一种水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法技术

本发明专利技术公开一种水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，涉及金属粉末制备领域。本发明专利技术公开的水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法包括：将铜锡原料熔炼至雾化温度后，捞渣；铜合金液从中间包漏眼流出，经混有氧氮混合气的高压水破碎并冷却后，进入到充有氮气和氧气混合气的雾化桶中，同时保证雾化桶内部的充气量和排气量一致，将获得的铜合金粉离心脱水；然后铜合金粉进行团化还原；破碎、细碎，筛分，即可。本发明专利技术提供的水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，是通过调节铜合金粉的水雾化工艺来控制铜合金粉的形貌，以获得具有不规则形状粉末结构、松装密度低、流动性好、表面粗糙的铜合金粉，并降低了生产能耗，节约了成本。节约了成本。节约了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法


[0001]本专利技术属于金属粉末制备的
，尤其涉及一种水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法。

技术介绍

[0002]铜合金粉和铜粉的强度、导热性、耐磨性、耐腐蚀性优异，在电子通讯、船舶、航空航天、国防等领域得到广泛应用。铜合金粉的制造方法与铜合金粉的颗粒形貌有直接关系。通常在应用过程中铜粉末的形貌越复杂，比表面积越大，松装密度越低，成形性越好，而铜合金粉末的松装密度偏高、成分均匀性和稳定不佳，将严重制约产品性能。
[0003]目前一般雾化法生产的铜合金粉多呈球形不规则状，其松装密度一般为2.9～4.0g/cm3，在应用上受到了限制。采用传统的雾化方法制备是在雾化之后，经过干燥增加氧含量，同时通过还原的方式降低铜合金粉末的松装密度，其相对成本要高；而另一种方法则是通过添加其他的元素来降低松装密度，即主要是以添加镁、钙、锌等金属元素，常用的为镁做添加剂，虽然其制备的松装密度可以达到2.0g/cm3，但同样的由于镁元素的添加，导致合金粉末的纯度不够，其含有杂质元素而对于高端高纯度的产品不能使用。
[0004]中国专利技术专利CN106216659A公开了一种锡青铜合金粉末及其制备方法，该锡青铜合金粉末主要是利用水雾化法制备的氧化铜粉、铜锡合金粉和锌粉置于还原气氛中进行热处理得到的，其松装密度低，流动性好，但是其原料需要分别采用水雾化制备，操作过程繁琐，能耗高，大大提高了成本，且锡铜合金粉中含有锌粉，降低了产品的纯度，影响其使用范围。

