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鐵粉
本詞條是多義詞，共2個義項
金屬礦產(chǎn)品
鐵粉（iron dust）尺寸小于1mm的鐵的顆粒集合體。顏色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，習(xí)慣上分為粗粉、中等粉、細(xì)粉、微細(xì)粉和超細(xì)粉五個等級。粒度為150～500μm范圍內(nèi)的顆粒組成的鐵粉為粗粉，粒度在44～150μm為中等粉，10～44μm的為細(xì)粉，0.5～10μm的為極細(xì)粉，小于0.5μm的為超細(xì)粉。
一般將能通過325目標(biāo)準(zhǔn)篩即粒度小于44μm的粉末稱為亞篩粉，若要進(jìn)行更高精度的篩分則只能用氣流分級設(shè)備，但對于一些易氧化的鐵粉則只能用JZDF氮氣保護(hù)分級機(jī)來做。鐵粉主要包括還原鐵粉和霧化鐵粉，它們由于不同的生產(chǎn)方式而得名。
基本信息
| 中文名 | 鐵粉 |
| 水溶性 | 不溶 |
| 別名 | 還原鐵粉 |
| 化學(xué)式 | Fe |
| 分子量 | 55.845（計算時取56） |
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基本信息
鐵（Fe）原子序數(shù)26，相對原子質(zhì)量55.85，銀灰色，密度7.8g/cm，熔點1535℃，晶體結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)。鐵由于其性質(zhì)非常接近鈷，價格相對鈷來講是非常便宜的，而且來源非常廣泛。金屬鐵粉呈鐵灰色，在金剛石工具中，近年來，鐵基結(jié)合劑的運用發(fā)展迅速，主要是因為鐵基結(jié)合劑不僅滿足要求，而且具有其他結(jié)合劑無法比擬的經(jīng)濟(jì)性。鐵粉在配方中具有雙重作用，一是與金剛石形成滲碳體型碳化物；二是與其他元素合金化強(qiáng)化胎體。鐵基結(jié)合劑的力學(xué)性能高于銅基和鋁基結(jié)合劑，與金剛石的潤濕性也優(yōu)于銅基和鋁基結(jié)合劑。鐵與金剛石的附著功比鉆高，鐵基結(jié)合劑金剛石工具通過合理的選擇胎體配方，加上恰當(dāng)?shù)?/span>燒結(jié)工藝，其胎體性能達(dá)到鈷基胎體的性能指標(biāo)，還可以保持金剛石有較小的強(qiáng)度損失，提高對金剛石的把持力。
純的金屬鐵是銀白色的，鐵粉是黑色的，這是個光學(xué)問題，因為鐵粉的表面積小，沒有固定的幾何形狀，而鐵塊的晶體結(jié)構(gòu)呈幾何形狀，因而鐵塊吸收一部分可見光，將另一部分可見光鏡面反射了出來，顯出白色；鐵粉沒吸收完的光卻被漫反射，能夠進(jìn)入人眼的可見光少，所以是黑色的。
醫(yī)藥鐵粉
【炮制】《本草求真》：（鐵粉）煅赤，醋沃七次用。
【性味】①《開寶本草》：味咸，平，無毒。②《本草求真》：氣辛，性平。
【歸經(jīng)】《本草求真》：入肝。
【功用主治-鐵粉的功效】平肝，鎮(zhèn)心。治驚癇，發(fā)狂，腳氣沖心，疔瘡?！堕_寶本草》：安心神，堅骨髓，潤肌膚。
【用法與用量】內(nèi)服：煎湯，0.5～1兩；或入散劑。外用：調(diào)敷。
【選方】①治驚癇發(fā)熱：鐵粉，水調(diào)少許服之。（《圣惠方》） ②治小兒身體壯熱，急驚搐搦，涎潮壅塞，悶亂不醒：朱砂一錢（別研），鐵粉二錢（別研），膩粉半錢（別研）。上藥同研令勻。半歲兒每服一字，一歲兒服半錢，煎薄荷湯調(diào)下，不拘時候。（《楊氏家藏方》朱砂鐵粉散) ③治傷寒陽毒，狂言妄語亂走，毒氣在臟：鐵粉二兩，龍膽草一兩（為末）。磨刀水調(diào)服一錢，小兒五分。（《全幼心鑒》） ④治頭痛鼻塞，頭目不利：鐵粉一兩，龍腦半分。上藥細(xì)研令勻。每于食后。以新汲水調(diào)下半錢。（《圣惠方》） ⑤治疔瘡：鐵粉一兩，蔓青根三兩。搗如泥封之，日二換。（《集玄方》） ⑥治風(fēng)熱脫肛：鐵粉研，同白蘞末敷上，按入。（《仁齋直指方》）
