CN111331129A - 一种低松装密度CuSn10粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于包括以下内容：选用水雾化法制备的纯铜粉，水雾化纯铜粉的粒度为‑200目；选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为‑200目，其中锡含量为＞10‑30％；选用上述纯铜粉及铜锡合金粉按比例混合，铜和铜锡合金粉的比例根据铜锡合金粉的含锡量差异在＞0‑2.0倍之间选择；将混合好的粉末投入到还原炉内，在还原温度为400‑700℃下进行烧结；对烧结好的粉体进行破碎、筛分，调整粒度分布后即为成品粉。成型产品性能稳定，具有良好的压缩性和流动性，零件压制生坯强度高，粉末具有烧结后收缩率稳定，组织细致均匀。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术，尤其是一种低松装密度CuSn10粉的制备方法。
背景技术
铜锡合金粉末主要应用于含油轴承、金刚石刀具等行业，其中CuSn10粉末以压制烧结性能较佳作为含油轴承的基础原材料。目前有几种制备CuSn10粉方法，一是将铜粉和锡粉以90:10比例机械混合，二是通过扩散合金化将铜粉和锡粉部分合金化，第三种办法是用预合金水雾化法制备铜锡粉。上述几种方法虽然不同程度的解决了粉末的松比高的问题，但是在孔隙率上仍有较大差距，具体体现在粉末成分不均匀，烧结尺寸变化率不易控制等方面。为解决上述问题，在公开技术中，发明专利ZL03137901.X，一种混合铜锡10粉及其生产方法，由铜粉、锡粉、预合金法生产的铜锡10预合金粉及添加剂混合而成，铜粉和锡粉的比例为9:1，由于铜粉、锡粉混合物中加入预合金粉，改变了原单纯铜粉和锡粉混合物的物性，这也是采用第一种以铜粉和锡粉机械混合的方式制备的产品，试图将混合粉的压缩性好和预合金粉的成分均匀等优点结合起来，虽然整体相对单独预合金或者混合粉有提高，但是其压缩性提高有限，而同时也受到混分粉成分偏析的影响，其流速和松比性能不理想。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，所制产品具有良好的压缩性、流动性，零件压制生坯强度高等特点。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于包括以下内容：
(1)选用水雾化法制备的纯铜粉，水雾化纯铜粉的粒度为-200目。
(2)选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为-200目，其中锡含量为＞10-30％。
(3)选用上述纯铜粉及铜锡合金粉按比例混合，铜和铜锡合金粉的比例根据铜锡合金粉的含锡量差异在＞0-2.0倍之间选择。
(4)将混合好的粉末投入到还原炉内，进行烧结：还原温度为400-700℃。
(5)对烧结好的粉体进行破碎、筛分，调整粒度分布后即为成品粉。
前述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，作为优选，所述调整粒度分布为：+80目：≤5.0；150-80目≤20.0；325-150目：余量；-325目≤40.0；流速＜30s/50g；松装密度≤2.8g/cm3。
前述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，作为优选，在混粉过程中加入0.2％的粘接剂。
前述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，作为优选，选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为-200目，其中锡含量为15％。
前述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，作为优选，纯铜粉:铜锡粉按1:2混合均匀。
前述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，作为优选，烧结还原温度为600℃。
前述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，作为优选，所述粘接剂按质量分数比各成份是：热塑性丁苯橡胶0.03％，醋酸乙酯3％，酒精96.7％。
前述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，作为优选，所述铜和铜锡合金粉的比例根据铜锡合金粉的含锡量差异在＞0-2.0倍之间选择，即Sn含量在铜锡合金粉中的比例为＞10-30％时：当Sn含量为15％时，添加1/2倍铜锡合金粉的纯铜粉，当Sn含量为20％时，添加铜锡合金粉相同重量的纯铜粉，当Sn含量为30％时，添加2倍铜锡合金粉的纯铜粉。
与现有技术相比，本技术方案采用了一种全新的混粉配方，结合扩散制备工艺，将水雾化法制备的纯铜粉和铜锡合金粉，通过扩散粘接工艺，制备出低松装密度的CuSn10粉，成型产品性能稳定，不仅具有良好的压缩性，且流动性好，零件压制生坯强度高，此外，粉末具有烧结后收缩率稳定，组织细致均匀的特点。
附图说明
图1所示为纯铜粉和铜锡合金粉混合后的分布截面图。
图2所示为烧结造粒后，成品粉中大于+80目颗粒形貌。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一：一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，主要包括以下内容：
