CN104511594A - 一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺 - Google Patents

一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,包括步骤:(1)中频炉熔炼:熔炼过程中加入铜块重量0.5-0.7%的非金属矿产元素和0.3-0.5%的盐类;(2)水雾化制粉:喷射顶角40-45度,喷嘴材质45号钢,漏包孔径5-8mm,雾化压力18-25Mpa,雾化桶的高度为3m,冷却水位0.3-0.5m;(3)真空吸滤:吸滤时,添加铜块重量0.05-0.15%的复合抗氧化剂;(4)真空吸滤得到的雾化水经过处理后循环利用,得到的铜合金粉末,进行干燥,筛分和包装。本发明的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,生产的球形铜合金粉,具有球形度好,成分均匀,成型性好,烧结性优,表面氧化小的特点,生产成本低,生产效率高,产品质量稳定。

Description

一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺
技术领域
本发明涉及金属粉体的生产技术领域,尤其涉及一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺。
背景技术
铜及铜合金粉是粉末冶金中基本的原料之一,广泛应用在汽车、摩托车、含油轴承、电工合金、电子信息、电碳制品、石油钻探、化工合成、金刚石制品等诸多领域中。随时粉末冶金工业的发展,粉末冶金应用范围日益扩大,对粉末的种类和质量的要求也越来越高。目前生产铜粉多采用电解法,但是电解法环境污染严重,能耗大、成本高,产品单一,只能生产纯铜粉,不能生产铜合金粉,而且电解铜粉流动性差,不能满足高性能粉末冶金产品的需求。雾化法生产铜合金粉成本低、效率高、对环境污染小。但是目前水雾化生产的铜合金粉松装密度在2.4-4g/cm3,无法取代电解铜粉,且含氧量高,成粉率低,不能适应需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,通过对金属熔炼步骤改进,以及喷射顶角、漏包孔直径、雾化压力、冷却水位、水压等参数综合调节,球形度可控制在1.07,含氧量控制在0.08%以下,-30um的细粉率70%以上,具有投资小,无污染,细粉率高等优点。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案:
一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,包括以下步骤:
(1)中频炉熔炼:将铜块放入中频炉中进行熔炼,熔炼过程中加入铜块重量0.5-0.7%的非金属矿产元素和0.3-0.5%的盐类;
(2)水雾化制粉:熔炼后进行水雾化制粉,雾化过程中喷射顶角为40-45度,喷嘴材质为45号钢,漏包孔径为5-8mm,雾化压力为18-25Mpa,雾化桶的高度为3m,冷却水位为0.3-0.5m;
(3)真空吸滤:雾化后进行真空吸滤,得到雾化水和铜合金粉末,真空吸滤时,在真空吸滤桶中添加铜块重量0.05-0.15%的复合抗氧化剂,所述复合抗氧化剂包括苯骈三氮唑、苯磺酸钠、OP和甘油;
(4)真空吸滤得到的雾化水经过处理后循环利用,得到的铜合金粉末,进行干燥,筛分和包装即可。
优选地,步骤(1)中所述的非金属矿产元素为磷元素。
优选地,步骤(2)中所述的雾化过程中喷射顶角为43度。
优选地,步骤(2)中所述的雾化压力为22Mpa。
与已有技术相比,本发明的有益效果如下:
(1)本发明的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,通过改进中频炉熔炼步骤,在熔炼过程中加入非金属矿产元素,从而改变熔融金属表面张力,同时调整雾化时合金液的过热度,使得金属液体在被雾化成细小颗粒的时候,由于表面张力的增大而易形成全球形;同时加入盐类,利用盐类高温分解出大量气体在熔体内部,对合金熔体产生微观搅拌作用,从而达到改善合金相不均匀的缺点,提高喷射时球形度。
(2)本发明的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,通过对喷射顶角、漏包孔直径、雾化压力、冷却水位、水压等参数综合调节,使雾化介质获得尽可能大的出口速度和所需能量,保证雾化介质与金属液流之间形成合力的喷射角度,使金属液流产生最小的絮流,有效地喷射出全球形粉末且细粉率高,工作稳定性好,喷嘴不易堵塞,喷嘴寿命长,可达10周以上,同时成本较低。
(3)本发明的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,在真空吸滤过程中,通过在真空吸滤桶中添加复合抗氧化剂,补集自由基的同时在铜粉表面成膜起到双重保护的作用,起到很好的抗氧化效果,解决了原水雾化铜粉含氧量高的问题,经抗氧化处理的铜合金粉保质期长;复合抗氧化剂包括苯骈三氮唑、苯磺酸钠、OP、甘油,其中苯骈三氮唑是铜合金缓蚀剂,与金属表面层的金属离子结合形成沉积保护膜,苯磺酸钠与苯骈三氮唑发挥协同作用,以极性基团吸附于金属表面,赶除表面水分,抑制有关物质迁移,发挥遮蔽效应;OP主要作为表面活性剂,强化其它缓蚀剂与溶剂的乳化,提高铜合金粉的湿润性;甘油置换表面水份,并在表面形成另外一层低分子极薄膜层。
(4)本发明的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,真空吸滤得到的雾化水经过处理后循环利用,可以节省水资源,降低成本。
(5)本发明的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,通过对金属熔炼步骤改进,以及喷射顶角、漏包孔直径、雾化压力、冷却水位、水压等参数综合调节,球形度可控制在1.07,含氧量控制在0.08%以下,-30um的细粉率70%以上,生产的球形铜合金粉,具有球形度好,成分均匀,成型性好,烧结性优,表面氧化小的特点,生产成本低,生产效率高,产品质量稳定。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明,但本发明不仅限于这些实施例,在未脱离本发明宗旨的前提下,所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。
实施例1:
一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,包括以下步骤:
(1)中频炉熔炼:将铜块放入中频炉中进行熔炼,熔炼过程中加入铜块重量0.5%的磷元素和0.3%的盐类;
(2)水雾化制粉:熔炼后进行水雾化制粉,雾化过程中喷射顶角为40度,喷嘴材质为45号钢,漏包孔径为5mm,雾化压力为18Mpa,雾化桶的高度为3m,冷却水位为0.3m;
(3)真空吸滤:雾化后进行真空吸滤,得到雾化水和铜合金粉末,真空吸滤时,在真空吸滤桶中添加铜块重量0.05%的复合抗氧化剂,所述复合抗氧化剂包括苯骈三氮唑、苯磺酸钠、OP和甘油;
(4)真空吸滤得到的雾化水经过处理后循环利用,得到的铜合金粉末,进行干燥,筛分和包装即可。
实施例2:
一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,包括以下步骤:
(1)中频炉熔炼:将铜块放入中频炉中进行熔炼,熔炼过程中加入铜块重量0.6%的磷元素和0.4%的盐类;
(2)水雾化制粉:熔炼后进行水雾化制粉,雾化过程中喷射顶角为43度,喷嘴材质为45号钢,漏包孔径为7mm,雾化压力为22Mpa,雾化桶的高度为3m,冷却水位为0.4m;
(3)真空吸滤:雾化后进行真空吸滤,得到雾化水和铜合金粉末,真空吸滤时,在真空吸滤桶中添加铜块重量0.10%的复合抗氧化剂,所述复合抗氧化剂包括苯骈三氮唑、苯磺酸钠、OP和甘油;
(4)真空吸滤得到的雾化水经过处理后循环利用,得到的铜合金粉末,进行干燥,筛分和包装即可。
实施例3:
一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,包括以下步骤:
(1)中频炉熔炼:将铜块放入中频炉中进行熔炼,熔炼过程中加入铜块重量0.7%的非金属矿产元素和0.5%的盐类;
(2)水雾化制粉:熔炼后进行水雾化制粉,雾化过程中喷射顶角为45度,喷嘴材质为45号钢,漏包孔径为8mm,雾化压力为25Mpa,雾化桶的高度为3m,冷却水位为0.5m;
(3)真空吸滤:雾化后进行真空吸滤,得到雾化水和铜合金粉末,真空吸滤时,在真空吸滤桶中添加铜块重量0.15%的复合抗氧化剂,所述复合抗氧化剂包括苯骈三氮唑、苯磺酸钠、OP和甘油;
(4)真空吸滤得到的雾化水经过处理后循环利用,得到的铜合金粉末,进行干燥,筛分和包装即可。

