CN1358593A - 一种降低雾化铜粉松装密度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低用雾化法生产的铜粉的松装密度的方法。本发明是将经雾化生产的铜粉在常温下直接用搅拌磨或高效球磨机等高效破碎装置中进行研磨,使雾化铜粉在高效破碎装置中的碾压作用下发生形变,从而将球状或类球状的铜粉末颗粒改变成片状或鳞片状,通过改变铜粉末的形态来降低粉末的松装密度。本发明在进行铜粉末变形后,可以再进行部分氧化或完全氧化,还原,或者在添加活化剂条件下进行退火,或还原,或者再继续进行形变加工。
Description
本发明涉及一种降低用雾化法生产的铜粉的松装密度的方法。
金属粉末对粉末冶金工业而言有两个主要的指标：粉末的粒度和粉末的松装密度。虽然两者间具有某种关系，但两者的意义是完全不同的。前者是指粉末颗粒的大小，而后者与粉末颗粒的形态有关。在粉末冶金工业中金属粉末的松装密度关系到金属粉末的加工性和应用范围，因此在市场上它是金属粉末供应的一个重要指标。一般来讲，金属粉末的制造方法与金属粉末颗粒的形态有直接关系。而用雾化法生产的金属粉末多呈现球形或类球形，其松装密度较大，加工性也较差。虽然通过改变雾化工艺可以对其生产的粉末形态进行一定的控制，但这种调整范围很窄，远不能满足用户的需要。正因如此，对用雾化法生产铜粉的厂家需要解决如何可以降低雾化铜粉的松装密度的问题。
根据现有技术的披露，现有技术中有如下两种降低雾化法生产的铜粉的松装密度的方法：第一种方法是经典的方法，即对雾化铜粉先进行氧化或不完全氧化，然后再进行还原处理，使粉末表面先生成氧化亚铜和氧化铜，然后在还原工艺中使金属表面生成孔隙成为海棉状，从而降低粉末的松装密度，与这种办法所伴随的还有对铜粉进行氧化后再进行机械粉碎的工艺，但这种方法主要是利用机械研磨作用，破坏在氧化和还原工艺中产生的粉末颗粒的粘结。关于这一种方法可参见由美国金属学会编撰的金属手册中文第九版第七卷《粉末冶金》150页；另一种方法是由中国发明专利96180085公开的“树枝状金属颗粒的形成方法”，该专利是先将非树枝状金属颗粒进行加热，以形成轻度烧结，再将已轻度烧结的原料破碎，形成树枝状颗粒，而该专利的原料破碎是通过刷涂过筛实现，也就是用将发生轻度烧结的原料置于筛子上，再用刷子在筛上刷动使粉末颗粒从筛上落下，而这些落下的颗粒即是已成为树枝状的粉末。
用现有技术降低金属粉末的松装密度都是通过加热实现，因此其能耗相对较高。另一方面采用氧化还原工艺对雾化铜粉松装密度的降低贡献不大，效果极不明显，而且其工艺中的氧化工艺较难控制，基本上不能解决降低铜粉的松装密度问题。而采用96180085专利处理铜粉是不适当的，同时这一专利方法在处理金属粉末时其成品收率极低，很可能不具有工业价值。
本发明是提供一种能有效地降低雾化铜粉的松装密度，同时其能耗又较低，收率较高的方法。
本发明是将经雾化生产的铜粉在常温下直接用搅拌磨或高效球磨机等高效破碎装置中进行研磨，使雾化铜粉在高效破碎装置中的碾压作用下发生形变，从而将球状或类球状的铜粉末颗粒改变成片状或鳞片状，通过改变铜粉末的形态来降低粉末的松装密度。
本发明在进行铜粉末变形后，可以将所得的鳞片状铜粉在200～800℃条件下进行部分氧化或完全氧化，再对其进行还原。这样可以使金属粉末的松装密度进一步减小；
或者，本发明也可以是在进行铜粉末变形后，再将所得到的鳞片状铜粉在200～800℃进行还原(还原由于变形所产生的部分氧化)，以进一步减小减小其松装密度；
或者，本发明也可以是在进行铜粉末变形后，再在200～800℃条件下对铜粉进行部分或完全氧化，再在添加有硝酸铵、氯化铵、碳酸铵、草酸铵或乙醇等活化剂条件下进行还原；
或者，也可以是在进行铜粉末变形后，将所得的鳞片状铜粉在保护气氛下或真空条件下在200～500℃进行退火，以去除经形变所产生的加工硬化和内应力；
或者，也可以是在进行铜粉末变形后，将所得的鳞片状铜粉在添加有硝酸铵、氯化铵、碳酸铵、草酸铵或乙醇等活化剂条件下在200～500℃进行退火；
或者，再将经以上任一种方法处理的铜粉末，再置入搅拌磨或高效球磨机等高效破碎装置中进行进一步研磨，以进一步粉碎铜粉末，并在同时进一步降低其松装密度。
