專利名稱：一種青銅包鐵復合粉的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種銅合金粉的制備方法，尤其涉及一種青銅包鐵復合粉的生產(chǎn)方法。
背景技術：
在粉末冶金領域，銅及銅合金粉末的用量僅次于鐵粉，主要用于粉末冶金零部件、金剛石工具、電工合金等行業(yè)，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。含油軸承具有成本低廉、結構簡化等優(yōu)勢。隨著粉末冶金應用范圍的逐步擴大，作為粉末冶金主要應用之一的含油 軸承的使用也越來越廣泛。由于銅原材料的價格偏高，因此使用含銅量較高的銅粉收到較嚴重的制約。銅包鐵復合粉是近年來開發(fā)的含油軸承的理想材料，它是以鐵粉為基礎，在其顆粒表面包覆一側銅膜，形成一種外觀顏色與銅粉類似的鐵基復合粉。用銅包鐵復合粉生產(chǎn)的含油軸承，不僅符合環(huán)保要求，而且價格低得多，得到廣大用戶的廣泛應用和推廣，但是在實際使用中還有一定的缺點1)性能不佳銅包鐵材料制做的軸承，高轉速場合壽命無法達到產(chǎn)品要求，只能用在低速低載的場合。2)燒結溫度偏高銅包鐵材料，燒結溫度在850°C左右，實際生產(chǎn)中使用銅基燒結爐燒結，銅基燒結溫度在750°C左右，和銅包鐵燒結溫度相差過大，調溫浪費過高。由于銅包鐵材料訂單偏少，頻繁調溫浪費驚人。原材料廠商新開發(fā)了銅錫包鐵粉，和銅包鐵粉相比，增加了金屬錫的組分，經(jīng)過試用，采用銅錫包鐵粉制做的軸承，其壽命優(yōu)于采用銅包鐵粉制做的軸承，完全可以替代銅錫粉用于一般的軸承產(chǎn)品。認為其綜合性能比銅包鐵粉強，可以代替銅錫粉用于一般的軸承產(chǎn)品。申請?zhí)枮?00710092441. 9、公開號為CN101088669A的中國發(fā)明專利申請公開了一種青銅包鐵復合粉及其制造方法，其是在銅包鐵復合粉中均勻混入銅錫合金粉或錫粉，在還原爐內(nèi)進行還原粘附或還原擴散，爐內(nèi)溫度400— 800°C，時間不少于30分鐘，使銅包鐵復合粉的表面形成銅錫合金包覆層。然而該方法的仍然存在以下缺點
O由于制備銅錫包鐵粉時采用的是一部分原材料是銅包鐵粉末，而銅包鐵粉末需要經(jīng)過較為復雜的工序才能制得，
2)目前質量較好的銅包鐵粉末通常需要化學置換法制得，可能在生產(chǎn)過程中對壞境造成污染。3)如果作為原材料銅包鐵粉末通過還原擴散法制得，其銅層均勻性和致密性不夠高，導致在后與銅錫合金粉或錫粉進行還原粘附或還原擴散時，所形成的銅錫層不夠穩(wěn)定，容易在運輸或者工作的過程中脫落。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種青銅包鐵生產(chǎn)方法，從原材料出發(fā)可以直接制得青銅包鐵復合粉，減少了中間工序，既降低生產(chǎn)成本，又保證青銅包鐵復合粉質量，同時避免對環(huán)境的污染。本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所采用的技術方案如下一種青銅包鐵復合粉的生產(chǎn)方法，銅占所述復合粉末總重量的18% — 20% (重量百分數(shù))，錫占所述復合粉末總重量的I. 8% — 2% (重量百分數(shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設定的青銅包鐵復合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機或混料機中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護下進行還原 擴散，還原擴散溫度62(T730°C，還原擴散處理時間廣3小時；還原擴散完成后，繼續(xù)在保護氣氛中冷卻至50°C以下出爐；
4)，對還原擴散后的粉末體進行破碎、篩分；
5 )，對篩分后的青銅包鐵復合粉末進行混粉、檢驗、計量和包裝入庫。本發(fā)明的原理如下由于常溫下很容易發(fā)生鐵還原氧化銅的過程，因此先將氧化銅粉和純鐵粉在球磨機或混料機中混合時，氧化銅和鐵顆粒會發(fā)生接觸并在接觸界面上發(fā)生上述還原反應，因此，氧化銅和鐵顆粒就能夠形成較好的界面結合，從而使氧化銅顆粒自然均勻地粘附包裹在鐵顆粒表面；而且該還原反應形成的界面結合力較高，這就為后續(xù)還原擴散形成了較好的基礎。此后將混合粉末送入還原爐中，就是使金屬表面的氧化物發(fā)生化學反應，奪去氧化物中的氧，使金屬粉末的表面是純凈的，原來包復在鐵顆粒表面的氧化銅被還原成純銅，純銅之間也會發(fā)生擴散結合，此外，在燒結時，最靠近表面的錫促進了銅的充分擴散，故而顆粒間的結合牢固。由于錫是細微的顆粒，擴散后的位置沒有形成明顯的孔洞，不會對軸承結構產(chǎn)生負面影響。同時，由于錫的存在，燒結溫度大幅降低，在700°c時就可以獲得良好的燒結性能。由此制得的銅錫包鐵粉材料顆粒均勻，沒有大的孔洞出現(xiàn)，保證了承載面的面積和延續(xù)性。本發(fā)明的相應步驟、以及擴散溫度、還原擴散處理時間以及出爐溫度等參數(shù)都經(jīng)過大量實驗得到。本發(fā)明的有益效果在于
I)相對于現(xiàn)有技術，節(jié)省了制備青銅包鐵復合粉的中間工序，進一步控制了成本。2)銅錫包鐵配方單價比銅包鐵配方單價每噸便宜4000元。降低了原材料成本。3)在銅基燒結爐燒結，銅包鐵配方與銅基燒結溫度相差100°C。調溫需要9個小時。而銅錫包鐵配方與銅基燒結溫度相差35°C，只需要2個小時。4)根據(jù)本發(fā)明的制得的青銅包鐵顆粒表面的銅層完整而致密，保證青銅包鐵復合粉質量；同時，制備過程沒有有害物質排放，避免了對環(huán)境造成污染和破壞。
