一種高生坯強度霧化銅粉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高生坯強度霧化銅粉的制作方法，所述方法具體包括以下步驟：熔煉處理：將固態(tài)純銅原料置于熔爐中熔化得到液態(tài)銅，熔化過程中進行增氧處理；霧化處理：液態(tài)銅流出熔爐時，在高壓條件下使用封閉式V型噴嘴噴出霧化銅粉；干燥處理：對霧化處理得到的銅粉進行干燥；還原處理：利用還原氣體對干燥處理后的銅粉進行還原；后期處理：將還原處理后的銅粉用錘式粉碎機進行粗碎，再用渦輪式粉碎機進行細碎，最后用超聲波篩分機進行篩分，篩分最終的銅粉粒度為150-600目，得到高生坯強度的霧化銅粉。本發(fā)明的銅粉制作方法可制得形狀復(fù)雜多變的銅粉，有效提高銅粉的生坯強度，降低銅粉的松裝密度。
【專利說明】—種高生坯強度霧化銅粉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬粉末材料、粉末冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種生坯強度高于15MPa，松裝密度低于2.0g/cm3的霧化銅粉及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)在粉末冶金工業(yè)中，銅粉是一種應(yīng)用廣泛的粉末，尤其廣泛應(yīng)用于含油軸承，電刷制品，摩擦材料，電工材料等行業(yè)。
[0003]目前已商品化的水霧化銅粉其松裝密度一般為2.5g/cm3-3.5g/cm3,少數(shù)幾家企業(yè)可生產(chǎn)2.0g/cm3-2.5g/cm3的低松裝密度銅粉，但水霧化銅粉的生坯強度很低一般不超過5MPa，只能在部分冶金產(chǎn)品中作小比例添加。
[0004]電解銅粉采用硫酸銅為電解液，通過調(diào)節(jié)電流密度從陰極獲得銅粉，其優(yōu)點為松裝密度低，一般為1.0g/cm3-2.5g/cm3，生坯強度高，一般為10_15MPa，廣泛應(yīng)用于粉末冶金行業(yè)，在特殊產(chǎn)品上，生坯強度依然不夠。其缺點為生產(chǎn)工藝采用硫酸溶液，對周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染，西方發(fā)達國家正逐步減少電解銅粉的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高生坯強度霧化銅粉的制作方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種高生坯強度霧化銅粉的制作方法，所述方法具體包括以下步驟:
[0008](I)熔煉處理:將固態(tài)純銅原料置于熔爐中熔化得到液態(tài)銅，熔化過程中進行增氧處理；
[0009](2)霧化處理:液態(tài)銅流出熔爐時，在高壓條件下使用封閉式V型噴嘴噴出霧化銅粉；
[0010](3)干燥處理:對步驟(2)霧化處理得到的銅粉進行干燥；
[0011](4)還原處理:利用還原氣體對干燥處理后的銅粉進行還原，還原處理的溫度為600-800 0C ；
[0012](5)后期處理:將還原處理后的銅粉用錘式粉碎機進行粗碎，再用渦輪式粉碎機進行細碎，細碎速度200-500rpm，最后用超聲波篩分機進行篩分，篩分最終的銅粉粒度為150-600目，得到高生坯強度的霧化銅粉。
[0013]所述步驟(I)中增氧處理是將氧加入到熔爐中，增氧后的熔融銅液的氧質(zhì)量百分比含量為8-15%。
[0014]所述步驟(I)中熔爐溫度為1300-1500°C。
[0015]所述步驟(I)中熔爐溫度為1350_1450°C。
[0016]所述步驟(2)中高壓條件為:壓強為20_35MPa，優(yōu)選壓強為28_32MPa。
[0017]所述步驟(3)中干燥為常溫下離心機脫水干燥與真空加熱處理中的一種或兩種，所述真空加熱處理條件為:真空度0.06MPa，溫度120°C，轉(zhuǎn)速5_7rpm。[0018]所述步驟(4)中還原氣體為氫氣或為25%氮氣與75%氫氣的混合氣體。
[0019]所述步驟(4)中還原處理的溫度優(yōu)選為650_700°C。
[0020]所述步驟(5)在細碎過程中需用BTA進行滴定抗氧化處理，BTA用量為銅粉重量的 0.001% -0.01%。
[0021]BTA中文名稱為苯并三氮唑，能選擇性的測定銀、銅、鋅；在照相行業(yè)里可以用作防霧劑，抑制劑；在防銹油(脂)類產(chǎn)品中，多用于銅及銅合金的氣相緩蝕劑，潤滑油添加劑；在循環(huán)水處理系統(tǒng)，也是作為緩蝕劑，例如汽車防凍液等。也可與多種阻垢劑，殺菌滅藻劑配合使用；在生物領(lǐng)域，可以作為植物生長調(diào)節(jié)劑。
