專利名稱：一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到粉末冶金的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法。
背景技術(shù)：
錫青銅含油軸承具有耐腐蝕能力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率高、工作壽命長等優(yōu)點(diǎn)，它廣泛應(yīng)用于精密電子、高檔家用電器、通訊設(shè)備、汽車和IT等領(lǐng)域，目前微型含油軸承用的銅錫粉末主要為混合粉末、完全合金化粉末和部分合金化粉末。混合法就是直接將銅粉、錫粉按一定質(zhì)量比進(jìn)行配料，然后放入混料機(jī)中進(jìn)行一定時(shí)間的混合，即可得到銅錫混合粉末，這種工藝操作簡單，生產(chǎn)效率高，但由于原料密度、粒度和形狀的差別，雖然已經(jīng)過混粉機(jī)混合均勻，但由于成形過程中移動(dòng)及運(yùn)輸過程中的產(chǎn)生的振動(dòng)，加上粉末加料過程中的振動(dòng)，會(huì)使混合粉末出現(xiàn)局部偏析現(xiàn)象，使得各成分出現(xiàn)分離，并且均勻的混合粉在實(shí)際制造中很困難。所制得的燒結(jié)制品的組成、尺寸、密度和硬度會(huì)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，還會(huì)導(dǎo)致制品的分層、孔洞及氣泡。完全合金化法就是銅粉和錫粉按一定比例配比，經(jīng)過高溫熔化，然后用高壓水或者高壓氣霧化，冷卻后成為粉末。這種工藝簡單，制得的合金化粉末沒有偏析、分離，但顆粒呈現(xiàn)近球形，松裝密度高，粉末壓制性能差，壓坯強(qiáng)度和燒結(jié)強(qiáng)度低，因此會(huì)造成燒結(jié)制品收縮率大，錫粉不易分離流動(dòng)從而形成閉孔。部分合金化法就是用電解銅粉和錫粉按一定比例配比，然后在混料機(jī)中混勻，經(jīng)過高溫?cái)U(kuò)散的方式，控制擴(kuò)散溫度和擴(kuò)散時(shí)間，破碎后通過篩分、合坯制得預(yù)合金粉。此種方法現(xiàn)在應(yīng)用最廣，但是制得的預(yù)合金粉末需要破碎對(duì)粉末性能影響很大，并且制得的預(yù)合金粉末形成銅錫固溶體，所以粉末硬度比混合粉高，增大了壓制過程中的壓力和模具的磨損。因此需要開發(fā)一種機(jī)械錫包銅粉復(fù)合顆粒的生產(chǎn)方法，工藝方法容易控制，又可以保證錫包銅復(fù)合粉末的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)存的三種制備含油軸承用銅錫粉末的缺點(diǎn)，制備出一種錫粉和銅粉實(shí)現(xiàn)機(jī)械成膜包覆的復(fù)合粉末。該復(fù)合粉末包括母顆粒和子顆粒，母顆粒主要是由銅粉組成，子顆粒主要是由小顆粒的錫粉組成，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為
錫包覆銅復(fù)合粉末的制備方法，包括以下步驟
步驟一，備粉，稱量銅粉和錫粉，攪拌均勻形成混合粉未，所述混合粉未中錫粉含重量為8"12%，余量為銅粉；
步驟二，預(yù)處理，把所述步驟一中的混合粉末放入球磨機(jī)中進(jìn)行預(yù)處理，然后在真空干燥箱中干燥4h，干燥溫度為65°C，制備出片狀化的銅錫混合粉；
步驟三，退火，將所述步驟二中的片狀化的銅錫混合粉放入管式爐中，在保護(hù)性氣氛下，溫度為16(T200°C，保溫時(shí)間3(T90min ；
步驟四，整形處理，將所述步驟三處理的銅錫混合粉放入球形化設(shè)備中處理，制備出錫包銅復(fù)合粉末。作為改進(jìn)，所述步驟一中的銅粉可以是電解銅粉或霧化銅粉。作為改進(jìn)，所述步驟一的混合粉末中加入硬脂酸。作為改進(jìn)，所述步驟一中的銅粉粒度較大，錫粉粒度較小。作為改進(jìn)，所述銅粉粒度大小為-100目，所述錫粉粒度為-300目。作為改進(jìn)，所述步驟二中采用行星式球磨機(jī)、滾動(dòng)球磨機(jī)或高能球磨機(jī)。作為改進(jìn)，所述步驟三采用的保護(hù)性氣氛為氨分解氣氛或者氫氣氣氛。作為改進(jìn)，所述步驟四采用球形化裝置HYB，處理轉(zhuǎn)速為300(T4000r/min，處理時(shí)間 10 30min。本發(fā)明的有益效果為