【名家論述】①《本事方》：鐵粉，非但化涎鎮(zhèn)心，至如摧抑肝邪特異，若多恚怒，肝邪太盛，鐵粉能制伏之。②《本草求真》：鐵粉，所云定驚療狂，亦止就鐵重墜之意起見，豈真救本求源之治哉。暫用則可，久用鮮效，且諸草藥切忌。
生產(chǎn)
自20世紀(jì)30年代初鐵粉開始用于粉末冶金工業(yè)以來，曾涌現(xiàn)許多鐵粉生產(chǎn)方法。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的各種理由，其中不少方法從未超出實驗或中試階段，例如用熱氫還
原氯化亞鐵的化學(xué)冶金法；另一些方法，諸如渦旋機(jī)械粉碎法（Hametag Process）、水溶液電解法、流化床氫還原法、旋轉(zhuǎn)盤霧化液態(tài)鋼法（D．P．G．Process）、空氣霧化液態(tài)生鐵法（R．Z．Process）及轉(zhuǎn)化天然氣和固體碳的聯(lián)合還原法等，經(jīng)歷了相對短時間的工業(yè)應(yīng)用，而后因出現(xiàn)其他更有競爭性的方法而不再用于鐵粉的工業(yè)生產(chǎn)。至于用羰基法生產(chǎn)的鐵粉（見羰基制粉法），因其顆粒微細(xì)，加以價格昂貴，不適用于燒結(jié)機(jī)械零件和電焊條；但其純度高、顆粒結(jié)構(gòu)特殊，顯示出優(yōu)異性能。
鐵粉
現(xiàn)今主宰鐵粉市場的鐵粉生產(chǎn)工藝是：屬于鐵氧化物還原工藝的赫格納斯法和派隆法、低碳鋼液的水霧化法、屬于高純生鐵噴丸的球磨和脫碳工藝的QMP法。其中赫格納斯法和水霧化法的鐵粉生產(chǎn)量具有壓倒優(yōu)勢。
赫格納斯法（Hoganas Process) 是瑞典Hoganas公司開發(fā)的固體碳一氫二步還原工藝。先將鐵精礦粉與低硫焦炭屑-石灰石粉（用以脫硫）混合還原劑間層式裝填在SiC質(zhì)還原容器內(nèi)，通過隧道窯加熱至約1200℃，使礦粉還原成海綿鐵。海綿鐵經(jīng)破碎成小于0.175mm（-80目）或小于0.14mm（-100目）后，鋪加于鋼帶式還原爐內(nèi)，在800～900℃下以分解氨進(jìn)行還原退火。退火后的燒結(jié)粉塊加以錘破，即可得到優(yōu)質(zhì)海綿鐵粉。
派隆法（Pyron Process）將低碳沸騰鋼的軋鋼鐵鱗破碎至小于0.147mm后，置于多爐床焙燒爐內(nèi)在980℃下氧化成Fe2O3。然后將Fe2O3粉喂送至帶式爐內(nèi)，在溫度不超過1050℃下通以氫氣使之還原成鐵粉。
低碳鋼液水霧化法 低碳廢鋼通過熔化造渣除去或減少磷、硅和其他雜質(zhì)元素后，通過漏嘴流入霧化器中，同時噴入高壓（約8．3MPa）水流擊碎金屬流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷卻而凝固成粉。粉末經(jīng)磁選、脫水和干燥后，送入帶式爐，在800～1000℃下以分解氨氣予以還原退火處理，即得純度高的水霧化鐵粉。
QMP法 為加拿大Quebec Metal Powder公司所開發(fā)。將高純的熔融生鐵水（含碳量約為3.3%～3.8%）注入漏包，從漏嘴流下的鐵水被水平噴射的高壓水流擊碎成粒（約3.2mm）后，落入一吸入空氣的水冷容器中，使之部分氧化。經(jīng)干燥的鐵粒用球磨法加以粉碎，然后將過篩至小于0.147mm的粉末送入有分解氨氣保護(hù)的帶式爐內(nèi)，在800～1040℃下利用自身所含的氧進(jìn)行脫碳退火，再用分解氨氣體另行還原退火，即可得粉末冶金用鐵粉。
鐵粉制取方法