[0022]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在熔煉時進行增氧處理，提高銅熔液的粘稠程度，增加表面張力，使其霧化時更易形成不規(guī)則粉末；本發(fā)明采用高壓霧化，形成細小顆粒粉末，易于在還原時燒結(jié)團化；本發(fā)明在600-800°C高溫下進行還原，易于形成燒結(jié)團化，粉末形狀更復(fù)雜。
[0023]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的銅粉制作方法可制得形狀復(fù)雜多變的銅粉，有效提高銅粉的生坯強度，降低銅粉的松裝密度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為實施例1制備得到的銅粉在電子顯微鏡下的結(jié)構(gòu)形態(tài)。
[0025]圖2為實施例1制備得到的銅粉中銅顆粒的表面形態(tài)。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0027]實施例1
[0028]一種高生坯強度霧化銅粉的制作方法，具體包括以下步驟:
[0029]1、熔煉處理:將固態(tài)純銅原料置于熔爐中熔化得到液態(tài)銅，熔爐溫度為1350°C，熔化過程中進行增氧處理，增氧處理是將氧加入到熔爐中，使得增氧后的熔融銅液的氧質(zhì)量百分比含量為15%，增氧處理可以是對熔爐內(nèi)的熔融態(tài)金屬銅進行吹純氧。
[0030]2、霧化處理:液態(tài)銅流出熔爐時，在壓強為30PMa的高壓條件下使用封閉式V型噴嘴噴出霧化銅粉。
[0031]3、干燥處理:對步驟2霧化處理得到的銅粉進行干燥，該干燥條件為常溫下離心機脫水干燥，該干燥條件為該領(lǐng)域技術(shù)人員的常識，對本實施例沒有實質(zhì)影響。
[0032]4、還原處理:利用還原氣體對干燥處理后的銅粉進行還原，還原氣體為25%氮氣與75%氫氣的混合氣體，還原處理的溫度為650°C。
[0033]5、后期處理:首先用錘式粉碎機對還原處理后銅粉進行粗碎，再用渦輪式粉碎機進行細碎，細碎速度為200rpm。在細碎過程中用BTA進行滴定抗氧化處理，BTA用量為銅粉重量的0.001%，用超聲波篩分機篩分，最終銅粉粒度為150-600目，得到生坯強度高于15MPa，松裝密度低于2.0g/cm3的成品銅粉。
[0034]如圖1和圖2所示可知，本發(fā)明在熔煉時進行增氧處理，提高銅熔液的粘稠程度，增加表面張力，使其霧化時更易形成不規(guī)則粉末；采用高壓霧化，形成細小顆粒粉末，易于在還原時燒結(jié)團化；在650°C高溫下進行還原，易于形成燒結(jié)團化，粉末形狀更復(fù)雜。[0035]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的銅粉制作方法可制得形狀復(fù)雜多變的銅粉，有效提高銅粉的生坯強度，降低銅粉的松裝密度。
[0036]實施例2
[0037]—種高生坯強度霧化銅粉的制作方法，具體包括以下步驟:
[0038]1、熔煉處理:將固態(tài)純銅原料置于熔爐中熔化得到液態(tài)銅，熔爐溫度為1450°C，熔化過程中進行增氧處理，增氧處理是將氧加入到熔爐中，使得增氧后的熔融銅液的氧質(zhì)量百分比含量為8 %，增氧處理可以是對熔爐內(nèi)的熔融態(tài)金屬銅進行吹純氧。
[0039]2、霧化處理:液態(tài)銅流出熔爐時，在壓強為29PMa的高壓條件下使用封閉式V型噴嘴噴出霧化銅粉。
[0040]3、干燥處理:對步驟2霧化處理得到的銅粉進行干燥，所述干燥為真空加熱處理，真空加熱處理條件為:真空度0.06MPa，溫度120°C，轉(zhuǎn)速5_7rpm。
[0041]4、還原處理:利用還原氣體對干燥處理后的銅粉進行還原，還原氣體為氫氣，還原處理的溫度為750°C。
[0042]5、后期處理:用錘式粉碎機對還原處理后銅粉進行粗碎，再用渦輪式粉碎機進行細碎，細碎速度為500rpm。在細碎過程中用BTA進行滴定抗氧化處理，BTA用量為銅粉重量的0.01 %，用超聲波篩分機篩分，最終銅粉粒度為150-600目，得到生坯強度高于15MPa，松裝密度低于2.0g/cm3的成品銅粉。
[0043]實施例3
[0044]一種高生坯強度霧化銅粉的制作方法，具體包括以下步驟:
[0045]1、熔煉處理:將固態(tài)純銅原料置于熔爐中熔化得到液態(tài)銅，熔爐溫度為1400°C，熔化過程中進行增氧處理，增氧處理是將氧加入到熔爐中，使得增氧后的熔融銅液的氧質(zhì)量百分比含量為10%，增氧處理可以是對熔爐內(nèi)的熔融態(tài)金屬銅進行吹純氧。
[0046]2、霧化處理:液態(tài)銅流出熔爐時，在壓強為32PMa的高壓條件下使用封閉式V型噴嘴噴出霧化銅粉。