(1)选用水雾化法制备的纯铜粉，水雾化纯铜粉的粒度为-200目。
(2)选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为-200目，其中锡含量为20％。
(3)选用上述纯铜粉及铜锡合金粉按1:1比例进行混合，为防止偏析，在混粉过程中加入0.2％的粘接剂，粘接剂按质量分数比各成份是：热塑性丁苯橡胶0.03％，醋酸乙酯3％，酒精96.7％。
(4)将混合好的粉末投入到还原炉内，在还原温度为500℃下进行烧结造粒。
(5)对烧结好的粉体进行破碎、筛分，调整粒度分布后即为成品粉。调整粒度分布为：+80目：＝4.3；150-80目＝15.7；325-150目：余量；-325目≤38.6；流速＜27.8s/50g；松装密度≤2.67g/cm3。
实施例二：一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，主要包括以下内容：
(1)选用水雾化法制备的纯铜粉，水雾化纯铜粉的粒度为-200目。
(2)选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为-200目，其中锡含量为30％。
(3)选用上述纯铜粉及铜锡合金粉按2:1比例进行混合，为防止偏析，在混粉过程中加入0.2％的粘接剂，粘接剂按质量分数比各成份是：热塑性丁苯橡胶0.03％，醋酸乙酯3％，酒精96.7％。
(4)将混合好的粉末投入到还原炉内，进行烧结造粒：还原温度为700℃。
(5)对烧结好的粉体进行破碎、筛分，调整粒度分布后即为成品粉。调整粒度分布为：+80目：≤4.9；150-80目≤13.7；325-150目：余量；-325目≤39.7；流速＜27.8s/50g；松装密度≤2.79g/cm3。
实施例三：一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，主要包括以下内容：
(1)选用水雾化法制备的纯铜粉，水雾化纯铜粉的粒度为-200目。
(2)选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为-200目，其中锡含量为15％。
(3)选用上述纯铜粉及铜锡合金粉按1:2比例进行均匀混合，为防止偏析，，在混粉过程中加入0.2％的粘接剂，粘接剂按质量分数比各成份是：热塑性丁苯橡胶0.03％，醋酸乙酯3％，酒精96.7％。
(4)将混合好的粉末投入到还原炉内，进行烧结造粒：还原温度为600℃。
(5)对烧结好的粉体进行破碎、筛分，调整粒度分布后即为成品粉CuSn10。背散射照片如图1所示，成品粉中大于+80目颗粒形貌如图2所示，调整粒度分布为：+80目＝4.6；150-80目＝14.6；+325-150目：余量；-325目＝38.7。流速＝28.9s/50g；松装密度＝2.54g/cm3。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的配方、方法等均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于包括以下内容：
(1)选用水雾化法制备的纯铜粉，水雾化纯铜粉的粒度为-200目；
(2)选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为-200目，其中锡含量为＞10-30％；
(3)选用上述纯铜粉及铜锡合金粉按比例混合，铜和铜锡合金粉的比例根据铜锡合金粉的含锡量差异在＞0-2.0倍之间选择；
(4)将混合好的粉末投入到还原炉内，进行烧结：还原温度为400-700℃；
(5)对烧结好的粉体进行破碎、筛分，调整粒度分布后即为成品粉。
2.根据权利要求1所述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于：所述调整粒度分布为：+80目：≤5.0；150-80目≤20.0；325-150目：余量；-325目≤40.0；流速＜30s/50g；松装密度≤2.8g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于：在混粉过程中加入0.2％的粘接剂。
4.根据权利要求1所述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于：选用水雾化法制备的铜锡合金粉，粒度为-200目，其中锡含量为15％。
5.根据权利要求4所述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于：纯铜粉:铜锡粉按1:2混合均匀。
6.根据权利要求4所述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于：烧结还原温度为600℃。
7.根据权利要求3所述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于：所述粘接剂按质量分数比各成份是：热塑性丁苯橡胶0.03％，醋酸乙酯3％，酒精96.7％。
8.根据权利要求1所述的一种低松装密度CuSn10粉的制备方法，其特征在于：所述铜和铜锡合金粉的比例根据铜锡合金粉的含锡量差异在＞0-2.0倍之间选择，即Sn含量在铜锡合金粉中的比例为＞10-30％时：当Sn含量为15％时，添加1/2倍铜锡合金粉的纯铜粉，当Sn含量为20％时，添加铜锡合金粉相同重量的纯铜粉，当Sn含量为30％时，添加2倍铜锡合金粉的纯铜粉。
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