專利名稱：一種青銅包鐵復(fù)合粉的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅合金粉的制備方法，尤其涉及一種青銅包鐵復(fù)合粉的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在粉末冶金領(lǐng)域，銅及銅合金粉末的用量?jī)H次于鐵粉，主要用于粉末冶金零部件、金剛石工具、電工合金等行業(yè)，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。含油軸承具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化等優(yōu)勢(shì)。隨著粉末冶金應(yīng)用范圍的逐步擴(kuò)大，作為粉末冶金主要應(yīng)用之一的含油 軸承的使用也越來越廣泛。由于銅原材料的價(jià)格偏高，因此使用含銅量較高的銅粉收到較嚴(yán)重的制約。銅包鐵復(fù)合粉是近年來開發(fā)的含油軸承的理想材料，它是以鐵粉為基礎(chǔ)，在其顆粒表面包覆一側(cè)銅膜，形成一種外觀顏色與銅粉類似的鐵基復(fù)合粉。用銅包鐵復(fù)合粉生產(chǎn)的含油軸承，不僅符合環(huán)保要求，而且價(jià)格低得多，得到廣大用戶的廣泛應(yīng)用和推廣，但是在實(shí)際使用中還有一定的缺點(diǎn)1)性能不佳銅包鐵材料制做的軸承，高轉(zhuǎn)速場(chǎng)合壽命無法達(dá)到產(chǎn)品要求，只能用在低速低載的場(chǎng)合。2)燒結(jié)溫度偏高銅包鐵材料，燒結(jié)溫度在850°C左右，實(shí)際生產(chǎn)中使用銅基燒結(jié)爐燒結(jié)，銅基燒結(jié)溫度在750°C左右，和銅包鐵燒結(jié)溫度相差過大，調(diào)溫浪費(fèi)過高。由于銅包鐵材料訂單偏少，頻繁調(diào)溫浪費(fèi)驚人。原材料廠商新開發(fā)了銅錫包鐵粉，和銅包鐵粉相比，增加了金屬錫的組分，經(jīng)過試用，采用銅錫包鐵粉制做的軸承，其壽命優(yōu)于采用銅包鐵粉制做的軸承，完全可以替代銅錫粉用于一般的軸承產(chǎn)品。認(rèn)為其綜合性能比銅包鐵粉強(qiáng)，可以代替銅錫粉用于一般的軸承產(chǎn)品。申請(qǐng)?zhí)枮?00710092441. 9、公開號(hào)為CN101088669A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種青銅包鐵復(fù)合粉及其制造方法，其是在銅包鐵復(fù)合粉中均勻混入銅錫合金粉或錫粉，在還原爐內(nèi)進(jìn)行還原粘附或還原擴(kuò)散，爐內(nèi)溫度400— 800°C，時(shí)間不少于30分鐘，使銅包鐵復(fù)合粉的表面形成銅錫合金包覆層。然而該方法的仍然存在以下缺點(diǎn)
O由于制備銅錫包鐵粉時(shí)采用的是一部分原材料是銅包鐵粉末，而銅包鐵粉末需要經(jīng)過較為復(fù)雜的工序才能制得，
2)目前質(zhì)量較好的銅包鐵粉末通常需要化學(xué)置換法制得，可能在生產(chǎn)過程中對(duì)壞境造成污染。3)如果作為原材料銅包鐵粉末通過還原擴(kuò)散法制得，其銅層均勻性和致密性不夠高，導(dǎo)致在后與銅錫合金粉或錫粉進(jìn)行還原粘附或還原擴(kuò)散時(shí)，所形成的銅錫層不夠穩(wěn)定，容易在運(yùn)輸或者工作的過程中脫落。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種青銅包鐵生產(chǎn)方法，從原材料出發(fā)可以直接制得青銅包鐵復(fù)合粉，減少了中間工序，既降低生產(chǎn)成本，又保證青銅包鐵復(fù)合粉質(zhì)量，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案如下一種青銅包鐵復(fù)合粉的生產(chǎn)方法，銅占所述復(fù)合粉末總重量的18% — 20% (重量百分?jǐn)?shù))，錫占所述復(fù)合粉末總重量的I. 8% — 2% (重量百分?jǐn)?shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設(shè)定的青銅包鐵復(fù)合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機(jī)或混料機(jī)中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護(hù)下進(jìn)行還原 擴(kuò)散，還原擴(kuò)散溫度62(T730°C，還原擴(kuò)散處理時(shí)間廣3小時(shí)；還原擴(kuò)散完成后，繼續(xù)在保護(hù)氣氛中冷卻至50°C以下出爐；
