專利名稱：一種CuSn10Bi3.5銅鉍合金粉末制備方法
—種CuSnI OBi 3. 5銅鉍合金粉末制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于合金粉末制備技術(shù)領(lǐng)域,特別地涉及一種CuSnlOBi3. 5銅秘合金粉末制備方法。
背景技術(shù)：
銅鉛減摩材料不僅具有良好的減摩性能和較好的抗咬合性，同時(shí)材料具有高的強(qiáng)度和耐磨性能，可以較好的滿足現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的要求?，F(xiàn)有汽車軸承用青銅基自潤滑材料中常含有大量的鉛，如CuPblOSnlO，CuPb24Sn，CuPb24Sn4等。但鉛是有毒的重金屬，鉛污染給人體和環(huán)境帶來極大的危害。發(fā)達(dá)國家出臺(tái)了很多相關(guān)的法規(guī)，例如歐盟Rosh指令， 限制和禁止使用含鉛的材料。隨著環(huán)保的發(fā)展趨勢，產(chǎn)品無鉛化勢在必行。
針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，避免含鉛減摩涂層材料在制造和使用中對環(huán)境造成污染。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，通過采用熔融及水霧法制備出的銅鉍合金粉末，能滿足作為發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承中的減摩涂層材料的要求，避免了含鉛的減摩涂層材料對環(huán)境的污染。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，包括以下步驟
第I步，選用重量百分比為85 88 %的銅Cu，9 11 %的錫Sn，3 4 %的鉍Bi的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn， Bi進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時(shí)間為15 20分鐘；
第2步，將所述合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %， Β 3 4%，不可避免或無法剔除的雜質(zhì)≤O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C ；
第3步，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴在惰性氣體保護(hù)下以4 5MPa水壓進(jìn)行霧化，高壓水溫控制在42°C 48°C，高壓水流擊碎所述合金液形成合金粉末；
第4步，將所述合金粉末進(jìn)行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間4 6小時(shí)，溫度為150° 170。，真空度為-O. 001 -O. 002MPa， 轉(zhuǎn)速為20 30rpm ；
第5步，篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末。
優(yōu)選地，所述漏包底面的漏眼為3個(gè)，呈一字形等距分布，所述漏眼直徑為4 5mm ο
優(yōu)選地，所述自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴噴射頂角為28 32°。
通過以上技術(shù)方案制成的鋁青銅粉末，小于ΙΟΟμπι的細(xì)顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)接近 80%，按照粉末粒度級(jí)別的劃分標(biāo)準(zhǔn)屬于中細(xì)粉，粉末的形貌呈現(xiàn)為較為規(guī)則的圓球形，表面結(jié)構(gòu)光滑平整，基本上沒有凹坑或孔狀組織，致密度好，粉末的松裝密度為4. 9 5. 4g/ cm3，流動(dòng)性為< 15s/50g。采用上述技術(shù)方案制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末在鋼板基 體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力， 可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層無鉛化的理想材 料。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法的步驟流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細(xì) 節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的 描述也可以完全理解本發(fā)明。
參考圖1，所示為本發(fā)明實(shí)施例的CuSnlOBi3. 5銅秘合金粉末制備方法的步驟流 程圖，其包括以下步驟
SI，選用重量百分比為85 88%的銅Cu，9 11 %的錫Sn，3 4%的鉍Bi的原 材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Bi 進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時(shí)間為15 20分鐘；
S2，將合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不可避免或無法剔除的雜質(zhì)< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C ；
S3，撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴在惰性氣體保護(hù) 下以4 5MPa水壓進(jìn)行霧化，高壓水溫控制在42°C 48°C，高壓水流擊碎合金液形成合金 粉末；
其中漏包底面的漏眼為3個(gè)，呈一字形等距分布，漏眼直徑為4 5mm ;自由降落 式矩形環(huán)孔噴嘴噴射頂角為28 32°，通過設(shè)置矩形環(huán)控噴嘴并且漏包底面的漏眼為3 個(gè)，矩形環(huán)孔噴嘴同時(shí)對3個(gè)漏眼中流出的合金液體進(jìn)行高壓水流霧化噴射，可以大大提 高合金粉末的制備效率。
S4，將合金粉末進(jìn)行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)進(jìn)行 干燥，干燥時(shí)間4 6小時(shí)，溫度為150° 170°，真空度為-O. 001 -O. 002MPa，轉(zhuǎn)速為 20 30rpm ；
S5，篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末。
以下列舉幾個(gè)具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，其包括以下步驟
(I)選取原料重量百分比組分為，1#電解銅86. 5%，1#錫錠10%，99. 95#鉍錠3. 5%,具體為采用O. 25T中頻熔煉爐，稱取1#電解銅216. 25Kg，1#錫錠25Kg，99. 95#鉍錠 8. 75Kg，先加入Cu在大氣氣氛中加熱至1080°C進(jìn)行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、Bi進(jìn)行 熔煉得到合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時(shí)間15 20分鐘。
(2)合金液的液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%， 不可避免或無法剔除的雜質(zhì)< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C。
(3)撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴在惰性氣體保護(hù) 下以4. 5MPa水壓進(jìn)行霧化，高壓水溫控制在45°C，高壓水流擊碎合金液形成合金粉末，其 中漏包底面的漏眼為3個(gè)，呈一字形等距分布，漏眼直徑選擇為4. 5mm,自由降落式矩形環(huán) 孔噴嘴噴射頂角為30°。
(4)將所述合金粉末進(jìn)行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī) 進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為5小時(shí)，溫度為160°C，真空度為-O. 0015MPa，轉(zhuǎn)速為25rpm ；
(5)干燥后的合金粉末經(jīng)篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合 金粉末。
