金属钾成型技术国内外研究现状

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动植物的生长离不开钾元素。钾是植物生长的三大营养元素之一，每年世界上 95％的钾盐被用在肥料上。钾元素在动物体内调节细胞内渗透压和保持体液酸碱平衡。是生物不可或缺的元素。

工业上，金属钾的用途不多，主要用来作为脱水剂。在制作电子管时，用钾来吸收管内剩余的氧气和水。金属钾与钠制成的合金熔点很低，在常温下即为液体，可替代水银制作温度计。

钾的化合物是重要的工业原料，如氢氧化钾、超氧化钾等。氢氧化钾是强碱，可用来制造液体肥皂等。超氧化钾是重要的生氧剂，在航空、航海、勘探等领域有广泛应用。作为上述诸多价化合物的原料，金属钾的市场需求会越来越大[1]。70135

1 金属钾的理化性质

钾是一种具有银白色光泽的软质金属，用小刀既可以切动。在自然状态下，钾以化合物的形式存在。钾的熔点是 63℃。钾的密度为 862kg/m3。

单质钾的化学性质非常活泼。钾暴露在空气中时，表面会生成一层氧化物。钾与水甚至冰都能剧烈反应并伴随爆炸。金属钾极易被氧化，具有极强的还原性，会与多种物质反应，氧、氮、硫、氢甚至卤素直接反应，与醇、醚等物反应生成钾的有机化合物[2]。在生产过程中还得知，钾蒸汽对人体有很强的毒性，对鼻、口、咽喉和肺有刺激作用。人体高浓度吸入钾蒸汽会引起肺气肿。同时钾蒸汽对眼和皮肤有强烈刺激和腐蚀性，可致灼伤。论文网

2 金属钾成型技术

1）人工浇铸法要得到固态的金属钾块，需要将液态金属钾浇铸到模具中，使其冷却，如图 1.1 所示。打开高气压阀，高压 N2 气体会被压进铸钾罐。液态钾在高压 N2 的压力下，会进入金属

导管，进而进入软管、浇铸头，从而注入模块，铸造成型。

目前所用的铸钾设备主要由防护小车和浇注头组成。防护小车由防护板、玻璃观察孔、支撑体、万向轮等组成。其中，浇注头可在支撑体上做上、下、左、右摆动及伸出、抽回等动作。

工人在工作时通过玻璃观察孔，操作浇注头，将液态钾注入到模具底部。当石脑油液位达到模具深度的 2/3 时，人工移动浇注头及小车，在下一个模具中浇注。

目前所用铸钾设备的缺点：

（1）钾是化学性质非常活泼的金属。在注钾过程中，如果工人操作失误，将钾注到模具外边，则可能引起大火甚至爆炸。

（2）当浇注头在空气中时，会产生有害气体。工人离浇注头很近，有害气体会危害工人健康。

（3）浇注液位的高低，主要靠工人肉眼观察，准确性较差。因而，每个铸锭的重量也会产生差异[3]。

2 目前所用的铸钾设备

2）连续铸钾法该种铸钾方法正处于实验阶段。该种方法和连续铸钠机十分相像。热的液态钾流过冷却

后的结晶器壁后冷却，使得钾凝固成钾锭。钾锭被外力拉出结晶器[4]，同时液态钾不断向结晶器内补充，这样就能够连续铸钾。由于该种方法一直在无氧封闭的环境中进行，钾可以防止被氧化。产品的质量、生产效率也因此得到提高。但是在实验的过程中，钾锭在浇铸一定时间后会发生断裂，故此法实际不可靠。

.3 自动线的发展

大约在一百年前，最早出现了自动线。首先在机床行业，其次到小型家用产品上出现自动线，最后在汽车大工业生产线上[5]。二战后,在世界上主要的发达国家，自动线急剧增加。采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量、产品设计及和工艺以提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益[6]。在自动线中，有刚性联接和柔性联接两种联接方式。刚性联接适用于大批量产品，灵活性比较差，不方便改动，不适合中小批量生产。柔性生产线灵活性大，降低了自动生产线的经济批量，使用越来越广泛，并向高度自动化的柔性制造系