CN105382253B - 一种预混合铜锡10青铜的生产方法 - Google Patents

一种预混合铜锡10青铜的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预混合铜锡10青铜的生产方法，铜粉采用锥形喷盘进行水雾化，再进行热处理，将热处理后铜粉进行破碎和抗氧化，筛分得到原料铜粉；将制备的铜粉与锡粉按照质量分数混合均匀；在还原气氛中进行热处理，热处理时铜粉颗粒与锡粉颗粒发生扩散粘接；将热处理粉末破碎，筛分得到粉末；加入润滑剂并混合均匀。本发明生产的混合青铜粉，使用不规则形貌的水雾化铜粉然后进行热处理，使原料铜粉具有良好的韧性，避免青铜粉的成分偏析，另外水雾化铜粉在烧结后易形成连通的孔隙，且水雾化法生产铜粉不会污染环境。本发明制备的预混合青铜没有成分偏析，松装密度稳定，成形性好，烧结强度高，烧结有良好的孔隙分布。

Description

一种预混合铜锡10青铜的生产方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，具体是一种预混合铜锡10青铜的生产方法。
背景技术
铜锡青铜自润滑轴承具有抗腐蚀性强、强度高、噪音小、寿命长的特点，现在是机械领域中的基础零件。铜锡10青铜粉是制作自润滑轴承的主要原料，铜锡10青铜粉分为预混合青铜粉和合金青铜粉。混合青铜粉是将铜粉和锡粉按照9:1的比例混合，这样生产方法简单，生产效率高，但是种生产方法的缺点是锡粉易偏析，使用该青铜粉末烧结的零件中偏聚的锡熔化易出现大孔隙，影响零件的孔隙分布和烧结强度。
CN 1345643A公开了一种Cu-Sn10合金粉末的生产方法，将铜锡按照9:1的比例混合，同时加入铜锡合金粉末重量的0.8～2%的硬脂酸锌或硬脂酸锂，将混合料在350～800℃范围内烧结，所得物粉碎，筛分，装箱。
混合青铜粉末生产中经常会使用到电解铜粉，电解铜粉树枝状结构，松装密度低且具有良好的韧性，可以提高混合青铜粉的生胚强度，和粉末制品后收缩率。但是电解铜粉制备是一种高污染和高能耗的铜粉生产方法，且电解铜粉不利于烧结，电解铜粉的树枝状结构在烧结过程中容易形成封闭孔隙。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预混合铜锡10青铜的生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种预混合铜锡10青铜的生产方法，具体生产步骤如下：
（1）原料铜粉的制备
铜粉采用锥形喷盘进行水雾化，铜粉粒径小于100μm，松装密度为2.0～2.6；将雾化铜粉热处理，热处理温度在400～700℃，热处理气氛为还原气氛；水雾化铜粉是铜粉快速凝固过程，水雾化铜粉的硬度偏高，塑性不好将雾化铜粉在高温中热处理提高铜粉塑性；
将热处理后铜粉进行破碎和抗氧化，筛分，得到粒径小于150μm的原料铜粉；
（2）粉末混合
锡粉松装密度小于3.5g/cm3，粒径小于100μm，将制备的原料按照比例混合均匀，铜粉的质量分数89～91%，锡粉的质量分数为9～11%；
（3）在150～300℃，还原气氛中进行热处理，热处理时铜粉颗粒与锡粉颗粒发生扩散粘接；
（4）将热处理粉末破碎，粉末的松装密度在2.3～2.9g/cm3；
（5）筛分得到粒径小于150μm的粉末；
（6）加入总体质量的0.1～1%的润滑剂并混合均匀。
作为本发明进一步的方案：所述步骤（1）中，锥形喷盘由9～36个排列成圆环的喷孔组成，喷孔的直径小于2.0mm，喷盘内的水压大于10MPa。
作为本发明进一步的方案：所述步骤（1）中铜粉的抗氧化，使用的铜粉抗氧化剂在300℃以上不挥发。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤（6）中的润滑剂包括但不限于硬脂酸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明生产的混合青铜粉，使用不规则形貌的水雾化铜粉然后进行热处理，使原料铜粉具有良好的韧性，然后将原料铜粉与锡粉混合后低温热处理，可以避免青铜粉的成分偏析，另外水雾化铜粉在烧结后易形成连通的孔隙，且水雾化法生产铜粉不会污染环境。本发明制备的预混合青铜没有成分偏析，松装密度稳定，成形性好，烧结强度高，烧结有良好的孔隙分布。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
（1）原料铜粉的制备：铜粉采用锥形喷盘进行水雾化，喷盘喷孔30个，喷孔直径1.0mm，喷盘水压15MPa，铜粉粒径小于100μm，铜粉形貌不规则，松装密度为2.0～2.6 g/cm3；将雾化铜粉在热处理炉中热处理，热处理温度500℃，热处理气氛还原气氛，热处理时间30min；然后将粉末破碎抗氧化和筛分，抗氧化剂选择挥发温度在300℃以上的铜粉钝化剂，筛分得到小于150um的原料铜粉；
（2）将原料铜粉和锡粉按照9:1的比例配粉，在合批机中混合均匀，其中锡粉松装密度小于3.5g/cm3，粒径小于100μm；
（3）热处理：粉末在300℃，氨分解气氛中保温40min；
（4）破碎：将热处理后使用细碎机破碎，粉末松装密度为2.3～2.9g/cm3；
（5）筛分：使用筛分机筛分，得到小于150μm的粉末；
（6）加入0.5%的硬脂酸，在合批机混合均匀。
实施例2
（1）原料铜粉的制备：铜粉采用锥形喷盘进行水雾化，喷盘喷孔30个，喷孔直径1.0mm，喷盘水压15MPa，铜粉粒径小于100μm，铜粉形貌不规则，松装密度为2.0～2.6 g/cm3；将雾化铜粉在热处理炉中热处理，热处理温度500℃，热处理气氛还原气氛，热处理时间30min；然后将粉末破碎抗氧化和筛分，抗氧化剂选择挥发温度在300℃以上的铜粉钝化剂，筛分得到小于150μm的原料铜粉；
（2）将原料铜粉和锡粉按照9:1的比例配粉，在合批机中混合均匀。其中锡粉松装密度小于3.5g/cm3，粒径小于100μm；
（3）热处理：粉末在150℃，氨分解气氛中保温40min；
（4）破碎：将热处理后使用细碎机破碎，粉末松装密度为2.3～2.9g/cm3；
（5）筛分：使用筛分机筛分，得到小于150μm的粉末；
（6）加入0.5%的硬脂酸，在合批机混合均匀。
实施例3
（1）原料铜粉的制备：铜粉采用锥形喷盘进行水雾化，喷盘喷孔30个，喷孔直径1.0mm，喷盘水压15MPa，铜粉粒径小于100μm，铜粉形貌不规则，松装密度为2.0～2.6 g/cm3；将雾化铜粉在热处理炉中热处理，热处理温度500℃，热处理气氛还原气氛，热处理时间30min；然后将粉末破碎抗氧化和筛分，抗氧化剂选择挥发温度在300℃以上的铜粉钝化剂，筛分得到小于150μm的原料铜粉；
（2）将原料铜粉和锡粉按照9:1的比例配粉，在合批机中混合均匀。其中锡粉松装密度小于3.5g/cm3，粒径小于100μm；
（3）热处理：粉末在240℃，氨分解气氛中保温40min；
（4）破碎：将热处理后使用细碎机破碎，粉末松装密度为2.3～2.9g/cm3；
（5）筛分：使用筛分机筛分，得到小于150μm的粉末；
（6）加入0.5%的硬脂酸，在合批机混合均匀.
测试粉末特性和粉末烧结性能，将粉末压制为密度为6.3g/cm3的矩形标准块，标准块尺寸为31.9mm×12.74mm×6mm，标准块在720℃氨分解气氛中烧结30min。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (4)