由于銅粉和錫粉質(zhì)軟，延展性比較好，因此先將銅粉和錫粉在高能球磨機(jī)中預(yù)處理，使得銅錫粉末可以形成片狀化黏附。因此高能球磨處理后的混合粉末銅錫粉粘附均勻，并且銅錫粉延展性比較好，所以銅錫粉界面機(jī)械結(jié)合力比較高。然后經(jīng)過退火處理消除預(yù)混合粉末加工硬化，便于在球形化過程中錫粉在銅粉表面成膜；在球形化設(shè)備處理中，經(jīng)過退火的錫粉在高速氣流強(qiáng)沖擊力作用下，使得錫粉在銅粉表面形成一層包覆層，同時(shí)也有部分錫粉隨著球形化處理進(jìn)入銅粉內(nèi)部。本發(fā)明的錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，可以實(shí)現(xiàn)錫對(duì)銅粉的均勻包覆，并且粉末粒徑均勻，流動(dòng)性好。本發(fā)明產(chǎn)品的制備工藝簡單，成本比較低，并且制備的復(fù)合粉末不會(huì)出現(xiàn)成分偏析、分離等問題，且顆粒屬于機(jī)械包覆，粉末顆粒硬度比合金粉小，容易壓制，降低了模具的磨損和壓制壓力。


圖I是原料中使用的-100目霧化銅粉的顯微鏡圖片。圖2是實(shí)施例I得到的片狀化銅錫復(fù)合粉末的顯微鏡圖片。圖3是實(shí)施例I得到的銅錫復(fù)合粉末的顯微鏡圖片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I :
一種錫包覆銅復(fù)合粉末的制備方法，其步驟如下
(I)備粉，稱量一定質(zhì)量的銅粉和錫粉，手動(dòng)攪拌預(yù)混。其中錫粉含量為10%，余量為銅粉，加入質(zhì)量為O. 5%的硬脂酸，加入硬脂酸起到潤滑作用。銅粉是霧化銅粉，銅粉粒度較大，錫粉粒度較小。銅粉粒度大小為-100目，所述錫粉粒度為-300目。(2)預(yù)處理，將步驟(I)中稱量好的銅錫粉放入球磨機(jī)中球磨，采用行星式球磨機(jī)，在真空干燥箱中于65°C下干燥4h，制備出‘片狀化’的銅錫混合粉，采用不銹鋼球?yàn)檠心デ?，以無水乙醇為研磨介質(zhì)，研磨球與原料粉的質(zhì)量比為1:1，球磨時(shí)間為30min。(3)退火，將步驟(2)中預(yù)處理后的粉末放入管式爐中，在氫氣氣氛下于200°C退火處理60min。(4)整形處理，將步驟(3)中的粉末移入球形化設(shè)備中，轉(zhuǎn)速為3000r/min，處理時(shí)間為30min，進(jìn)行球形化整形制備出錫包銅復(fù)合粉末；對(duì)整形處理后的粉末進(jìn)行篩分，檢驗(yàn)。制得的銅錫復(fù)合粉末的流動(dòng)性為27s/(50g)。實(shí)施例2
(I)備粉，稱量一定質(zhì)量的銅粉和錫粉，手動(dòng)攪拌預(yù)混。其中錫粉含量為12%，余量為銅粉，加入質(zhì)量為O. 5%的硬脂酸。銅粉是電解銅粉，銅粉粒度較大，錫粉粒度較小。銅粉粒度大小為_100目，所述錫粉粒度為-300目。(2)預(yù)處理，將步驟(I)中稱量好的銅錫粉放入球磨機(jī)中球磨,采用滾動(dòng)球磨機(jī),在真空干燥箱中于65°C下干燥4h，制備出‘片狀化’的銅錫混合粉，采用不銹鋼球?yàn)檠心デ?，以無水乙醇為研磨介質(zhì)，研磨球與原料粉的質(zhì)量比為5:1，球磨時(shí)間為lOmin。；
(3)退火，將步驟(2)中預(yù)處理后的粉末放入管式爐中，在氫氣氣氛下于220°C退火處理 30min ；
(4)整形處理，將步驟(3)中的粉末移入球形化設(shè)備中，轉(zhuǎn)速為4000r/min，處理時(shí)間為lOmin，進(jìn)行球形化整形制備出錫包銅復(fù)合粉末；對(duì)整形處理后的粉末進(jìn)行篩分，檢驗(yàn)。制得的銅錫復(fù)合粉末的流動(dòng)性為30s/(50g)。實(shí)施例3
(O備粉，稱量一定質(zhì)量的銅粉和錫粉，手動(dòng)攪拌預(yù)混。其中錫粉含量為8%，余量為銅粉，加入質(zhì)量為O. 5%的硬脂酸。( 2)預(yù)處理，將步驟(I)中稱量好的銅錫粉放入球磨機(jī)中球磨,采用高能球磨機(jī),在真空干燥箱中于65°C下干燥4h，制備出‘片狀化’的銅錫混合粉，采用不銹鋼球?yàn)檠心デ?，以無水乙醇為研磨介質(zhì)，研磨球與原料粉的質(zhì)量比為4:1，球磨時(shí)間為20min。；
(3)退火，將步驟(2)中預(yù)處理后的粉末放入管式爐中，在氫氣氣氛下于180°C退火處理 90min ；
(4)整形處理，將步驟(3)中的粉末移入球形化設(shè)備中，轉(zhuǎn)速為3600r/min，處理時(shí)間為15min，進(jìn)行球形化整形制備出錫包銅復(fù)合粉末；對(duì)整形處理后的粉末進(jìn)行篩分，檢驗(yàn)。制得的銅錫復(fù)合粉末的流動(dòng)性為33s/(50g)。實(shí)施例4
