專利名稱：一種水霧化制備鋁青銅粉末的方法
技術領域：
本發明屬于合金粉末制備技術領域，特別地涉及ー種水霧化制備鋁青銅粉末的方法。
背景技術：
現有技術中，多采用含鉛的金屬粉體作為發動機滑動軸承中的減摩涂層材料，如CuPbIOSn 10、CuPb30、CuPb24Sn4、CuPb24Sn、CuPb3Sn6Zn6 等。鉛是有毒的重金屬，從保護環境的角度來看，對發動機滑動軸承制造業采用的銅鉛合金減摩涂層中鉛的使用必須限制。目前，歐盟及美國已開發了滿足發動機使用要求的高性能無鉛化減摩涂層材料。在我國，汽車發動機軸承材料無鉛化工作剛起步，相應的法律、法規還在討論制訂中。銅鉛合金減摩涂層生產過程污染環境，隨著社會對環境保護的日益重視，傳統的鉛青銅三金屬軸承將逐步退出汽車領域。故，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，避免造成傳統的發動機軸承中的含鉛減摩涂層材料對環境造成的污染。

發明內容
為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種水霧化制備青銅粉末的方法，制造出的鋁青銅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水霧化制備鋁青銅粉末的方法，包括以下步驟第I步，將重量百分比為90. 5 93. 5%的銅Cu，6. 5 9. 5%的鋁Al，加入熔煉爐，在常壓、1250°C的溫度下進行熔煉，形成合金液，其中Cu和Al中的總雜質含量0.5%以下；第2歩，對所述合金液進行化學精煉脫氧和耙渣處理；第3歩，對所述合金液進行成分測控，控制Cu的重量百分比為91 93%和Al的重量百分比為7 9%，不可避免或無法剔除的雜質< 0. 3%，然后加入覆蓋劑靜置保溫在1220 1250°C之間；第4歩，撈凈所述合金液面上的渣子，將合金液注入漏包，在惰性氣體保護下，采用自由降落式噴嘴在以3 5MPa的水壓、45°C 50°C的水溫進行霧化，形成合金粉末；第5步，將合金粉末進行脫水處理；第6步，將脫水后的合金粉末進行干燥處理；第7步，篩分制備得到-150 +350目的鋁青銅合金粉末。優選地,所述漏包的漏眼直徑為3. 5 4. 5mm。優選地，所述自由降落式噴嘴噴射頂角為30 36 °。
優選地，所述干燥處理是將所述合金粉末放入雙錐回轉真空干燥機，干燥時間4 6小時，溫度為150 170°C，真空度-0. 001 -0. 002MPa，轉速20 30rpm。通過以上技術方案制成的鋁青銅粉末，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. 8 5. 3g/cm3，流動性為< 15s/50g。同時小于IOOiim的細顆粒質量百分數接近75%，按照粉末粒度級別的劃分標準，粉末屬于中細粉。采用上述技術方案制備的鋁青銅粉末，通過在鋼板基體上涂(熔)敷減摩涂層，實現了冶金結合，其抗壓強度、抗疲勞強度、抗咬合性、耐磨性、耐腐蝕性均優于銅鉛合金，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為本發明實施例的水霧化制備鋁青銅粉末的方法的步驟流程圖。
具體實施例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，對本發明進行進ー步詳細說明。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髄和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進ー步，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，詳盡描述了ー些特定的細節部分。