Процессы получения металлических порошков

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

ИИСТИТУТ ЭКОТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

Кафедра порошковой металлургии и функциональных покрытий

 
 
 

Процессы получения 
металлических порошков 

 

Лабораторный практикум 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва  2017 

№ 3130 

 

УДК 621.76 
 
П78 

Р е ц е н з е н т  
д-р техн. наук, проф. Е.В. Богатырева 

А в т о р ы :  В.Ю. Лопатин, Ж.В. Еремеева, Ю.С. Погожев, Е.И. Пацера 

 
 
 
Процессы получения металлических порошков : лаб. прак- 
П78 тикум В.Ю. Лопатин [и др.]. – М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 
2017. – 52 с. 
 

Лабораторный практикум включает описание трех работ по получению 
порошков измельчением твердых материалов в мельницах различных типов, 
трех работ по получению порошков железа и меди восстановлением их 
оксидов водородом и твердым углеродом в трубчатых и камерных печах, а 
также одну лабораторную работу по определению основных физических и 
технологических свойств порошков. 
Практикум предназначен для студентов, обучающихся в бакалавриате и 
магистратуре по различным профилям направлений подготовки 22.03.02 и 
22.04.02 «Металлургия». 

УДК 621.76 

 
 Коллектив авторов, 2017 
 
 НИТУ «МИСиС», 2017 

СОДЕРЖАНИЕ 

Предисловие 
4 
Лабораторная работа 1. Получение порошка железа 
и его сплавов измельчением в шаровой 
вращающейся мельнице 
5 
Лабораторная работа 2. Получение порошка железа 
и его сплавов измельчением в вибрационной мельнице 
11 
Лабораторная работа 3. Получение порошков металлов, 
сплавов и металлоподобных соединений измельчением 
в планетарной центробежной мельнице 
16 
Лабораторная работа 4. Получение порошка железа 
восстановлением его оксидов водородом 
22 
Лабораторная работа 5. Получение порошка железа 
восстановлением его оксидов углеродом 
28 
Лабораторная работа 6. Получение порошка меди 
восстановлением ее оксидов водородом 
34 
Лабораторная работа 7. Изучение свойств 
металлических порошков 
40 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Лабораторный практикум «Процессы получения металлических 
порошков» предназначен для студентов бакалавриата и магистратуры, 
обучающихся по различным профилям и программам в рамках 
направления «Металлургия». Он включает в себя семь лабораторных 
работ, охватывающих механические и физико-химические методы 
получения 
порошков 
металлов, 
сплавов 
и 
металлоподобных 
соединений, а также методы оценки их основных свойств. 
Каждая лабораторная работа содержит цель, теоретическое 
введение, описание используемых методик и оборудования, порядок 
выполнения работы с указаниями по охране труда, требования по 
обработке результатов экспериментов и оформлению отчета, 
рекомендуемую литературу и контрольные вопросы. 
В теоретических введениях к каждой лабораторной работе 
содержится информация, достаточная для осмысленного выполнения 
студентами любого варианта, предложенного преподавателем. 

Лабораторная работа 1 

ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКА ЖЕЛЕЗА 
И ЕГО СПЛАВОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕМ 
В ШАРОВОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ МЕЛЬНИЦЕ 

(4 часа) 

1.1 Цель работы 

Приобретение навыков получения порошков измельчением в 
шаровой вращающейся мельнице. 

1.2 Теоретическое введение 

Шаровая вращающаяся мельница (ШВМ) – простейшее 
размольное устройство, представляющее собой горизонтально 
расположенный барабан, который вращается вокруг продольной оси. 
Барабан заполнен размольными телами, чаще всего шарами, однако 
допускается использование и тел другой формы, имеющих близкие 
размеры по трем измерениям. Размол в ШВМ является одним из 
распространенных методов производства металлических порошков. С 
его помощью обычно получают порошки хрупких металлов и сплавов с 
осколочной формой частиц. При размоле в ШВМ пластичных 
материалов получаются порошки преимущественно пластинчатой 
формы. 
В шаровых мельницах реализуются два вида воздействия на 
материал – удар и истирание. Удар обеспечивается за счет подъема шаров 
на некоторую высоту (т.е. приобретения соответствующей потенциальной 
энергии) и последующего падения или скатывания (с переходом 
потенциальной энергии в кинетическую и передачей кинетической энергии 
частицам 
размалываемого 
материала). 
Истирающее 
воздействие 
реализуется за счет проскальзывания шаров друг относительно друга в 
объеме шаровой загрузки и за счет проскальзывания загрузки 
(цилиндрической части ее наружной поверхности) относительно 
внутренней поверхности барабана. Прижим, необходимый для этого вида 
воздействия, обеспечивается весом самих шаров. 
На скорость измельчения в шаровых вращающихся мельницах 
наибольшее влияние оказывают следующие факторы. 

1 Режим работы, определяемый отношением рабочей скорости 
вращения барабана мельницы к критической скорости его вращения 
(nкр, об/мин), которую вычисляют по формуле 

 
кр
42,4 ,
n

D


 
(1.1) 

где D – внутренний диаметр барабана, м. 

2 Коэффициент заполнения объема барабана размольными 
телами (коэффициент загрузки). 
3 Отношение массы размольных тел (шаров) к массе 
измельчаемого материала. 
4 Средний размер размольных тел. 
5 Продолжительность измельчения. 
6 Среда, в которой проводится измельчение. 
Измельчение может осуществляться в газовой среде (всухую) 
или в жидкости (мокрый размол). Жидкость (вода, спирт, ацетон и др.) 
должна быть химически инертна к размалываемому материалу, 
размольным телам и барабану мельницы. 

1.3 Оборудование и методика 

Измельчение производят стальными шарами в съемных 
стальных барабанах, которые устанавливают на вращающиеся валки. 
Такие установки в практике порошковой металлургии принято 
называть валковыми мельницами (рисунок 1.1). 

 

1 – барабан; 2 – валки; 3 – опорные подшипники; 
4 – редуктор; 5 – электродвигатель 

Рисунок 1.1 – Схема валковой мельницы 

1

2
2 

3

4
5