Claims (4)

1.一种改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)中频炉熔炼:将铜块放入中频炉中进行熔炼,熔炼过程中加入铜块重量0.5-0.7%的非金属矿产元素和0.3-0.5%的盐类;
(2)水雾化制粉:熔炼后进行水雾化制粉,雾化过程中喷射顶角为40-45度,喷嘴材质为45号钢,漏包孔径为5-8mm,雾化压力为18-25Mpa,雾化桶的高度为3m,冷却水位为0.3-0.5m;
(3)真空吸滤:雾化后进行真空吸滤,得到雾化水和铜合金粉末,真空吸滤时,在真空吸滤桶中添加铜块重量0.05-0.15%的复合抗氧化剂,所述复合抗氧化剂包括苯骈三氮唑、苯磺酸钠、OP和甘油;
(4)真空吸滤得到的雾化水经过处理后循环利用,得到的铜合金粉末,进行干燥,筛分和包装即可。
2.根据权利要求1所述的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,其特征在于:步骤(1)中所述的非金属矿产元素为磷元素。
3.根据权利要求1所述的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,其特征在于:步骤(2)中所述的雾化过程中喷射顶角为43度。
4.根据权利要求1所述的改进型水雾法生产铜合金粉的工艺,其特征在于:步骤(2)中所述的雾化压力为22Mpa。
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