[發(fā)明專利]一種含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610254013.0
• 申請日: 2016-04-23
• 公開（公告）號: CN105861862B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李暉云
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市精研粉體科技有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/10;B22F9/08
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

彌散強化是通過在金屬基體中引入穩(wěn)定、均勻、細小的氧化物質(zhì)點，釘扎位錯、晶界、亞晶界，阻礙位錯的移動，從而強化材料的方法。彌散強化銅由于在銅基體中彌散分布著細小均勻的氧化物質(zhì)點，其強度較高，軟化溫度高；同時細小彌散分布的氧化物質(zhì)點又不會對銅合金本身的導電導熱性造成不良影響，使得彌散強化銅在提高強度的同時還能保持自身優(yōu)異的導電導熱性。因此，彌散強化銅是綜合導電性、導熱性、室溫和高溫強度、硬度和耐磨性、抗熔焊性能最高的銅合金。目前，彌散強化銅已經(jīng)在汽車、電池、電子封裝、微波器件等工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。彌散強化銅是制備電阻焊電極、縫焊滾輪、電器工程開關(guān)觸橋、發(fā)電機集電環(huán)、電樞、轉(zhuǎn)子、連鑄機結(jié)晶器內(nèi)襯、集成電路引線框架、電車及電力火車架空導線等的優(yōu)良材料。

現(xiàn)有技術(shù)中，彌散強化銅粉的制備方法包括機械混合法、共沉淀法和機械合金化法、內(nèi)氧化法等，采用這些方法制備得到的彌散強化銅粉的彌散相分布不夠均勻，而且操作較為復雜。

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法，其通過常規(guī)的熔煉霧化操作，可以制得彌散相分布均勻的彌散強化銅粉，而且整個方法簡單易行，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法，其通過常規(guī)的熔煉霧化操作，可以制得彌散相分布均勻的彌散強化銅粉，而且整個方法簡單易行，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用如下技術(shù)方案：

含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

第一步，將納米相微粉置于無水乙醇中進行超聲分散，納米相微粉比表面積大，容易團聚，分散不易，須采用超聲分散，通過超聲波在液體中的空化作用，對納米相微粉進行有效的分散。具體而言，當超聲振動傳遞到液體中時，由于聲強很大，會在液體中激發(fā)很強的空化效應(yīng)，從而在液體中產(chǎn)生大量的空化氣泡，隨著這些空化氣泡的產(chǎn)生和爆破，將產(chǎn)生微射流，從而將液體中大的固體顆粒擊碎，待納米相微粉在乙醇中充分分散成為膠體后，將微米級電解銅粉逐步加入到乙醇中并充分攪拌，表面形狀不規(guī)則，比表面積較大的電解銅粉顆粒表面很容易吸附納米相顆粒；

第二步，待吸附完成后，將以上固液混合物置于真空干燥箱中，待乙醇完全揮發(fā)后即可獲得吸附有納米相的干燥銅粉；真空干燥可以減少銅粉與空氣的接觸機會，避免銅粉發(fā)生氧化或被雜質(zhì)污染。

第三步，將第二步得到的干燥銅粉壓制成直徑為50mm~100mm的餅料，這種規(guī)格的餅料不僅便于投放，而且便于納米相在銅或銅合金熔液中進行擴散、移動。熔煉時，待一爐銅或銅合金原料熔化完畢，并保溫10-20分鐘后，將餅料壓入到銅或銅合金熔液中并不斷攪動銅熔液。餅料在熔化的過程中，銅粉表面所吸附的納米相微粒將逐漸分散到銅或銅合金熔液中；

第四步，將第三步得到的分散有納米相微粒的銅或銅合金熔液導入漏斗用常規(guī)氣體霧化法制成銅粉，得到球形的含納米彌散相的銅粉。氣體霧化法采用高壓氣體作為霧化介質(zhì)，利用高壓氣體流來破碎連續(xù)的熔融金屬細流使其碎化成粉末。該方法可獲得直徑在10μm-100μm范圍內(nèi)的球形金屬粉末，

作為本發(fā)明含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法的一種改進，第一步中，所述納米相微粉為采用氣相法制備的微粉，且所述納米相微粉的粒徑為10nm~70nm，這種粒徑的納米相微粉粒徑小，吸附能力強，其在無水乙醇中的添加比例為1wt%~5wt %。氣相法制備的微粉的顆粒均勻度好、純度高、粒度小、分散性較好，便于分散到銅熔液中。

作為本發(fā)明含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法的一種改進，第一步中，所用銅粉為粒徑為200目~400目的電解銅粉，銅粉在無水乙醇中的添加比例為30wt%~70wt%。電解銅粉微觀結(jié)構(gòu)為樹枝狀，比表面積較大，容易吸附分散在乙醇中的納米粒子。

作為本發(fā)明含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法的一種改進，第二步中干燥的溫度為40℃~60℃，由于是真空干燥，干燥室內(nèi)的氣壓很低，在較低溫度條件下乙醇就可達到沸騰狀態(tài)，從而實現(xiàn)了銅粉的迅速干燥。

作為本發(fā)明含有納米尺寸彌散強化相的球形銅粉的生產(chǎn)方法的一種改進，第三步中餅料是通過150噸油壓機壓制而成的。