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一種水霧化制備鋁青銅粉末的方法的流程圖，其包括以下步驟SI，將重量百分 比為90. 5 93. 5%的銅Cu，6. 5 9. 5%的鋁Al，加入熔煉爐，在常壓、1250°C的溫度下進行熔煉，形成合金液，其中Cu和Al中的總雜質含量0. 5 %以下；S2，對合金液進行化學精煉脫氧和耙渣處理；S3，對合金液進行成分測控，控制Cu的重量百分比為91 93%和Al的重量百分比為7 9%,不可避免或無法剔除的雜質彡0. 3%,然后加入覆蓋劑靜置保溫在1220 1250°C之間；S4，撈凈合金液面上的渣子，將合金液注入漏包，在惰性氣體保護下，采用自由降落式噴嘴在以3 5MPa的水壓、45°C 50°C的水溫進行霧化，形成合金粉末，其中漏包的漏眼直徑選擇為3. 5 4. 5mm,自由降落式噴嘴噴射頂角為30 36° ;其中霧化壓力在鋁青銅粉末制備過程中起著極為重要的作用，較高的霧化壓カ更容易得到較細的粉末，并且霧化壓カ愈高，愈趨向于得到較為規則的圓球形粉末，因此本發明實施例中選擇霧化壓カ在3 5MPa。S5，將合金粉末進行脫水處理；S6，將脫水后的合金粉末進行干燥處理；具體的應用實例中，可將合金粉末放入雙錐回轉真空干燥機，干燥時間4 6小時，溫度為150 170°C，真空度-0. 001 -0. 002MPa，轉速20 30rpm。S7，篩分制備得到-150 +350目的鋁青銅合金粉末。
以下列舉幾個具體實施例對本發明作進ー步的說明。實施例1一種水霧化制備鋁青銅粉末的方法，包括以下步驟(I)選取原料重量百分比組分為1號電解銅92%400鋁錠8%，采用0.251'中頻熔煉爐稱取I號電解銅230Kg，A00鋁錠20Kg，將稱取好的原材料加入到中頻熔煉爐中在大氣氣氛中進行熔煉，熔煉溫度在1250°C。(2)熔煉后進行化學精煉脫氧，耙渣。(3)對合金液進行成分測控，控制在Cu的重量百分比為91 93%，Al的重量百分比為7 9%，然后加入覆蓋劑靜置保溫在1220 1250°C之間。(4)撈凈合金液面上的渣子，將合金液注入漏包，漏眼直徑為4_，采用自由降落式噴嘴在惰性氣體保護下進行霧化，噴射頂角為32°，水壓控制在4MPa，水溫控制在50°C，用高壓水流擊碎合金液形成粉末。(5)將合金粉末進行脫水處理。(6)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5小時，溫度為 160。，真空度-0. OOlMPa，轉速 20rpm。(7)干燥后的合金粉經篩分制備成-150 +350目的成品粉末。通過此實施例制備的鋁青銅粉末松裝密度為5. lg/cm3，流動性為12s/50g，通過在鋼板基體上涂(熔)敷實現了冶金結合。制成的減摩涂層抗壓強度、抗疲勞強度、抗咬合性、耐磨性、耐腐蝕性均優于銅鉛合金，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2一種水霧化制備鋁青銅粉末的方法，其包括以下步驟(I)將重量百分比為90. 5的Cu，9. 5%的鋁Al，加入熔煉爐，在常壓、1250°C的溫度下進行熔煉，形成合金液，其中上述Cu，Al和總雜質的總重量為100%。(2)對合金液進行化學精煉脫氧和耙渣處理。(3)對合金液進行成分測控，控制Cu的重量百分比為91 93%和Al的重量百分比為7 9%，然后加入覆蓋劑靜置保溫在1220 1250°C之間。(4)撈凈合金液面上的渣子，將合金液注入漏包，在惰性氣體保護下，采用自由降落式噴嘴在以3MPa的水壓、45°C的水溫進行霧化，形成合金粉末，其中漏包的漏眼直徑選擇為3. 5mm,自由降落式噴嘴噴射頂角為30°。(5)將合金粉末進行脫水處理。(6)將合金粉末放入雙錐回轉真空干燥機，干燥時間4小時，溫度為170°C，真空度-0. 002MPa,轉速30rpm進行干燥處理。(7)篩分制備得到-150 +350目的鋁青銅合金粉末。通過此實施例制備的鋁青銅粉末松裝密度為4. 8g/cm3,流動性為15s/50g，通過在鋼板基體上涂(熔)敷實現了冶金結合。制成的減摩涂層抗壓強度、抗疲勞強度、抗咬合性、耐磨性、耐腐蝕性均優于銅鉛合金，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