鐵鱗還原法，一般特征：粉末顆粒為不規(guī)則狀，中等松裝密度，純度高，壓縮性好、壓坯強(qiáng)度較高、燒結(jié)性較好。主要用途：結(jié)構(gòu)零件、焊條、金屬切割。價格便宜。
霧化法，一般特征：粉末顆粒接近球狀，松裝密度高，流動性好，壓坯強(qiáng)度較高。主要用途：高密度結(jié)構(gòu)零件，粉末鍛造零件，過濾器，焊條。價格較貴。
電解法，一般特征：粉末顆粒為樹枝狀或片狀。松裝密度高、純度好、壓制性好。主要用途：高密度結(jié)構(gòu)零件。
羰基法，一般特征：粉末顆粒呈球狀，非常細(xì)，純度很高。主要用途：電子材料。價格很昂貴。
鐵粉系列
鋼鐵粉
鋼鐵粉的用途
鋼鐵粉是國民經(jīng)濟(jì)，特別是機(jī)械制造工業(yè)不可缺少的一類金屬原料。鋼鐵粉主要用于粉末冶金工、電焊條生產(chǎn)、火焰切割與清理、磁力場、靜電復(fù)印、電力工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥、化工等行業(yè)。
（1）用于粉末冶金制造機(jī)械零件-機(jī)械零件一般是經(jīng)鑄、鍛、沖壓、焊接等工序加工成形的產(chǎn)品。這些加工方法的共同特點為材料利用率低、成本高，公害和勞動環(huán)境衛(wèi)生方面的問題日益明顯化。相比之下，用粉末冶金法制造機(jī)械零件具有節(jié)省材料與工時，易于自動化，容易組織大量生產(chǎn)，可使勞動環(huán)境大為改善。
用粉末冶金制造機(jī)械零件的好處是：可將幾個零件一體化設(shè)計、制造，大量生產(chǎn)時重復(fù)性好，零件表面光潔度好，可制造形狀復(fù)雜的零件，無需切削加工，具有節(jié)材、節(jié)時等優(yōu)點。由于金屬粉黏度高、制造的零件具有潤滑性，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點結(jié)合起來，制造具有特殊性能的材料與制品。
（2）用于電焊條的生產(chǎn)。鋼鐵粉主要以三種形式用于電焊條生產(chǎn)與焊接，第一種是在焊條藥皮中加入50%以上鋼鐵粉（現(xiàn)在最多達(dá)75%），以增高焊條的收敷率與熔敷率，這種焊條通常稱為鋼鐵粉焊條。第二種是在焊條藥皮中加入10%～30%鋼鐵粉，以改善焊條的焊接工藝性能，鋼鐵粉用于電焊條生產(chǎn)與焊接的第三種形式是作填充劑，如用鋼鐵粉作填充“焊?！保畛溆谂倏趦?nèi)，配合以自動焊絲、焊劑和襯墊，用于焊接厚板的單面焊縫比一般埋弧自動焊的效果好。
鋼鐵粉焊條的優(yōu)點：鋼鐵粉和焊芯同時熔人焊縫金屬，增大熔合比，節(jié)省焊條質(zhì)量，收敷率高，可提高焊接效率，可節(jié)省電力20%左右，并可采用依棒焊接，減輕焊工的體力勞動強(qiáng)度。
（3）用于火焰切割與清理。用氫氧焰和乙炔焰切割耐火材料時，將鋼鐵粉加入火焰中，可提高火焰溫度，這時生成的熔融氧化鐵還起助熔劑作用。切割不銹鋼時鋼鐵粉與難熔氧化物相結(jié)合，可將難熔氧化物沖掉，暴露出新鮮金屬表面，火焰清理的功能原理是：摻有鐵粉的火焰作用似“掃帚”一樣，在鋼坯加工前，用其清理鋼坯表面的氧化皮與夾雜物。
（4）用于制造各種重要電器用的磁性材料，這是鋼鐵粉應(yīng)用的重要方向。
國內(nèi)外生產(chǎn)鋼鐵粉的工藝技術(shù)
采用廢鋼、鐵屑生產(chǎn)鋼鐵粉是一種合理利用資源的方法，鋼鐵粉生產(chǎn)已有五十多年的歷史，近二十幾年來，各國對鋼鐵粉的生產(chǎn)工藝、性能等進(jìn)行了大量的研究，研制廠許多生產(chǎn)方法，且取得了成熟工藝。
生產(chǎn)鋼鐵粉的傳統(tǒng)方法可歸納如下：
（1）霧化法：先將鋼鐵件熔煉成液，再利用高壓氣體（空氣、惰性氣體）或高壓液體（通常是水），以高流速作用于高溫液流，或借旋轉(zhuǎn)圓盤離心力的作用迅速地將其霧化成粉末，該法已在我國廣泛采用。