[0047]3、干燥處理:對步驟2霧化處理得到的銅粉進行干燥，所述干燥包括離心機脫水干燥、真空加熱處理，真空加熱處理條件為:真空度0.06MPa，溫度120°C，轉(zhuǎn)速7rpm。此兩種方式可單獨進行也可結(jié)合進行。
[0048]4、還原處理:利用還原氣體對干燥處理后的銅粉進行還原，還原氣體為氫氣，還原處理的溫度為700°C。
[0049]5、后期處理:用錘式粉碎機進行粗碎，再用渦輪式粉碎機進行細碎，細碎速度500rpm。在細碎過程中用BTA進行滴定抗氧化處理，BTA用量為0.001% -0.01%。用超聲波篩分機篩分，最終銅粉粒度為150-600目，得到生坯強度高于15MPa，松裝密度低于2.0g/cm3的成品銅粉。
[0050]實施例4
[0051]一種高生坯強度霧化銅粉的制作方法，具體包括以下步驟:
[0052]1、熔煉處理:將固態(tài)純銅原料置于熔爐中熔化得到液態(tài)銅，熔爐溫度為1300°C，熔化過程中進行增氧處理，增氧處理是將氧加入到熔爐中，使得增氧后的熔融銅液的氧質(zhì)量百分比含量為12%，增氧處理可以是對熔爐內(nèi)的熔融態(tài)金屬銅進行吹純氧。
[0053]2、霧化處理:液態(tài)銅流出熔爐時，在壓強為20PMa的高壓條件下使用封閉式V型噴嘴噴出霧化銅粉。
[0054]3、干燥處理:對步驟2霧化處理得到的銅粉進行干燥，干燥為真空加熱處理，所述真空加熱處理條件為:真空度0.06MPa，溫度120°C，轉(zhuǎn)速5_7rpm。
[0055]4、還原處理:利用還原氣體對干燥處理后的銅粉進行還原，還原氣體為25%氮氣與75%氫氣的混合氣體，還原處理的溫度為800°C。
[0056]5、后期處理:首先用錘式粉碎機對還原處理后銅粉進行粗碎，再用渦輪式粉碎機進行細碎，細碎速度為200rpm。在細碎過程中用BTA進行滴定抗氧化處理，BTA用量為銅粉重量的0.001%，用超聲波篩分機篩分，最終銅粉粒度為150-600目，得到生坯強度高于15MPa，松裝密度低于2.0g/cm3的成品銅粉。
[0057]以上所述，僅是本發(fā)明的最佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，均屬于權(quán)利要求書保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟: (1)熔煉處理:將固態(tài)純銅原料置于熔爐中熔化得到液態(tài)銅，熔化過程中進行增氧處理； (2)霧化處理:液態(tài)銅流出熔爐時，在高壓條件下使用封閉式V型噴嘴噴出霧化銅粉； (3)干燥處理:對步驟(2)霧化處理得到的銅粉進行干燥； (4)還原處理:利用還原氣體對干燥處理后的銅粉進行還原，還原處理的溫度為600-800 0C ； (5)后期處理:將還原處理后的銅粉用錘式粉碎機進行粗碎，再用渦輪式粉碎機進行細碎，細碎速度200-500rpm，最后用超聲波篩分機進行篩分，篩分最終的銅粉粒度為150-600目，得到高生坯強度的霧化銅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(I)中增氧處理是將氧加入到熔爐中，增氧后的熔融銅液的氧質(zhì)量百分比含量為8-15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(I)中熔爐溫度為1300-1500°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(I)中熔爐溫度為1350-1450°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(2)中高壓條件為:壓強為20-35MPa，優(yōu)選壓強為28_32MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(3)中干燥為常溫下離心機脫水干燥與真空加熱處理中的一種或兩種，所述真空加熱處理條件為:真空度0.06MPa，溫度120°C，轉(zhuǎn)速5_7rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(4)中還原氣體為氫氣或為25%氮氣與75%氫氣的混合氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(4)中還原處理的溫度優(yōu)選為650-700°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高生坯強度霧化銅粉的制作方法，其特征在于，所述步驟(5)在細碎過程中用BTA進行滴定抗氧化處理，BTA用量為銅粉重量的0.001% -0.01%。
【文檔編號】B22F1/00GK104028769SQ201410260409
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】湯傳舵 申請人:銅陵國傳電子材料科技有限公司