通過此實(shí)施例制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末松裝密度為5. 2g/cm3，流動(dòng)性為 13s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和 較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美。是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層 無鉛化的理想材料。
實(shí)施例2
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末的制備方法，其包括以下步驟
(I)選取原料重量百分比組分為:1#電解銅85%，1#錫錠11%，99. 95#鉍錠4%， 將原材料Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進(jìn)行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、 Bi進(jìn)行熔煉，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時(shí)間為15 20分鐘。
(2)將合金液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不 可避免或無法剔除的雜質(zhì)< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C。
(3)撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴在惰性氣體保護(hù) 下以4MPa水壓進(jìn)行霧化，高壓水溫控制在48°C，高壓水流擊碎合金液形成粉末，其中漏包 底面的漏眼為3個(gè)，呈一字形等距分布，漏眼直徑選擇為4mm，自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴噴 射頂角為32°。
(4)將合金粉末進(jìn)行脫水處理，將脫水后的合金粉末放入雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)進(jìn) 行干燥，干燥時(shí)間5小時(shí)，溫度為160。，真空度-O. OOlMPa，轉(zhuǎn)速20rpm。
(5)干燥后的合金粉末經(jīng)篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合 金粉末。
通過此實(shí)施例制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末松裝密度為4. 9g/cm3，流動(dòng)性為 15s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和 較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美。是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層 無鉛化的理想材料。
實(shí)施例3
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末的制備方法，具體包括以下步驟
(I)選取原料重量百分比組分為1#電解銅88 %，1#錫錠9 %，99. 95#鉍錠3 %，將原材料Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進(jìn)行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、 Bi進(jìn)行熔煉得到合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時(shí)間15 20分鐘。
(2)將合金液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不 可避免或無法剔除的雜質(zhì)< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C。
(3)撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴在惰性氣體保護(hù) 下以5MPa水壓進(jìn)行霧化，高壓水溫控制在42°C，高壓水流擊碎合金液形成粉末，其中漏包 底面的漏眼為3個(gè)，呈一字形等距分布，漏眼直徑選擇為5mm，自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴噴 射頂角為28°。
(4)將合金粉末進(jìn)行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)進(jìn)行 干燥，干燥時(shí)間，4小時(shí)，溫度為170。，真空度-O. 002MPa，轉(zhuǎn)速30rpm。
(5)干燥后的合金粉末經(jīng)篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合 金粉末。
通過此實(shí)施例制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末松裝密度為5. 4g/cm3，流動(dòng)性為 lls/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結(jié)形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和 較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美。是替代銅鉛合金實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)軸承減摩涂層 無鉛化的理想材料。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，其特征在于，包括以下步驟第I步，選用重量百分比為85 88%的銅Cu，9 11%的錫Sn，3 4%的鉍Bi的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進(jìn)行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Bi進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時(shí)間為15 20分鐘；第2步，將所述合金液進(jìn)行液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11%，Β 3 4%，不可避免或無法剔除的雜質(zhì)彡O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C ；第3步，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴在惰性氣體保護(hù)下以4 5MPa水壓進(jìn)行霧化，高壓水溫控制在42°C 48°C，高壓水流擊碎所述合金液形成合金粉末；第4步，將所述合金粉末進(jìn)行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為4 6小時(shí)，溫度為150 170°C，真空度為-O. 001 -O. 002MPa，轉(zhuǎn)速為20 30rpm ；第5步，篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CuSnlOBi3.5銅鉍合金粉末制備方法，其特征在于，所述漏包底面的漏眼為3個(gè)，呈一字形等距分布，所述漏眼直徑為4 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CuSnlOBi3.5銅鉍合金粉末制備方法，其特征在于，所述自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴噴射頂角為28 32°。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種CuSn10Bi3.5銅鉍合金粉末制備方法，包括以下步驟選用重量百分比為85～88％的銅，9～11％的錫，3～4％的鉍，將銅加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080℃進(jìn)行熔化，熔化后再加入錫，鉍進(jìn)行熔煉形成合金液；成分檢測合格后升溫至1150～1180℃；撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環(huán)孔噴嘴在惰性氣體保護(hù)下以4～5MPa水壓進(jìn)行霧化，形成合金粉末；將合金粉末進(jìn)行脫水處理和干燥處理；篩分制備成-150～+350目的成品CuSn10Bi3.5銅鉍合金粉末。本發(fā)明通過采用熔融及水霧法制備出的銅鉍合金粉末，能滿足作為發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承中的減摩涂層材料的要求。
文檔編號(hào)B22F9/08GK103028733SQ20121054390
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者吳棕洋, 張文革 申請人:浦江匯凱粉體科技有限公司