(I)備粉，稱量一定質(zhì)量的銅粉和錫粉，手動(dòng)攪拌預(yù)混。其中錫粉含量為10%，余量為銅粉，加入質(zhì)量為O. 5%的硬脂酸。(2)預(yù)處理，將步驟(I)中稱量好的銅錫粉放入球磨機(jī)中球磨，采用行星式球磨機(jī)、滾動(dòng)球磨機(jī)或高能球磨機(jī)，在真空干燥箱中于65°C下干燥4h，制備出‘片狀化’的銅錫混合粉，采用不銹鋼球?yàn)檠心デ?，以無水乙醇為研磨介質(zhì)，研磨球與原料粉的質(zhì)量比為I: I,球磨時(shí)間為30min。；
(3)退火，將步驟(2)中預(yù)處理后的粉末放入管式爐中，在氨分解氣氛下于160°C退火處理60min ；
(4)整形處理，將步驟(3)中的粉末移入球形化設(shè)備中，轉(zhuǎn)速為3000r/min，處理時(shí)間為15min，進(jìn)行球形化整形制備出錫包銅復(fù)合粉末；對(duì)整形處理后的粉末進(jìn)行篩分，檢驗(yàn)。制得的銅錫復(fù)合粉末的流動(dòng)性為25s/(50g)。
本發(fā)明制得的銅錫復(fù)合粉末解決了直接混合粉容易在運(yùn)輸、裝粉過程中由于振動(dòng)產(chǎn)生的局部偏析和分離問題，同時(shí)又避免了由于銅錫粉預(yù)合金化后粉末硬度變大而導(dǎo)致的壓制性能差、壓坯強(qiáng)度和燒結(jié)強(qiáng)度低的問題，能有效降低模具的磨損。
權(quán)利要求
1.一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，備粉，稱量銅粉和錫粉，攪拌均勻形成混合粉末，所述混合粉末中錫粉含重量為8"12%，余量為銅粉；步驟二，預(yù)處理，把所述步驟一中的混合粉末放入球磨機(jī)中進(jìn)行預(yù)處理，然后在真空干燥箱中干燥4h，干燥溫度為65°C，制備出片狀化的銅錫混合粉；步驟三，退火，將所述步驟二中的片狀化的銅錫混合粉放入管式爐中，在保護(hù)性氣氛下，溫度為16(T220°C，保溫時(shí)間3(T90min ；步驟四，整形處理，將所述步驟三處理的銅錫混合粉放入球形化設(shè)備中處理，制備出錫包銅復(fù)合粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟一中的銅粉可以是電解銅粉或霧化銅粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟一的混合粉末中加入硬脂酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟一中的銅粉粒度較大，錫粉粒度較小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，所述銅粉粒度大小為-100目，所述錫粉粒度為-300目。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟二中采用行星式球磨機(jī)、滾動(dòng)球磨機(jī)或高能球磨機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟三米用的保護(hù)性氣氛為氨分解氣氛或者氫氣氣氛。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟四采用球形化裝置HYB，處理轉(zhuǎn)速為300(T4000r/min，處理時(shí)間l(T30min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錫包銅復(fù)合粉末的制備方法，該復(fù)合粉末包括母顆粒和子顆粒，母顆粒主要是由銅粉組成，子顆粒主要是由小顆粒的錫粉組成，分別稱取一定量的銅粉和錫粉，先將稱量好的粉末放到球磨機(jī)中預(yù)處理一段時(shí)間，制得片狀化粉末，然后對(duì)預(yù)處理粉進(jìn)行在保護(hù)性氣氛下退火處理，將退火處理的粉末加入到球形化設(shè)備中復(fù)合化和球形化后制得錫包銅復(fù)合粉末。本發(fā)明的錫包銅復(fù)合粉末，可以實(shí)現(xiàn)錫對(duì)銅粉的均勻包覆，并且粉末粒徑均勻，流動(dòng)性好。本發(fā)明產(chǎn)品的制備工藝簡單，成本比較低，制得的含油軸承用粉末流動(dòng)性好，易于壓制。
文檔編號(hào)B22F1/02GK102974819SQ20121055604
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者申承秀 申請(qǐng)人:江蘇鷹球集團(tuán)有限公司