产普通冶金粉末。
（4）涡流研磨法。这个方法是1990年德国研究出来的，称哈麦塔克（Hametag）法，它是利用高速涡流中金属颗粒互相撞击来进行粉碎的。制造的磁性材料纯粉在氢中脱碳退火，具有良好的压缩性与烧结性，该法设备简单，便宜。原料可利用废钢、铁屑。但电力消耗大，制造1kg铁粉耗电2.5～3kW·h。生产效率较低，生产率为7-10kg/h，这种方法制造粉末不经济，目前一般都不采用。
应用
参考资料
[1]
铁粉_【中药材大全】中药大全[引用日期2022-05-23 18:38:15]