1.一种预混合铜锡10青铜的生产方法，其特征在于，具体生产步骤如下：
(1)原料铜粉的制备
铜粉采用锥形喷盘进行水雾化，铜粉粒径小于100μm，松装密度为2.0～2.6g/cm3；将雾化铜粉热处理，热处理温度在400～700℃，热处理气氛为还原气氛；
将热处理后铜粉进行破碎和抗氧化，筛分，得到粒径小于150μm的原料铜粉；
(2)粉末混合
锡粉松装密度小于3.5g/cm3，粒径小于100μm，将制备的原料铜粉和锡粉按照比例混合均匀，铜粉的质量分数89～91％，锡粉的质量分数为9～11％；
(3)在150～300℃，还原气氛中进行热处理，热处理时铜粉颗粒与锡粉颗粒发生扩散粘接；
(4)将热处理粉末破碎，粉末的松装密度在2.3～2.9g/cm3；
(5)筛分得到粒径小于150μm的粉末；
(6)加入总体质量的0.1～1％的润滑剂并混合均匀。
2.根据权利要求1所述的预混合铜锡10青铜的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中，锥形喷盘由9～36个排列成圆环的喷孔组成，喷孔的直径小于2.0mm，喷盘内的水压大于10MPa。
3.根据权利要求1所述的预混合铜锡10青铜的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中铜粉的抗氧化，使用的铜粉抗氧化剂为挥发温度在300℃以上的铜粉钝化剂。
4.根据权利要求1所述的预混合铜锡10青铜的生产方法，其特征在于，所述步骤(6)中的润滑剂包括但不限于硬脂酸。
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