技术实现思路

>[0005]本专利技术的目的在于提供一种水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，通过调节铜合金粉的水雾化工艺来控制铜合金粉的形貌，以获得具有不规则形状粉末结构、松装密度低、流动性好、表面粗糙的铜合金粉，并降低了生产能耗，节约了成本。
[0006]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
[0007]S1.将含有铜锡的混合原料加入到1100℃～1300℃熔炼炉中进行熔炼，待铜合金液达到雾化温度后，保持30min，然后捞渣。
[0008]S2.将捞渣后的铜合金液通入水雾化装置中进行雾化，雾化过程中，铜合金液从中间包漏眼流出，然后经混有氮氧混合气的高压破碎并冷却后，进入到充有氮气和氧气混合气的雾化桶中，同时保证雾化桶内部的充气量0.1MPa压力和排气量一致，以使雾化桶内和外部压力平衡或者负压，降低雾化桶内部的水雾温度，进而使铜合金液快速冷却，再将获得的铜合金粉抽至离心机中，进行离心脱水，得到初始铜合金粉。
[0009]S3.将上述初始铜合金粉推进还原炉中，通入还原气体进行团化还原。
[0010]S4.将还原后的铜合金粉进行破碎、细碎，按所需要求进行筛分，经质检后包装入
库。
[0011]进一步的，所述步骤S1中，所述含有铜锡的混合原料是由质量比为9：1的铜原料和锡原料组成。
[0012]进一步的，所述步骤S2中，所述中间包漏眼的漏径为3.0～6.0mm。
[0013]进一步的，所述步骤S2的雾化过程中，保证中间包中的铜合金液高度不高于15cm。由于熔炼炉和中间包的位置差会形成一定的温差，若是中间包中铜液高于15cm，则会由于雾化水的反冲，导致中间包的冷却速度过快，合金液与混合气体接触会吸一部分混合气体，同时合金液体在不能及时补充或者难以补充的时候，造成合金液的冷却，从而产生堵塞漏眼，影响生产。而中间包中铜合金液低于15cm，主要可以根据实际冷却及时的补充合金液使其确保足够的温度，从而正常雾化生产。
[0014]进一步的，所述步骤S2中所述高压水的雾化压力为30公斤～50公斤的水压力，所述高压水的喷雾角度为35
°
～50
°
。
[0015]进一步的，所述步骤S2中所述氮气和氧气混合气是通过混配器调整氮气和氧气以8：2的比例充入雾化桶中。
[0016]进一步的，所述步骤S3中，所述还原炉的温度设置为300℃～700℃，所述初始铜合金粉的推进速度为150s/盘。
[0017]进一步的，所述步骤S4中，所述破碎频率为500～800转/min，所述细碎频率为10～30Hz。破碎、细碎主要根据客户的粉末颗粒大小要求来确定其频率等，频率过高粉末偏细，频率过低粉末偏粗。
[0018]进一步的，所述水雾化装置包括中间包、雾化器和雾化桶，所述中间包的漏眼处设置有导液管；
[0019]所述中间包通过设置于下部的雾化器与雾化桶相连，所述雾化桶的一侧设置有进气口，所述雾化桶的另一侧设置有排风机，所述雾化桶的底端设置有排水口，所述雾化桶的下端设置有抽料口。
[0020]进一步的，所述雾化器上设置有进水口，所述雾化器的喷雾角度为35
°
～50
°
。
[0021]本专利技术取得了以下有益效果：
[0022]1、松比可控制性。本专利技术在水雾化过程中，通过在雾化桶内充入氧气，使其与高温铜合金液滴的接触形成氧化的铜基合金粉末，进一步减少了脱水后的氧化工序，减少了操作步骤，节约了成本；雾化桶内充入氧气和氮气混合物，同时增加风机排气，以快速排除由于水击溃铜合金液滴所形成的水汽，并且控制氧气和氮气的混合进气量以及排气量达到平衡，充入氧气改善雾化铜合金粉有足够的氧气生成氧化铜合金粉，同时排气(降低雾化时雾化桶内部温度，改善雾化铜合金粉原始多样化形状并及时冷却)，由此生产出来的铜合金粉末形状更加复杂多样化，形貌组织丰富，然后经过还原、破碎处理，该工艺制备的铜合金粉松装密度可降低至2.0
‑
3.0g/cm3。
[0023]2、降低了能耗。相对于传统氧化还原工艺，雾化桶内部充氧气和氮气的混合物比干燥氧化的能耗要低(传统的干燥氧化需要3
‑
6小时)，而氧气可以随时制备随时使用，假设雾化桶和干燥氧化设备的功率一样，而从工作的角度来说只有雾化时才会使用氧气，且雾化时间500Kg一般在25分钟左右，干燥氧化500Kg物料根据工序时间需要60
‑
90分钟，因此，本专利技术相对于原先的水雾化工艺节省了干燥步骤，而使用本专利技术的水雾化工艺已可达到铜
合金粉的低松装密度要求，显著降低了能耗，节约了生产成本。
[0024]3、本专利技术采用水雾化方法，通过控制熔炼温度雾化时，雾化水以及雾化桶中充入一定比例的氧气与氮气混合气，同时增加排气口以及排风机、雾化压力、喷雾角度、离心脱水；再次利用还原炉控制温度达到一定的粉体团化效果，经由破碎调节频率，使其达到更好的松装密度、流动性、形状比例(不规则形状)以及良好的粒度分布，同时在团化作用下加大了铜合金粉末不规则形状以及表面的粗糙程度。由此所制备的铜合金粉相对原先的工艺节省了干燥这一步骤，进而降低了生产成本。
附图说明
[0025]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.将含有铜锡的混合原料加入到1100℃～1300℃熔炼炉中进行熔炼，待铜合金液达到雾化温度后，保持30min，然后捞渣；S2.将捞渣后的铜合金液通入水雾化装置中进行雾化，雾化过程中，铜液从中间包(1)漏眼流出，然后经混有氧氮混合气的高压水破碎并冷却后，进入到充有氮气和氧气混合气的雾化桶(3)中，同时保证雾化桶(3)内部的充气量和排气量一致，将获得的铜合金粉抽至离心机中，进行离心脱水，得到初始铜合金粉；S3.将上述初始铜合金粉推进还原炉中，通入还原气体进行团化还原；S4.将还原后的铜合金粉进行破碎、细碎，按所需要求进行筛分，经质检后包装入库。2.根据权利要求1所述的水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述含有铜锡的混合原料是由质量比为9：1的铜原料和锡原料组成。3.根据权利要求1所述的水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述中间包(1)漏眼的漏径为3.0～6.0mm。4.根据权利要求1所述的水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，其特征在于，所述步骤S2的雾化过程中，保证中间包(1)中的铜合金液高度不高于15cm。5.根据权利要求1所述的水雾化制备低松装密度铜合金粉的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述混有氧氮混合气的高压水是通过混配器调整氮气与氧气以2：8的比例和水混合而成的，所述混有氧氮混合气的高压水的雾化压力为30公斤～50...

【专利技术属性】
技术研发人员：李养杰，
申请(专利权)人：湖南先河缘新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：