[發明專利]一種氧化還原高強度銅粉的制造方法

無效

• 申請號: 00113442.6
• 申請日: 2000-05-19
• 公開（公告）號: CN1324703A
• 公開（公告）日: 2001-12-05
• 發明（設計）人: 李春雨;朱慧聰;張一清;周夏華;吳明夏;楊坤明
• 申請（專利權）人: 湖南正虹飼料股份有限公司
• 主分類號: B22F9/00
• 分類號: B22F9/00
• 代理公司: 岳陽市專利事務所
• 代理人: 彭乃恩,陳慶元

本發明涉及粉末冶金行業中的金屬粉末，特別指氧化還原高強度銅粉及其制造方法。

在現有粉末冶金工業中，銅粉是一種應用廣泛的粉末，依其生產原理可分為電解銅粉、霧化銅粉、氧化還原高強度銅粉及濕法冶金銅粉等四大類。

電解銅粉采用硫酸銅為電解液，通過調節電流密度從陰極獲得銅粉，其優點為松裝密度低，一般為1.0～2.4克/立方厘米，生坯強度高，一般為20兆帕左右，因此廣泛應用于含油軸承、電碳制品、摩擦材料、電工材料等行業。其缺點為A．生產工藝采用硫酸溶液，對周邊生態環境造成嚴重污染，西方發達國家正逐步減少電解銅粉的生產，美國已于九四年禁止電解銅粉的生產；B．流動性差，與其它粉末混合對成份偏析大，產品性能均勻性差，而且無法實現自動壓制；C．銅粉表面殘酸難以清除，容易氧化；D．松裝密度及粒度組成波動大，性能很難穩定。

霧化銅粉生產過程中無酸、堿污染，流動性好，但應用范圍很窄，因為存在如下缺點：A．松裝密度大，成型性差，一般松裝密度為3.5～4.5克/立方厘米，正常情況下只能在部分冶金產品中作小比例添加，電碳制品、銅基摩擦材料、電工材料等產品中均不能使用；B．生坯強度一般小于3兆帕。

濕法冶金銅粉應用范圍更小，因為：A．顆粒太小，表面殘余化學藥劑很難清除干凈，極易氧化；B．壓縮性差；C．化工原料消耗量大，生產成本高，故濕法冶金的原料主要為低品位銅礦，成品銅粉雜質含量且不穩定。

氧化還原高強度銅粉具有良好的綜合性能，但是能生產氧化還原高強銅粉的國家僅美歐等數個國家的數個企業，而且價格遠高于電解銅粉。我國以重慶治煉廠為代表的粉末生產企業從九十年代初開始與美國OMG公司等國外企業洽談高強銅粉技術合作項目，至今未果，以中南大學粉治所為代表的研究院所從八十年代開始研究氧化還原高強度銅粉，僅中南大學黃伯云院士于實驗室試制出松裝密度2.68克/立方厘米氧化還原高強度銅粉十公斤，因生產時間長，成本高，性能未達到設計要求而未能推廣應用。

本發明的目的是提供一種達到世界先進水平而且設備投資小，制造成本低，生產周期短的一種氧化還原高強度銅粉的生產制造方法。

為了達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案：A．將電解銅霧化為霧化銅粉；B．將霧化銅粉在高于500℃的氧化氣氛(空氣或其它氧化氣氛)下燒結成塊；C．將上述燒結塊(主要成份為氧化亞銅、氧化銅及部分未氧化的金屬銅)在高速破碎機中破碎至適當粒度，并實現金屬銅與銅氧化物的剝離；D．將破碎物進行風力分級，將金屬銅與其氧化物分離；E．將分離后的氧化粉末于250℃以上還原(分解氨或氫氣)為金屬銅粉，此銅粉為海綿狀結構；F．將還原后的銅粉破碎并經風力分解或篩分至客戶要求的粒度；G．將分級后的粉末進行抗氧化處理并合批包裝。

本發明具有以下優點：

1、松裝密度可以在1.0～3.0之間任意調節并穩定控制；

2、與電解銅粉比具有良好的流動性，松裝密度≥2.3時流速＜50秒/50克，與其它粉末混料時容易均勻，制品性能穩定，易實現自動化壓制，提高設備生產能力；

3、生坯強度高達12～18兆帕，產品具有良好的壓制性能；

4、應用范圍廣，可涵蓋電解銅粉與霧化銅粉的絕大部分領域。

本發明的實施例：

1、將電解銅霧化為霧化銅粉：本方案采用水霧化或氣霧化方法均可，先將電解銅板剪切至合適的大小板以適應溶煉爐膛尺寸，升溫至1250～1350℃加脫氧劑脫氧，開啟高壓水泵(或高壓氣源)，水壓穩定在30～20兆帕中任意值，將高溫銅液倒入漏包開始霧化，漏孔尺寸為Φ4～Φ10視銅液溫度而定，爐溫高則選擇較小的漏嘴，爐溫低則選擇較大尺寸漏嘴，水壓的高低將直接影響霧化銅粉的粒度，細的霧化銅粉氧化較快但透氣性較差，粗的霧化銅粉氧化慢但透氣性好。霧化后通過脫水干燥即獲得一般的水(氣)霧化銅粉。