4)，對(duì)還原擴(kuò)散后的粉末體進(jìn)行破碎、篩分；
5 )，對(duì)篩分后的青銅包鐵復(fù)合粉末進(jìn)行混粉、檢驗(yàn)、計(jì)量和包裝入庫。本發(fā)明的原理如下由于常溫下很容易發(fā)生鐵還原氧化銅的過程，因此先將氧化銅粉和純鐵粉在球磨機(jī)或混料機(jī)中混合時(shí)，氧化銅和鐵顆粒會(huì)發(fā)生接觸并在接觸界面上發(fā)生上述還原反應(yīng)，因此，氧化銅和鐵顆粒就能夠形成較好的界面結(jié)合，從而使氧化銅顆粒自然均勻地粘附包裹在鐵顆粒表面；而且該還原反應(yīng)形成的界面結(jié)合力較高，這就為后續(xù)還原擴(kuò)散形成了較好的基礎(chǔ)。此后將混合粉末送入還原爐中，就是使金屬表面的氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，奪去氧化物中的氧，使金屬粉末的表面是純凈的，原來包復(fù)在鐵顆粒表面的氧化銅被還原成純銅，純銅之間也會(huì)發(fā)生擴(kuò)散結(jié)合，此外，在燒結(jié)時(shí)，最靠近表面的錫促進(jìn)了銅的充分?jǐn)U散，故而顆粒間的結(jié)合牢固。由于錫是細(xì)微的顆粒，擴(kuò)散后的位置沒有形成明顯的孔洞，不會(huì)對(duì)軸承結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面影響。同時(shí)，由于錫的存在，燒結(jié)溫度大幅降低，在700°c時(shí)就可以獲得良好的燒結(jié)性能。由此制得的銅錫包鐵粉材料顆粒均勻，沒有大的孔洞出現(xiàn)，保證了承載面的面積和延續(xù)性。本發(fā)明的相應(yīng)步驟、以及擴(kuò)散溫度、還原擴(kuò)散處理時(shí)間以及出爐溫度等參數(shù)都經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得到。本發(fā)明的有益效果在于
I)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，節(jié)省了制備青銅包鐵復(fù)合粉的中間工序，進(jìn)一步控制了成本。2)銅錫包鐵配方單價(jià)比銅包鐵配方單價(jià)每噸便宜4000元。降低了原材料成本。3)在銅基燒結(jié)爐燒結(jié)，銅包鐵配方與銅基燒結(jié)溫度相差100°C。調(diào)溫需要9個(gè)小時(shí)。而銅錫包鐵配方與銅基燒結(jié)溫度相差35°C，只需要2個(gè)小時(shí)。4)根據(jù)本發(fā)明的制得的青銅包鐵顆粒表面的銅層完整而致密，保證青銅包鐵復(fù)合粉質(zhì)量；同時(shí)，制備過程沒有有害物質(zhì)排放，避免了對(duì)環(huán)境造成污染和破壞。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I銅占所述復(fù)合粉末總重量的18% (重量百分?jǐn)?shù))，錫占所述復(fù)合粉末總重量的1.8% (重量百分?jǐn)?shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設(shè)定的青銅包鐵復(fù)合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機(jī)或混料機(jī)中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護(hù)下進(jìn)行還原擴(kuò)散，還原擴(kuò)散溫度620°C，還原擴(kuò)散處理時(shí)間I小時(shí)；還原擴(kuò)散完成后，繼續(xù)在保護(hù)氣氛中冷卻至50°C以下出爐；
4)，對(duì)還原擴(kuò)散后的粉末體進(jìn)行破碎、篩分；
5 )，對(duì)篩分后的青銅包鐵復(fù)合粉末進(jìn)行混粉、檢驗(yàn)、計(jì)量和包裝入庫。
實(shí)施例2
銅占所述復(fù)合粉末總重量的20% (重量百分?jǐn)?shù))，錫占所述復(fù)合粉末總重量的2% (重量百分?jǐn)?shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設(shè)定的青銅包鐵復(fù)合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機(jī)或混料機(jī)中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護(hù)下進(jìn)行還原擴(kuò)散，還原擴(kuò)散溫度730°C，還原擴(kuò)散處理時(shí)間3小時(shí)；還原擴(kuò)散完成后，繼續(xù)在保護(hù)氣氛中冷卻至49°C以下出爐；
