CN109175353A - 一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法 - Google Patents

一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于粉末冶金技术领域的一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法。该方法利用加热搅拌式混料机，向球形粉末中分别加入包覆剂和分散剂，通过控制包覆剂、分散剂的比例及加热搅拌工艺，使得球形粉末表面均匀包覆一层有机物，压制过程中依靠有机物包覆层进行颗粒间的粘接，实现多孔滤芯自动压制成形。采用该方法制得的滤芯具有成型性好、不开裂、孔隙度发达、烧结尺寸稳定性好的特点。

Description

一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，特别涉及一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法。
背景技术
目前，粉末冶金多孔滤芯制品广泛用于精密过滤、降噪消音、交换吸附等行业，为保证滤芯制品具有发达的孔隙，传统工艺大多是将球形粉末通过灌装到相应模具中进行高温烧结。该方法需要人工称料、人工灌装、人工脱模，具有效率低、成本高的缺陷。另外，由于粉末通过自由流动可实现松装堆积，导致在模具里分布不均，存在较大的密度差，往往造成烧结出的滤芯尺寸变化大、脱模后严重变形、成品率低，进一步增加了成本。
本发明公开的球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，通过颗粒包覆层的粘接成形，可实现多孔滤芯的自动化压制；通过控制密度，可确保产品具有发达的孔隙度。同时，产品的生坯强度高，转运过程中不裂散，烧结后滤芯尺寸具有良好的稳定性、一致性，压溃强度高。本发明降低了产品的制造成本，实现了批量化生产，为企业带来丰厚的经济效益，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，其特征在于，该方法是利用加热搅拌式混料机使球形粉末达到设定温度，然后向球形粉末中依次加入由脂类有机物构成的包覆剂和由有机溶液构成的分散剂，通过控制包覆剂、分散剂的比例以及加热搅拌工艺得到混合物料，最后经破碎筛分得到具有包覆层的球形粉末。具体方法步骤如下：
(1)将球形粉末放入带有搅拌加热装置的混料机中，将混料机的温度设定到50-100℃，待温度升到设定温度后，开启混料机，对粉末进行加热搅拌0.5-1h；
(2)向混料机中加入粉末状脂类包覆剂，然后加热搅拌2-3h；
(3)向混料机中加入有机溶剂分散剂，保持混料机的温度不变，继续混料 1-2h；
(4)打开混料机排气孔，继续混料1-2h，待分散剂完全挥发后停止混料；
(5)将结块的混合料破碎筛分，得到具有包覆层的球形粉末。
所述球形粉末是铜基、不锈钢基、镍基、铝基、钛基粉末，粉末粒径为 20μm-1000μm。
所述混料机是内部带有搅拌装置，并能实现水浴或油浴加热的混料装置料，混料机的温度设定到50-100℃。
所述加入的脂类包覆剂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯和橡胶中的一种，加入的比例为球形粉末重量的0.1-1.5％。
所述加入的酯类包覆剂为粉末状，颗粒粒径小于200μm。
所述加入的分散剂为乙酸乙酯、丙酮、乙醇或甲醇，加入的比例为球形粉末重量的1-5％。
本发明的有益效果为：提供了一种球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，利用所述方法制备的多孔滤芯具有孔隙度发达、压溃强度高、产品尺寸一致性好的特点，有效降低了生产成本，提高了生产效率，实现批量化生产。
附图说明
图1为实施例2涉及的经过包覆处理的粉末的SEM图；
图2为实施例2涉及的未经过包覆处理的粉末的SEM图；
图3为实施例2涉及的包覆处理后粉末自动压制成形烧结产品的SEM图；
图4为实施例2涉及的未包覆处理的粉末松装烧结产品的SEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：
(1)将80kg颗粒粒径为180μm-250μm的Cu90Sn10气雾化球形粉末放入带有搅拌加热装置的混料机中，其中混料机容积为150L，将混料机的温度设定到 80℃，待温度升到后，开启混料机，对粉末进行加热搅拌0.5h。
(2)向混料机中加入320g颗粒粒径为50-100μm的粉末状环氧树脂包覆剂，保持混料机80℃不变，然后加热搅拌2h。
(3)向混料机中加入2.4kg乙酸乙酯作为分散剂，保持混料机80℃不变，混合1h，然后打开混料机排气孔，继续混料2h，待分散剂完全挥发后停止混料。
(4)将结块的混合料破碎，过60目进行筛分，得到具有包覆层的球形粉末。
上述方法的成形效率为12件/分钟，制得的滤芯压溃强度为90N/mm2，且滤芯的孔隙度一致性和尺寸稳定性高。
实施例2：
(1)将50kg颗粒粒径为120μm-180μm的Cu89Sn8Zn3气雾化球形粉末放入带有搅拌加热装置的混料机中，其中混料机容积为150L，将混料机的温度设定到60℃，待温度升到后，开启混料机，对粉末进行加热搅拌0.5h。
(2)向混料机中加入150g颗粒粒径为100-150μm的粉末状酚醛树脂包覆剂，保持混料机60℃不变，然后加热搅拌2h。
(3)向混料机中加入2kg乙醇作为分散剂，保持混料机60℃不变，混合 1h，然后打开混料机排气孔，继续混料2h，待分散剂完全挥发后停止混料。
(4)将结块的混合料破碎，过80目进行筛分，得到混好的球形粉末。
从图1和图2中可以看出，未经包覆处理的粉末表面光滑，无明显附着物。经过包覆处理的粉末表面不规则，有明显的包覆附着物。该包覆层在自动压制成型时，受热后成半融化状态，产生粘接作用，从而将球形颗粒粘接在一起，提高产品的生坯强度、密度均匀性，保证烧结后的尺寸稳定性。
从图3和图4中可以看出，使用包覆粉末自动压制成型烧结制备的产品孔隙分布较均匀、孔隙尺寸差异小。而使用未包覆粉末松装烧结制备而成的产品孔隙分布不均匀，孔隙大小不一，尺寸跳动较大。通过对50件实施例2自动压制成型的烧结产品进行尺寸检测，得出产品外径尺寸范围在19.5-19.6mm 之间，外径跳动0.1mm；而对50件未包覆的松装烧结产品进行尺寸检测，得出其外径尺寸在19.3-19.8之间，外径跳动0.5mm。
上述方法的成形效率为10件/分钟，制得的滤芯压溃强度为100N/mm2，且滤芯的孔隙度一致性和尺寸稳定性高。
实施例3：
(1)将50kg颗粒粒径为120μm-180μm的316L不锈钢球形粉末放入带有搅拌加热装置的混料机中，其中混料机容积为150L，将混料机的温度设定到 100℃，待温度升到后，开启混料机，对粉末进行加热搅拌0.5h。
(2)向混料机中加入500g颗粒粒径为100-200μm的粉末状聚氨酯包覆剂，保持混料机100℃不变，然后加热搅拌2.5h。
(3)向混料机中加入2.5kg丙酮作为分散剂，保持混料机100℃不变，混合2h，然后打开混料机排气孔，继续混料2h，待分散剂完全挥发后停止混料。
(4)将结块的混合料破碎，过60目进行筛分，得到具有包覆层的球形粉末。
上述方法的成形效率为8件/分钟，制得的滤芯压溃强度为70N/mm2，且滤芯的孔隙度一致性和尺寸稳定性高。

