CN108889956B - 一种高强度锡粉的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度锡粉的加工工艺，工艺过程包括熔融‑一阶段颗粒化‑二阶段粗粉末化‑三阶段细粉末化‑筛分，本工艺过程结合多种技术手段，将锡粉反复成型融化，代替传统一次成型的锡粉工艺，使得加工得到的锡粉粉质更加细腻，各项性能得到极大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉末领域，特别是涉及一种高强度锡粉的加工工艺。
背景技术
生产锡粉的办法目前有：限制式喷嘴气体雾化法、高压水雾化法、超声驻波雾化法、固 态相变法和多级雾化法等，每种工艺均存在不同的缺陷和限制，因此生产出的锡粉均存在性能上的缺陷。
专利申请号为CN200810048457.4的发明提供一种有机锡生产用锡粉的制作方法，采用高压水雾化法，具体是：采用15kW的中频不锈钢加热管将金属锡锭在碳钢容器中熔融；将熔融的金属锡从碳钢容器中向冷水槽中排放；当熔融的锡水温度达到241~320℃时，开启置于漏眼附近的高压水枪，利用喷出的水流使锡水雾化成锡粉末，并且调节水流压力控制锡粉末的颗粒大小，水流压力为1~3MPa；随着高压水流的喷射，将调节到合适目数的锡粉直接置入冷水槽中，冷却干燥后获得10~50目的有机锡生产用锡粉。本发明与现有方法相比，具有锡水温度低、能耗小，以及工艺简单、生产成本较低等优点，所生产出的锡粉产品形状规则、质量好，完全能够满足有机锡生产用锡粉的要求。
专利申请号为CN201610606736.2的发明涉及制备粉末冶金材料的工艺，其包括将铜粉、镍粉和锡粉分别粉碎；再在混料机中混合均匀，得到合金粉；将上述合金粉置于挤压模具中，再通过挤压机挤压成型，得到合金材料；再对上述合金材料进行烧结，烧结完成后卸模，得到铜镍锡粉末冶金材料；再对上述粉末冶金材料进行热处理。本发明将混合均匀的铜粉、镍粉和锡粉粉碎混合均匀后通过热压烧结，一方面可为制备的合金获得均匀的性能提供基础，另一方面使得粉粒之间结合紧密；而烧结而得合金通过热处理工艺，则可大大提高粉末冶金材料的强度和硬度。
上述专利金属粉末的制备工艺普遍存在制备的工艺过程单一，造成金属粉末性能存在缺陷。
发明内容
一种高强度锡粉的加工工艺，其加工方法包含以下步骤：
（1）熔融：在高温500-700℃下融化金属锡锭形成熔融状态；
（2）一阶段颗粒化：将熔融的金属锡水通入挤出机中，熔融状态下的锡水通过挤出形成颗粒，锡颗粒冷水槽中冷却定型，挤出机的压力为560-800Mpa，然后再次将锡颗粒加热至熔融状态；
（3）二阶段粗粉末化：将熔融状态下的一阶段颗粒化的锡颗粒，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压3-7Mpa，形成粗粉末状锡粉，再次将锡粉末加热至熔融状态；
（4）三阶段细粉末化：将熔融状态下的二阶段颗粒化的锡粉末，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压5-10Mpa，形成细粉末状锡粉，冷却定型时利用超声对锡粉进行分散处理；
（5）筛分：将锡粉进行筛分，平均200目的锡粉。
优选的，所述步骤（1）中锡锭的融化温度为620℃。
优选的，所述步骤（2）中锡水在挤出机中挤出成型时利用氮气进行保护。
优选的，所述步骤（2）中冷水槽中的冷水采用常温流动水对锡颗粒进行冷却定型，水温为10-15℃，流速为0.2-0.5m/s。
优选的，所述步骤（4）利用超声对锡粉进行分散处理，超声分散的工艺参数为：功率980W，超声强度0.8W/cm2。
优选的，所述步骤（5）筛选出的锡粉进过烧结处理，烧结温度为150℃，时间3.5h。
