影响球磨效果的因素比较多,包括球磨时间、球磨强度、球磨介质类型、球料比、干磨与湿磨对球磨的影响等。分析单因素实验结果可知,湿磨的效果比干磨要好的多,所以,安排正交实验时,不考虑干式球磨,所有正交实验均在湿磨环境下进行(以乙醇为介质),另外,在湿磨环境下可使样品和空气隔绝,避免了样品的氧化。考虑到球磨强度和球磨介质的类型有关,如用瓷球作为球磨介质时,球磨强度要弱些,而用钢球作为球磨介质时,球磨强度就要强些,所以,为简化实验过程,安排正交实验时,没有对不同振动频率的球磨过程进行比较,而是把球磨强度的影响合并到球磨介质中去,在整个实验过程中,振动磨的振动频率固定为23Hz(受振动磨结构的影响,随意调整振动频率比较困难)。这样,在安排正交实验时,只需考虑以下3个因子:球磨时间、球料比和球磨介质,每个因子按两水平进行正交实验设计,同时考虑3个因子间的交互作用,这样,可选用正交表L8(27)。表头设计如所示,表中A代表球磨时间,B代表球料比,C代表球磨介质,并以A@B,A@C,B@C分别代表球磨时间与球料比、球磨时间与球磨介质、球料比与球磨介质间的交互作用。
根据的方差分析结果,对样品铜而言,可得到以下结论:(1)球磨时间对金属超细铜粉的制备有显著的影响。
(2)球料比对超细铜粉的制备影响不大。同上述(1)的方法,可计算出KB1和KB2分别为81.4和84.6,因KB2>KB1,故在确定球料比时可选取第2水平,即35B1。
(3)不同的球磨介质对超细铜粉的制备有极显著的影响。经计算,KC1=74.1,KC2=91.9,显然,KC2>KC1,故球磨介质类型应选取正交实验中的第2水平,即不锈钢球。
(4)球磨时间和球磨介质间存在一定的交互作用,而其他因子之间不存在交互作用。由方差分析原理,得到球磨时间和球磨介质间的交互作用。分析,可以看出A2C2为最佳条件,即球磨时间和球磨介质均取第2水平。
粒度特性在最佳实验条件下,制得的金属超细铜粉的粒度分布特性如所示,其粒度累计曲线如图2所示。
结论采用振动磨对金属铜进行粉碎时,为实现超细粉碎目的,最佳的球磨条件是:球磨时间取60h,球料比为35B1,球磨介质用<10mm的不锈钢球,它们对球磨效果影响程度的大小顺序是:球磨介质>球磨时间>球料比。