專利名稱：一種CuSn10Bi3.5銅鉍合金粉末制備方法
—種CuSnI OBi 3. 5銅鉍合金粉末制備方法技術領域
本發明屬于合金粉末制備技術領域,特別地涉及一種CuSnlOBi3. 5銅秘合金粉末制備方法。
背景技術：
銅鉛減摩材料不僅具有良好的減摩性能和較好的抗咬合性，同時材料具有高的強度和耐磨性能，可以較好的滿足現代發動機軸承的要求。現有汽車軸承用青銅基自潤滑材料中常含有大量的鉛，如CuPblOSnlO，CuPb24Sn，CuPb24Sn4等。但鉛是有毒的重金屬，鉛污染給人體和環境帶來極大的危害。發達國家出臺了很多相關的法規，例如歐盟Rosh指令， 限制和禁止使用含鉛的材料。隨著環保的發展趨勢，產品無鉛化勢在必行。
針對目前現有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案，解決現有技術中存在的缺陷，避免含鉛減摩涂層材料在制造和使用中對環境造成污染。發明內容
為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，通過采用熔融及水霧法制備出的銅鉍合金粉末，能滿足作為發動機滑動軸承中的減摩涂層材料的要求，避免了含鉛的減摩涂層材料對環境的污染。
為實現上述目的，本發明的技術方案為
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，包括以下步驟
第I步，選用重量百分比為85 88 %的銅Cu，9 11 %的錫Sn，3 4 %的鉍Bi的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進行熔化，待銅熔化后再加入Sn， Bi進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時間為15 20分鐘；
第2步，將所述合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %， Β 3 4%，不可避免或無法剔除的雜質≤O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C ；
第3步，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環孔噴嘴在惰性氣體保護下以4 5MPa水壓進行霧化，高壓水溫控制在42°C 48°C，高壓水流擊碎所述合金液形成合金粉末；
第4步，將所述合金粉末進行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉真空干燥機進行干燥，干燥時間4 6小時，溫度為150° 170。，真空度為-O. 001 -O. 002MPa， 轉速為20 30rpm ；
第5步，篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末。
優選地，所述漏包底面的漏眼為3個，呈一字形等距分布，所述漏眼直徑為4 5mm ο
優選地，所述自由降落式矩形環孔噴嘴噴射頂角為28 32°。
通過以上技術方案制成的鋁青銅粉末，小于ΙΟΟμπι的細顆粒質量百分數接近 80%，按照粉末粒度級別的劃分標準屬于中細粉，粉末的形貌呈現為較為規則的圓球形，表面結構光滑平整，基本上沒有凹坑或孔狀組織，致密度好，粉末的松裝密度為4. 9 5. 4g/ cm3，流動性為< 15s/50g。采用上述技術方案制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末在鋼板基 體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和較高的承載能力， 可與銅鉛軸承合金媲美，是替代銅鉛合金實現汽車發動機軸承減摩涂層無鉛化的理想材 料。


圖1為本發明實施例的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法的步驟流程圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細 節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的 描述也可以完全理解本發明。
參考圖1，所示為本發明實施例的CuSnlOBi3. 5銅秘合金粉末制備方法的步驟流 程圖，其包括以下步驟
SI，選用重量百分比為85 88%的銅Cu，9 11 %的錫Sn，3 4%的鉍Bi的原 材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Bi 進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時間為15 20分鐘；
S2，將合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不可避免或無法剔除的雜質< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C ；
S3，撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環孔噴嘴在惰性氣體保護 下以4 5MPa水壓進行霧化，高壓水溫控制在42°C 48°C，高壓水流擊碎合金液形成合金 粉末；
其中漏包底面的漏眼為3個，呈一字形等距分布，漏眼直徑為4 5mm ;自由降落 式矩形環孔噴嘴噴射頂角為28 32°，通過設置矩形環控噴嘴并且漏包底面的漏眼為3 個，矩形環孔噴嘴同時對3個漏眼中流出的合金液體進行高壓水流霧化噴射，可以大大提 高合金粉末的制備效率。
S4，將合金粉末進行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉真空干燥機進行 干燥，干燥時間4 6小時，溫度為150° 170°，真空度為-O. 001 -O. 002MPa，轉速為 20 30rpm ；
S5，篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末。
以下列舉幾個具體實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，其包括以下步驟
(I)選取原料重量百分比組分為，1#電解銅86. 5%，1#錫錠10%，99. 95#鉍錠3. 5%,具體為采用O. 25T中頻熔煉爐，稱取1#電解銅216. 25Kg，1#錫錠25Kg，99. 95#鉍錠 8. 75Kg，先加入Cu在大氣氣氛中加熱至1080°C進行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、Bi進行 熔煉得到合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時間15 20分鐘。
(2)合金液的液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%， 不可避免或無法剔除的雜質< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C。
(3)撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環孔噴嘴在惰性氣體保護 下以4. 5MPa水壓進行霧化，高壓水溫控制在45°C，高壓水流擊碎合金液形成合金粉末，其 中漏包底面的漏眼為3個，呈一字形等距分布，漏眼直徑選擇為4. 5mm,自由降落式矩形環 孔噴嘴噴射頂角為30°。
(4)將所述合金粉末進行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉真空干燥機 進行干燥，干燥時間為5小時，溫度為160°C，真空度為-O. 0015MPa，轉速為25rpm ；