Claims (6)

1.一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将球形粉末放入混料机内，使球形粉末达到设定温度后加热搅拌0.5-1h；
(2)向混料机内加入脂类包覆剂，保温搅拌2-3h；
(3)向混料机内加入有机溶液分散剂，保温搅拌1-2h；
(4)打开混料机排气孔，保温搅拌1-2h，待分散剂完全挥发后停止混料；
(5)将结块球形粉末混合料破碎筛分，得到具有包覆层的球形粉末。
2.根据权利要求1所述的一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，其特征在于，所述球形粉末是铜基、不锈钢基、镍基、铝基、钛基粉末，粉末粒径为20μm-1000μm。
3.根据权利要求1所述的一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，其特征在于，所述步骤(1)中的混料机是内部带有搅拌装置、并能实现水浴或油浴加热的混料装置，且该混料机的设定温度为50-100℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入的脂类包覆剂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、橡胶，加入的比例为球形粉末重量的0.1-1.5％。
5.根据权利要求4所述的一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，其特征在于，所述加入的酯类包覆剂为粉末状，颗粒粒径小于200μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于球形粉末自动压制成形的表面包覆方法，其特征在于，所述步骤(3)中加入的有机溶剂包括乙酸乙酯、丙酮、乙醇或甲醇，加入的比例为球形粉末重量的1-5％。
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