具體實施例方式實施例I銅占所述復合粉末總重量的18% (重量百分數(shù))，錫占所述復合粉末總重量的1.8% (重量百分數(shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設定的青銅包鐵復合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機或混料機中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護下進行還原擴散，還原擴散溫度620°C，還原擴散處理時間I小時；還原擴散完成后，繼續(xù)在保護氣氛中冷卻至50°C以下出爐；
4)，對還原擴散后的粉末體進行破碎、篩分；
5 )，對篩分后的青銅包鐵復合粉末進行混粉、檢驗、計量和包裝入庫。
實施例2
銅占所述復合粉末總重量的20% (重量百分數(shù))，錫占所述復合粉末總重量的2% (重量百分數(shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設定的青銅包鐵復合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機或混料機中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護下進行還原擴散，還原擴散溫度730°C，還原擴散處理時間3小時；還原擴散完成后，繼續(xù)在保護氣氛中冷卻至49°C以下出爐；
4)，對還原擴散后的粉末體進行破碎、篩分；
5 )，對篩分后的青銅包鐵復合粉末進行混粉、檢驗、計量和包裝入庫。
實施例3
銅占所述復合粉末總重量的19% (重量百分數(shù))，錫占所述復合粉末總重量的2% (重量百分數(shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設定的青銅包鐵復合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機或混料機中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護下進行還原擴散，還原擴散溫度700°C，還原擴散處理時間2小時；還原擴散完成后，繼續(xù)在保護氣氛中冷卻至50°C以下出爐；
4)，對還原擴散后的粉末體進行破碎、篩分；
5 )，對篩分后的青銅包鐵復合粉末進行混粉、檢驗、計量和包裝入庫。
將本發(fā)明制得的上述青銅包鐵復合粉在22Q0003A軸承上使用，裝配后電機壽命達到技術要求(轉速為10000轉/分，要求壽命240h)。此類高轉速軸承以往只能采用銅錫粉材料制做。在14D0038，14D0039,14D0040等產(chǎn)品上使用，也達到了良好的效果。
權利要求
1. 一種青銅包鐵復合粉的生產(chǎn)方法，銅占所述復合粉末總重量的18% — 20% (重量百分數(shù))，錫占所述復合粉末總重量的I. 8% — 2%(重量百分數(shù))，余量為鐵；其特征在于，該方法的具體步驟如下 1)，按照設定的青銅包鐵復合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉； 2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機或混料機中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻； 3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護下進行還原擴散，還原擴散溫度62(T730°C，還原擴散處理時間廣3小時；還原擴散完成后，繼續(xù)在保護氣氛中冷卻至50°C以下出爐； 4)，對還原擴散后的粉末體進行破碎、篩分； .5 )，對篩分后的青銅包鐵復合粉末進行混粉、檢驗、計量和包裝入庫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種青銅包鐵復合粉的生產(chǎn)方法，銅占所述復合粉末總重量的18%-20%(重量百分數(shù))，錫占所述復合粉末總重量的1.8%-2%(重量百分數(shù))，余量為鐵；通過按照設定的青銅包鐵復合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、錫粉和鐵粉；先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機或混料機中混合均勻后再將錫粉加入混合；再將混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護下進行還原擴散制得；本發(fā)明的有益效果在于生產(chǎn)工藝簡單，降低生產(chǎn)成本；并且根據(jù)本發(fā)明的制得的銅包鐵顆粒表面的銅層完整而致密，保證銅包鐵復合粉質量；同時，制備過程沒有有害物質排放，避免了對環(huán)境造成污染和破壞。
文檔編號B22F9/22GK102794457SQ20121007534
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權日2012年3月21日
發(fā)明者朱湖澤 申請人:朱湖澤