4)，對(duì)還原擴(kuò)散后的粉末體進(jìn)行破碎、篩分；
5 )，對(duì)篩分后的青銅包鐵復(fù)合粉末進(jìn)行混粉、檢驗(yàn)、計(jì)量和包裝入庫。
實(shí)施例3
銅占所述復(fù)合粉末總重量的19% (重量百分?jǐn)?shù))，錫占所述復(fù)合粉末總重量的2% (重量百分?jǐn)?shù))，余量為鐵；該方法的具體步驟如下
1)，按照設(shè)定的青銅包鐵復(fù)合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉；
2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機(jī)或混料機(jī)中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻；
3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護(hù)下進(jìn)行還原擴(kuò)散，還原擴(kuò)散溫度700°C，還原擴(kuò)散處理時(shí)間2小時(shí)；還原擴(kuò)散完成后，繼續(xù)在保護(hù)氣氛中冷卻至50°C以下出爐；
4)，對(duì)還原擴(kuò)散后的粉末體進(jìn)行破碎、篩分；
5 )，對(duì)篩分后的青銅包鐵復(fù)合粉末進(jìn)行混粉、檢驗(yàn)、計(jì)量和包裝入庫。
將本發(fā)明制得的上述青銅包鐵復(fù)合粉在22Q0003A軸承上使用，裝配后電機(jī)壽命達(dá)到技術(shù)要求(轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分，要求壽命240h)。此類高轉(zhuǎn)速軸承以往只能采用銅錫粉材料制做。在14D0038，14D0039,14D0040等產(chǎn)品上使用，也達(dá)到了良好的效果。
權(quán)利要求
1. 一種青銅包鐵復(fù)合粉的生產(chǎn)方法，銅占所述復(fù)合粉末總重量的18% — 20% (重量百分?jǐn)?shù))，錫占所述復(fù)合粉末總重量的I. 8% — 2%(重量百分?jǐn)?shù))，余量為鐵；其特征在于，該方法的具體步驟如下 1)，按照設(shè)定的青銅包鐵復(fù)合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、純錫粉和鐵粉； 2)，先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機(jī)或混料機(jī)中混合至至粉末顏色均勻，然后將錫粉加入再混合均勻； 3)，將上述混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護(hù)下進(jìn)行還原擴(kuò)散，還原擴(kuò)散溫度62(T730°C，還原擴(kuò)散處理時(shí)間廣3小時(shí)；還原擴(kuò)散完成后，繼續(xù)在保護(hù)氣氛中冷卻至50°C以下出爐； 4)，對(duì)還原擴(kuò)散后的粉末體進(jìn)行破碎、篩分； .5 )，對(duì)篩分后的青銅包鐵復(fù)合粉末進(jìn)行混粉、檢驗(yàn)、計(jì)量和包裝入庫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種青銅包鐵復(fù)合粉的生產(chǎn)方法，銅占所述復(fù)合粉末總重量的18%-20%(重量百分?jǐn)?shù))，錫占所述復(fù)合粉末總重量的1.8%-2%(重量百分?jǐn)?shù))，余量為鐵；通過按照設(shè)定的青銅包鐵復(fù)合粉成分，分別稱取適量的氧化銅粉、錫粉和鐵粉；先將稱取的氧化銅粉和純鐵粉置于球磨機(jī)或混料機(jī)中混合均勻后再將錫粉加入混合；再將混合均勻的粉末移入還原爐中，在氨分解氣或氨燃燒氣氛保護(hù)下進(jìn)行還原擴(kuò)散制得；本發(fā)明的有益效果在于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，降低生產(chǎn)成本；并且根據(jù)本發(fā)明的制得的銅包鐵顆粒表面的銅層完整而致密，保證銅包鐵復(fù)合粉質(zhì)量；同時(shí)，制備過程沒有有害物質(zhì)排放，避免了對(duì)環(huán)境造成污染和破壞。
文檔編號(hào)B22F9/22GK102794457SQ20121007534
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者朱湖澤 申請(qǐng)人:朱湖澤