有益效果：本发明提供了一种高强度锡粉的加工工艺 ，工艺过程包括熔融-一阶段颗粒化-二阶段粗粉末化-三阶段细粉末化-筛分，本工艺过程结合多种技术手段，将锡粉反复成型融化，代替传统一次成型的锡粉工艺，使得加工得到的锡粉粉质更加细腻，各项性能得到极大的提高，所述步骤（1）中锡锭的融化温度为620℃，在该温度下融化既能够保障锡的性能，又能够兼顾锡锭的融化速度，所述步骤（2）中锡水在挤出机中挤出成型时利用氮气进行保护，锡在高温高压的环境下会有与其他物质发生反应的问题，因此本工艺通过氮气对锡进行保护，防止该问题的发生，所述步骤（2）中冷水槽中的冷水采用常温流动水对锡颗粒进行冷却定型，水温为10-15℃，流速为0.2-0.5m/s，该工艺能够确保冷却水的温度均衡，防止由于冷却温度不均造成的锡的性质改变，所述步骤（4）利用超声对锡粉进行分散处理，超声分散的工艺参数为：功率980W，超声强度0.8W/cm2，超声对于细颗粒的加工具有良好的作用效果，一方面能够使得锡粉经过超声后的加工粒径更小，另一方面能够防止粉末团聚，使其分散良好，所述步骤（5）筛选出的锡粉进过烧结处理，烧结温度为150℃，时间3.5h，该工艺能够进一步提高锡粉的各项性能。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种高强度锡粉的加工工艺，其加工方法包含以下步骤：
（1）熔融：在高温620℃下融化金属锡锭形成熔融状态；
（2）一阶段颗粒化：将熔融的金属锡水通入挤出机中，熔融状态下的锡水通过挤出形成颗粒，锡水在挤出机中挤出成型时利用氮气进行保护，锡颗粒冷水槽中冷却定型，冷水槽中的冷水采用常温流动水对锡颗粒进行冷却定型，水温为10℃，流速为0.2m/s，挤出机的压力为560Mpa，然后再次将锡颗粒加热至熔融状态；
（3）二阶段粗粉末化：将熔融状态下的一阶段颗粒化的锡颗粒，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压3Mpa，形成粗粉末状锡粉，再次将锡粉末加热至熔融状态；
（4）三阶段细粉末化：将熔融状态下的二阶段颗粒化的锡粉末，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压5Mpa，形成细粉末状锡粉，冷却定型时利用超声对锡粉进行分散处理，超声分散的工艺参数为：功率980W，超声强度0.8W/cm2；
（5）筛分：将锡粉进行筛分，平均200目的锡粉，筛选出的锡粉经过烧结处理，烧结温度为150℃，时间3.5h。
实施例2：
一种高强度锡粉的加工工艺，其加工方法包含以下步骤：
（1）熔融：在高温620℃下融化金属锡锭形成熔融状态；
（2）一阶段颗粒化：将熔融的金属锡水通入挤出机中，熔融状态下的锡水通过挤出形成颗粒，锡水在挤出机中挤出成型时利用氮气进行保护，锡颗粒冷水槽中冷却定型，冷水槽中的冷水采用常温流动水对锡颗粒进行冷却定型，水温为10℃，流速为0.35m/s，挤出机的压力为700Mpa，然后再次将锡颗粒加热至熔融状态；
（3）二阶段粗粉末化：将熔融状态下的一阶段颗粒化的锡颗粒，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压5Mpa，形成粗粉末状锡粉，再次将锡粉末加热至熔融状态；
（4）三阶段细粉末化：将熔融状态下的二阶段颗粒化的锡粉末，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压8Mpa，形成细粉末状锡粉，冷却定型时利用超声对锡粉进行分散处理，超声分散的工艺参数为：功率980W，超声强度0.8W/cm2；
（5）筛分：将锡粉进行筛分，平均200目的锡粉，筛选出的锡粉经过烧结处理，烧结温度为150℃，时间3.5h。
实施例3：
一种高强度锡粉的加工工艺，其加工方法包含以下步骤：
（1）熔融：在高温620℃下融化金属锡锭形成熔融状态；
（2）一阶段颗粒化：将熔融的金属锡水通入挤出机中，熔融状态下的锡水通过挤出形成颗粒，锡水在挤出机中挤出成型时利用氮气进行保护，锡颗粒冷水槽中冷却定型，冷水槽中的冷水采用常温流动水对锡颗粒进行冷却定型，水温为15℃，流速为0.5m/s，挤出机的压力为800Mpa，然后再次将锡颗粒加热至熔融状态；
（3）二阶段粗粉末化：将熔融状态下的一阶段颗粒化的锡颗粒，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压7Mpa，形成粗粉末状锡粉，再次将锡粉末加热至熔融状态；
（4）三阶段细粉末化：将熔融状态下的二阶段颗粒化的锡粉末，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压10Mpa，形成细粉末状锡粉，冷却定型时利用超声对锡粉进行分散处理，超声分散的工艺参数为：功率980W，超声强度0.8W/cm2；
（5）筛分：将锡粉进行筛分，平均200目的锡粉，筛选出的锡粉经过烧结处理，烧结温度为150℃，时间3.5h。