它的優(yōu)點是：在熔煉過程巾易加入各種合金元素，應(yīng)用范圍廣泛，可制取具有各種化學(xué)成分的合金粉末。霧化粉末的非金屬夾雜物較少，純度較高，易于制高強(qiáng)度、高純度、高性能粉末冶金制品。它的缺點足：對鋼、鐵屑的燒損率大，一般為10%～20%，金屬收得率低，生產(chǎn)成本高。
（2）氧化還原法。氧化還原法是一種通過化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)高純鋼、鐵粉的方法。這個方法由加拿大彼斯礦冶公司（Peace R．Mining Smelting Ltd）研究并投人生產(chǎn)，其反應(yīng)步驟為：
Fe+2HCI——→FeCI2+H2
3）干燥和制成FeCl2塊；
FeCI2+H2——→Fe +2HCI
這樣可制得純度為99. 4%—99. 80%的鐵粉，同時生產(chǎn)HCI。
該方法是制造高純鋼鐵粉比較經(jīng)濟(jì)的方法，其生產(chǎn)過程能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化、自動化，而且有副產(chǎn)品氯化亞鐵。影響其推廣的主要原因是工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大，鋼、鐵屑中的合金元素未被利用，因此，在我國沒有實現(xiàn)工業(yè)化。
（3）羰基法。該法是利用金屬與CO作用時能形成羰基化合物：
Me+nCO——→Me(CO)n
Me(CO)n——→Me+nCO
該法能生產(chǎn)出高純、超細(xì)的鋼鐵粉。這種鋼鐵粉性能好，售價高。但在合成反應(yīng)時，要求200kPa的條件，設(shè)備造價與要求都很高，所以，不適應(yīng)生產(chǎn)普通冶金粉末。
（4）渦流研磨法。這個方法是1990年德國研究出來的，稱哈麥塔克（Hametag）法，它是利用高速渦流中金屬顆?；ハ嘧矒魜磉M(jìn)行粉碎的。制造的磁性材料純粉在氫中脫碳退火，具有良好的壓縮性與燒結(jié)性，該法設(shè)備簡單，便宜。原料可利用廢鋼、鐵屑。但電力消耗大，制造1kg鐵粉耗電2.5～3kW·h。生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)率為7-10kg/h，這種方法制造粉末不經(jīng)濟(jì)，目前一般都不采用。
應(yīng)用
在食品中的應(yīng)用
在食品等的包裝袋中放置小袋鐵粉或在塑料袋中添加鐵粉。利用鐵易氧化的原理，把它的吸氧功能應(yīng)用于食品保鮮防腐方面具有十分顯著的效果。
在工業(yè)上的應(yīng)用
用粉末冶金方法制造機(jī)械零件具有節(jié)省材料與工時，易于自動化，容易組織大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，從而引起了普遍重視，得到了迅速發(fā)展。鐵基粉末冶金機(jī)械零件在我國汽車、摩托車、家用電器、電動工具、辦公機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、儀器儀表、紡織機(jī)械、冶金機(jī)械等工業(yè)部門已廣泛應(yīng)用，并取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國鐵粉產(chǎn)量已超過10萬噸，說明鐵粉在機(jī)械制造業(yè)已成為一類重要的金屬原料。
（二）鐵粉在電焊條生產(chǎn)、火焰切割等方面的應(yīng)用
參考資料
[1]
鐵粉_【中藥材大全】中藥大全[引用日期2022-05-23 18:38:15]
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作者