(5)干燥后的合金粉末經篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合 金粉末。
通過此實施例制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末松裝密度為5. 2g/cm3，流動性為 13s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和 較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美。是替代銅鉛合金實現汽車發動機軸承減摩涂層 無鉛化的理想材料。
實施例2
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末的制備方法，其包括以下步驟
(I)選取原料重量百分比組分為:1#電解銅85%，1#錫錠11%，99. 95#鉍錠4%， 將原材料Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、 Bi進行熔煉，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時間為15 20分鐘。
(2)將合金液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不 可避免或無法剔除的雜質< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C。
(3)撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環孔噴嘴在惰性氣體保護 下以4MPa水壓進行霧化，高壓水溫控制在48°C，高壓水流擊碎合金液形成粉末，其中漏包 底面的漏眼為3個，呈一字形等距分布，漏眼直徑選擇為4mm，自由降落式矩形環孔噴嘴噴 射頂角為32°。
(4)將合金粉末進行脫水處理，將脫水后的合金粉末放入雙錐回轉真空干燥機進 行干燥，干燥時間5小時，溫度為160。，真空度-O. OOlMPa，轉速20rpm。
(5)干燥后的合金粉末經篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合 金粉末。
通過此實施例制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末松裝密度為4. 9g/cm3，流動性為 15s/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和 較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美。是替代銅鉛合金實現汽車發動機軸承減摩涂層 無鉛化的理想材料。
實施例3
一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末的制備方法，具體包括以下步驟
(I)選取原料重量百分比組分為1#電解銅88 %，1#錫錠9 %，99. 95#鉍錠3 %，將原材料Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、 Bi進行熔煉得到合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時間15 20分鐘。
(2)將合金液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不 可避免或無法剔除的雜質< O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C。
(3)撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環孔噴嘴在惰性氣體保護 下以5MPa水壓進行霧化，高壓水溫控制在42°C，高壓水流擊碎合金液形成粉末，其中漏包 底面的漏眼為3個，呈一字形等距分布，漏眼直徑選擇為5mm，自由降落式矩形環孔噴嘴噴 射頂角為28°。
(4)將合金粉末進行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉真空干燥機進行 干燥，干燥時間，4小時，溫度為170。，真空度-O. 002MPa，轉速30rpm。
(5)干燥后的合金粉末經篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合 金粉末。
通過此實施例制備的CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末松裝密度為5. 4g/cm3，流動性為 lls/50g，在鋼板基體上涂(熔)敷燒結形成減摩涂層，涂層具有較好的減摩、抗粘著性能和 較高的承載能力，可與銅鉛軸承合金媲美。是替代銅鉛合金實現汽車發動機軸承減摩涂層 無鉛化的理想材料。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末制備方法，其特征在于，包括以下步驟第I步，選用重量百分比為85 88%的銅Cu，9 11%的錫Sn，3 4%的鉍Bi的原材料，將Cu加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080°C進行熔化，待銅熔化后再加入Sn，Bi進行熔煉形成合金液，熔煉溫度在1100 1120°C，熔煉時間為15 20分鐘；第2步，將所述合金液進行液面除渣后成分檢測控制在Cu85 88%，Sn9 11%，Β 3 4%，不可避免或無法剔除的雜質彡O. 3%，成分檢測合格后升溫至1150 1180°C ；第3步，撈凈渣子，將所述合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環孔噴嘴在惰性氣體保護下以4 5MPa水壓進行霧化，高壓水溫控制在42°C 48°C，高壓水流擊碎所述合金液形成合金粉末；第4步，將所述合金粉末進行脫水處理，將脫水后的合金粉放入雙錐回轉真空干燥機進行干燥，干燥時間為4 6小時，溫度為150 170°C，真空度為-O. 001 -O. 002MPa，轉速為20 30rpm ；第5步，篩分制備成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5銅鉍合金粉末。
2.根據權利要求1所述的CuSnlOBi3.5銅鉍合金粉末制備方法，其特征在于，所述漏包底面的漏眼為3個，呈一字形等距分布，所述漏眼直徑為4 5mm。
3.根據權利要求1或2所述的CuSnlOBi3.5銅鉍合金粉末制備方法，其特征在于，所述自由降落式矩形環孔噴嘴噴射頂角為28 32°。
全文摘要
本發明實施例公開了一種CuSn10Bi3.5銅鉍合金粉末制備方法，包括以下步驟選用重量百分比為85～88％的銅，9～11％的錫，3～4％的鉍，將銅加入熔煉爐中在大氣氣氛中加熱至1080℃進行熔化，熔化后再加入錫，鉍進行熔煉形成合金液；成分檢測合格后升溫至1150～1180℃；撈凈渣子，將合金液注入漏包，采用自由降落式矩形環孔噴嘴在惰性氣體保護下以4～5MPa水壓進行霧化，形成合金粉末；將合金粉末進行脫水處理和干燥處理；篩分制備成-150～+350目的成品CuSn10Bi3.5銅鉍合金粉末。本發明通過采用熔融及水霧法制備出的銅鉍合金粉末，能滿足作為發動機滑動軸承中的減摩涂層材料的要求。
文檔編號B22F9/08GK103028733SQ20121054390
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者吳棕洋, 張文革 申請人:浦江匯凱粉體科技有限公司