抽取各实施例的样品进行检测分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
| 锡粉平均粒径度/目 | 延展性/拉伸度 | 韧性/J/m<sup>3</sup> | 强度/N/m² | |
| 实施例1 | 200 | 75% | 1.2×10<sup>5</sup> | 1253 |
| 实施例2 | 200 | 78% | 1.5×10<sup>5</sup> | 1379 |
| 实施例3 | 200 | 72% | 1.0×10<sup>5</sup> | 1128 |
| 现有技术指标 | 120 | 50% | 9.7×10<sup>4</sup> | 977 |
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例2参数时，本发明高强度锡粉的加工工艺，其工艺参数锡粉平均粒径度200目，延展性为可拉伸78%，韧性为1.5×105 J/m3，强度为1379 N/m²，而现有技术标准的工艺参数为锡粉平均粒径度120目，延展性为可拉伸50%，韧性为9.7×104J/m3，强度为977N/m²，本发明高强度锡粉的加工工艺制备的锡粉粒径度更小，粉质更细腻，锡粉的延展性更好，韧性更佳，强度更高，因此本发明具有显著的优越性。
本发明提供了一种本发明提供了高强度锡粉的加工工艺，工艺过程包括熔融-一阶段颗粒化-二阶段粗粉末化-三阶段细粉末化-筛分，本工艺过程结合多种技术手段，将锡粉反复成型融化，代替传统一次成型的锡粉工艺，使得加工得到的锡粉粉质更加细腻，各项性能得到极大的提高，所述步骤（1）中锡锭的融化温度为620℃，在该温度下融化既能够保障锡的性能，又能够兼顾锡锭的融化速度，所述步骤（2）中锡水在挤出机中挤出成型时利用氮气进行保护，锡在高温高压的环境下会有与其他物质发生反应的问题，因此本工艺通过氮气对锡进行保护，防止该问题的发生，所述步骤（2）中冷水槽中的冷水采用常温流动水对锡颗粒进行冷却定型，水温为10-15℃，流速为0.2-0.5m/s，该工艺能够确保冷却水的温度均衡，防止由于冷却温度不均造成的锡的性质改变，所述步骤（4）利用超声对锡粉进行分散处理，超声分散的工艺参数为：功率980W，超声强度0.8W/cm2，超声对于细颗粒的加工具有良好的作用效果，一方面能够使得锡粉经过超声后的加工粒径更小，另一方面能够防止粉末团聚，使其分散良好，所述步骤（5）筛选出的锡粉进过烧结处理，烧结温度为150℃，时间3.5h，该工艺能够进一步提高锡粉的各项性能。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高强度锡粉的加工工艺，其特征在于，其加工方法包含以下步骤：
（1）熔融：在高温500-700℃下融化金属锡锭形成熔融状态；
（2）一阶段颗粒化：将熔融的金属锡水通入挤出机中，熔融状态下的锡水通过挤出形成颗粒，锡颗粒冷水槽中冷却定型，挤出机的压力为560-800Mpa，然后再次将锡颗粒加热至熔融状态；
（3）二阶段粗粉末化：将熔融状态下的一阶段颗粒化的锡颗粒，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压3-7Mpa，形成粗粉末状锡粉，再次将锡粉末加热至熔融状态；
（4）三阶段细粉末化：将熔融状态下的二阶段颗粒化的锡粉末，在高压水枪下再次冷却定型，水枪的水压5-10Mpa，形成细粉末状锡粉，冷却定型时利用超声对锡粉进行分散处理；
（5）筛分：将锡粉进行筛分，平均200目的锡粉。
2.根据权利要求1所述的高强度锡粉的加工工艺 ，其特征在于，所述步骤（1）中锡锭的融化温度为620℃。
3.根据权利要求1所述的高强度锡粉的加工工艺，其特征在于，所述步骤（2）中锡水在挤出机中挤出成型时利用氮气进行保护。
4.根据权利要求1所述的高强度锡粉的加工工艺，其特征在于，所述步骤（2）中冷水槽中的冷水采用常温流动水对锡颗粒进行冷却定型，水温为10-15℃，流速为0.2-0.5m/s。
5.根据权利要求1所述的高强度锡粉的加工工艺 ，其特征在于，所述步骤（4）利用超声对锡粉进行分散处理，超声分散的工艺参数为：功率980W，超声强度0.8W/cm2。
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