[發明專利]一種電解銅粉的生產方法

在審

• 申請號: 202210089240.8
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN116411316A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 陳林;胡光明;張玉波;李逍遙;方蔓俐;文攀
• 申請（專利權）人: 重慶有研重冶新材料有限公司
• 主分類號: C25C5/02
• 分類號: C25C5/02;C25C7/06;C25C7/02
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 張建

一種電解銅粉的生產方法，包括電解、刮粉、過濾洗滌、干燥還原和破碎篩分步驟，其特征在于，電解步驟中的硫酸銅溶液濃度為125?140g/L，硫酸銅溶液溫度為45?60℃，電解槽中的電流密度為1000?1800A/㎡，電解時間為15?70min。有益效果：本發明制得的銅粉純松裝密度在1.2?2.0g/cm3內，氧含量＜500ppm，鉛含量＜50ppm，適用于高速列車剎車片；在顯微鏡下可以觀察到，本發明制得的電解銅粉樹枝狀發達，從而能夠增加電解銅粉的導熱性和耐磨度，使用壽命長；本發明制取電解銅粉的單槽電壓低于1.77V，能耗低于2100kw?h/t，減少了排放，從而有效降低了生產成本，符合綠色節能的國家戰略需求，具有良好的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，特別適用于高速列車剎車片用電解銅粉的生產方法。

背景技術

高速列車剎車片的摩擦材料主要有鐵基粉末冶金剎車片和銅基粉末冶金剎車片，鐵基剎車片具有較高的耐熱性、強度、硬度和抗氧化性，但它與鑄鐵或鋼制動盤具有親和性，容易產生粘著，低速時摩擦系數波動大，摩擦表面損傷較嚴重，用作高速列車閘片時受到較大限制。銅基剎車片具有粉末冶金剎車片優良的性能和優異的制動效果，使用時速已提高到350KM或更高，且能夠保持穩定的摩擦系數。相較于鐵基剎車片，銅基剎車片具有更好的綜合性能，而銅基剎車片性能的優良程度，主要取決于電解銅粉的品質。

電解銅粉的制取工藝流程為：電解→刮粉→收集銅粉→過濾洗滌→防氧化處理→干燥還原→篩分，然后進行包裝后得到產品。多數廠家利用電解法生產銅粉時，通常采用高電流密度工藝，得到的銅粉產品雜質高，純度低。因此，在部分關鍵性性能指標上難以滿足高速列車剎車片專用高品質電解銅粉的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種電解銅粉的生產方法，解決現有銅粉產品雜質高，純度低，難以滿足高速列車剎車片專用高品質電解銅粉需求的問題。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種電解銅粉的生產方法，包括電解、刮粉、過濾洗滌、干燥還原和破碎篩分步驟，其特征在于，電解步驟中的硫酸銅溶液濃度為125-140g/L，硫酸銅溶液溫度為45-60℃，電解槽中電流密度為1000-1800A/㎡，電解時間為10-70min。

優選地，電流密度為1000-1500A/㎡，降低了生產成本。

優選地，電解時間為15-60min，降低了生產成本。

更優選地，電解步驟中的硫酸銅溶液濃度為130g/L，硫酸銅溶液溫度為45℃，電解槽中的電流密度為1500A/㎡，電解時間為60min。

進一步地，電解時采用高純陰極銅作陽極。現有技術中常采用普通鑄造銅作為電解陽極材料，易引入耐火泥、石墨微粉等污染，高純陰極銅可以有效避免電解銅熔化、澆鑄過程中外來雜質的污染，得到純度更高的電解銅粉。進一步地，刮粉周期控制在1h/次。

進一步地，過濾洗滌步驟采用洗粉機和拉帶式離心機對電解銅粉進行過濾、洗粉、皂化和脫水。

為了減少銅粉流失，采用工業軟管泵將電解銅粉輸送到洗粉機中。

為了使銅粉抗氧化期更長，干燥還原步驟：電解銅粉進入鋼帶爐，在500-650℃的氫氮混合氣體下烘干還原。

為了減少粉塵對人體及環境的危害，破碎篩分步驟：從鋼帶爐出料的電解銅粉通過密閉篩分系統即通過斗式提升機、螺旋輸送器、振篩機、臥式混粉機的聯動工序實現電解銅粉進料、提升、破碎、篩分、混粉的聯動和自動運行。

與現有技術相比，本發明具有如下技術效果：