[發明專利]低含氧量的片狀超細金屬粉末及其制備方法、生產設備與應用

有效

• 申請號: 201910682704.4
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110315067B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 蔣劍秋;劉俊
• 申請（專利權）人: 廣東鑫鎂超硬材料有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

低含氧量的片狀超細金屬粉末及其應用，其中該生產裝置包括球磨容器，攪拌裝置，冷卻裝置，所述攪拌裝置包括攪拌軸，攪拌軸下端設有與球磨容器大小匹配的攪拌棍，與在攪拌軸上端相連的減速器和電機，所述攪拌裝置可通過與其相連的升降機構進行上下升降來對攪拌軸的高度進行調節；所述球磨容器的底部和上側壁均設置有至少一處開孔，所述開孔分別與下料管道、回料管道相連；所述下料管道與回料管道間設有用于輸送漿料的輸送裝置，使所述漿料通過下料管道輸送至回料管道，所述輸送裝置與回料管道間設有排料管道，通過排料閥對所述排料管道進行控制。

技術領域

本發明涉及金屬加工技術領域，具體涉及一種低含氧量的片狀超細金屬粉末及其制備方法、生產裝置與應用。

背景技術

粉末冶金是取用金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作為原料，經過成形和燒結，制取金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工業技術。而金屬粉末注射成型是目前發展迅速的一項成型技術，具有能夠形成任意復雜形狀的小型零部件且制品各部位密度均勻性好的優勢。

由于粉末冶金對金屬粉末的細度有嚴格的要求，還要保證金屬粉末不被氧化，所以絕大部分金屬粉末都是采用濕磨的方式磨制而成的，且濕磨的介質大多為酒精。由于金屬粉末的細度很高，且不同的金屬理化性質也不同，例如鈦金屬粉末，雖然不會被酒精氧化，但其長期與酒精接觸會被氫化。所以為了防止這些金屬粉末被氧化或氫化，球磨后會對金屬粉末立即進行干燥，但是對于一些金屬來說，加熱干燥反而會加劇其氧化、氫化的過程。

另外，還有一種利用等離子體得到由微細顆粒形成的金屬粉末的方法中，由于其設備成本極高，所得到的金屬粉末也非常昂貴，工業上的實際應用很困難。并且在利用等離子體的方法中，難以得到氧含量低的金屬粉末。一般而言，使用Ar氣體作為等離子體源的非活性氣體，但是通常，由于Ar氣體中不可避免地存在約100ppm的氧，所以無法避免氧進入到所得的金屬粉末中。

此外，對于3D打印、熱等靜壓、金屬注射成型用金屬粉末，其含氧量的高低對產品性能有著直接關系，其含氧量越低，成型效果越好。例如銅粉以其優異的物理性能、化學純度高、成型性好、導電性能好等優點，廣泛應用于粉末冶金、含油軸承、金剛石工具、電碳制品、電工合金、摩擦材料、金屬涂料與電子漿料等產品。由于微細銅粉比表面積大，化學性質活潑，在空氣中易發生氧化，導致材料顏色變暗，裝飾性變差。而銅粉表面被氧化后，使得導電材料很難在長時間使用過程中保持良好的性能。在其作為合金組分時，銅粉氧化后將導致其抗拉強度和柔韌性會出現大幅下降。

因此，現有技術的一般處理方法是在銅粉中加入防氧化劑，約每噸銅粉加防氧化劑180g～220g，以銅粉每天產量在20噸(年產7000噸，屬于行業中下游水平)為計算依據，每天需加防氧化劑～5kg，每年需要加入防氧化劑～1.825噸。由于防氧化劑比較輕、體積大，需破碎待用。以往添加防氧化劑采用的是人工操作，工人勞動強度大，加量不均勻，嚴重影響了銅粉質量。并且，防氧化劑的加入也增大了企業的生產成本。

另外，中國專利CN106964433A公開了一種防氧化球磨機，以期獲得含氧量較低的超細金屬粉末。包括機架和筒體，筒體中放置有若干研磨球，機架上轉動安裝有轉軸，轉軸上固定安裝有所述的筒體，筒體上設有進出料的物料門，機架的頂部設有支架，支架的頂部固定安裝有橫桿，橫桿上活動安裝有入料斗，橫桿上固定安裝有慣性錘，入料斗底部設有與物料門相配合的出料門，入料斗的內壁開有多組環繞在入料斗內壁的斜槽；斜槽開口傾斜向上，斜槽中裝有氮化鈉粉末。

該防氧化球磨機裝置通過在斜槽中混入防氧化的氮化鈉粉末，利用氮化鈉粉末撞擊后產生的氮氣來進行防氧化，但是，如果氮化鈉粉末混進了金屬粉末中，在后續燒結過程中，氮化鈉粉末難以去除，導致金屬材料質量嚴重下降。