本发明基于这样一个原理和事实，铜粉的松装密度与粉末颗粒形态有较大的关系，如果能将球状或类球状的铜粉颗粒进行变形，使其成为其它非球形或片状或鳞片状，即可降低铜粉的松装密度。
采用本方法一方面可以解决现有技术中用雾化法生产的铜粉松装密度高的不足，并可以用这一方法对雾化法生产的铜粉的松装密度进行较大范围的调整，以适应铜粉使用企业的要求。另一方面，采用本发明的方法时，由于用本发明的方法处理铜粉时，除了碾压作用外还同时伴有粉末粉碎的作用，这可以使粉末颗粒的表面积增大，活性增强，更容易氧化，同时还会强化在后续工艺中的氧化的作用，并可以使后续工艺的氧化深度变得更容易。第三，除此外本发明的方法还具有效率高，处理所需能耗较低的优点。
以下提供几种实施例
实施例1
将松装密度为3.90(克/厘米3)的雾化铜粉10公斤放入100升的搅拌磨中，在常温中进行研磨、破碎，处理约50分钟后取出进行测定，其松装密度为1.60(克/厘米3)。
实施例2
将松装密度为3.90(克/厘米3)的雾化铜粉10公斤放入100升的搅拌磨中，并按现有技术在搅拌磨中加入常用的任一种分散剂，如油酸或硬脂酸或硬脂酸锌或硬脂酸钠等，再进行研磨、破碎，处理约50分钟后取出进行测定，其松装密度为小于1.60(克/厘米3)。
按本实施例相同的方法处理，如果延长处理时间，其松装密度可进一步降低。
实施例3
在经实施例1处理所得松装密度为1.6(克/厘米3)的铜粉中加入任一种活化剂(有时在本领域也将其称为爆炸剂)，如硝酸铵、氯化铵、碳酸铵、草酸铵或乙醇等，再在400℃进行还原处理1小时后，所测粉末的松装密度为1.38(克/厘米3)。
实施例4
将经实施例1处理所得松装密度为1.38(克/厘米3)的铜粉经部分氧化和还原后，所测得粉末松装密度为1.20(克/厘米3)。
实施例5
将雾化铜粉的筛上粉，其粒度为+200微米，松装密度为3.60(克/厘米3)，10公斤放入100毫升的搅拌磨中，同时按现有技术加入任一种常用的分散剂进行研磨50分钟，将粉末取出后在600℃处理还原1小时，测定结果为：松装密度1.68(克/厘米3)，粒度-75微米。
实施例6
将雾化6-6-3青铜粉的筛上粉，其粒度为+200微米，松装密度为2.6(克/厘米3)，10公斤放入100升的搅拌磨中，研磨120分钟后取出，测定得：松装密度为1.4(克/厘米3)，粒度为-75微米。而通过雾化得到的-75微米的6-6-3青铜粉松装密度为3.4(克/厘米3)。
将以上各实施例所得铜粉在光学显微镜下或扫描电子显微镜下观察可见，粉末颗粒的形态为片状。
显然用以上方法降低铜粉的松装密度后可以通过将不同松装密度的粉末互相掺和的方法改变其松装密度，以适应使用者的不同需要。
Claims (7)
1、一种降低雾化铜粉松装密度的方法，将雾化铜粉常温下在搅拌磨或高效球磨机等高效破碎装置中进行研磨，使雾化铜粉的形状改变成鳞片状。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征是将经权利要求1处理所得的鳞片状铜粉再进行部分或完全氧化，再对其进行还原。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征是将经权利要求1处理所得的鳞片状铜粉进行还原处理。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征是将经权利要求1处理所得的鳞片状铜粉进行部分或完全氧化，并在加有活化剂条件下进行还原处理。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征是将经权利要求1处理所得的鳞片状铜粉在保护气氛下或真空条件下进行退火。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征是将经权利要求1处理所得的鳞片状铜粉在添加有活化剂条件下进行退火。
7、根据权利要求2至6所述的任一方法，其特征是将铜粉在搅拌磨或高效球磨机等高效破碎装置中再进行研磨。
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