一種水霧化制備鋁青銅粉末的方法，其包括以下步驟(I)將重量百分比為93. 5Cu，6. 5%的Al，加入熔煉爐，在常壓、1250°C的溫度下進行熔煉，形成合金液，其中上述Cu，Al和總雜質的總重量為100%。(2)對合金液進行化學精煉脫氧和耙渣處理。(3)對合金液進行成分測控，控制Cu的重量百分比為91 93%和Al的重量百分比為7 9%，然后加入覆蓋劑靜置保溫在1220 1250°C之間。(4)撈凈合金液面上的渣子，將合金液注入漏包，在惰性氣體保護下，采用自由降落式噴嘴在以5MPa的水壓、48°C的水溫進行霧化，形成合金粉末，其中漏包的漏眼直徑選擇為4. 5mm,自由降落式噴嘴噴射頂角為36°。(5)將合金粉末進行脫水處理。(6)將合金粉末放入雙錐回轉真空干燥機，干燥時間6小時，溫度為150°C，真空度-0. 002MPa,轉速25rpm進行干燥處理。(7)篩分制備得到-150 +350目的鋁青銅合金粉末。通過此實施例制備的鋁青銅粉末松裝密度為5. 3g/cm3，流動性為lls/50g，通過在鋼板基體上涂(熔)敷實現了冶金結合。制成的減摩涂層抗壓強度、抗疲勞強度、抗咬合性、耐磨性、耐腐蝕性均優于銅鉛合金，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
1.一種水霧化制備鋁青銅粉末的方法，其特征在于，包括以下步驟 第I步，將重量百分比為90. 5 93. 5%的銅Cu，6. 5 9. 5%的鋁Al，加入熔煉爐，在常壓、1250°C的溫度下進行熔煉，形成合金液，其中Cu和Al中的總雜質含量0. 5%以下； 第2步，對所述合金液進行化學精煉脫氧和耙渣處理； 第3步，對所述合金液進行成分測控，控制Cu的重量百分比為91 93 %和Al的重量百分比為7 9%，不可避免或無法剔除的雜質< 0. 3%，然后加入覆蓋劑靜置保溫在1220 1250°C之間； 第4步，撈凈所述合金液面上的渣子，將合金液注入漏包，在惰性氣體保護下，采用自由降落式噴嘴在以3 5MPa的水壓、45°C 50°C的水溫進行霧化，形成合金粉末； 第5步，將合金粉末進行脫水處理； 第6步，將脫水后的合金粉末進行干燥處理； 第7步，篩分制備得到-150 +350目的鋁青銅合金粉末。
2.根據權利要求1所述的水霧化制備鋁青銅粉末的方法，其特征在于，所述漏包的漏眼直徑為3. 5 4. 5mmo
3.根據權利要求1所述的水霧化制備鋁青銅粉末的方法，其特征在于，所述自由降落式噴嘴噴射頂角為30 36°。
4.根據權利要求1所述制備鋁青銅粉的方法，其特征在于，所述干燥處理是將所述合金粉末放入雙錐回轉真空干燥機，干燥時間4 6小時，溫度為150 170°C，真空度-0. 001 -0. 002MPa,轉速 20 30rpm。
全文摘要
本發明實施例公開了一種水霧化制備鋁青銅粉末的方法，其包括以下步驟將重量百分比為90.5～93.5％的Cu，6.5～9.5％的Al，在常壓、1250℃的溫度下進行熔煉形成合金液；進行化學精煉脫氧和耙渣處理；進行成分測控，然后加入覆蓋劑靜置保溫在1220～1250℃之間；將合金液注入漏包，在惰性氣體保護下，采用自由降落式噴嘴在以3～5MPa的水壓、45℃～50℃的水溫進行霧化，形成合金粉末；將合金粉末進行脫水處理，并進行干燥處理；篩分制備得到-150～+350目的鋁青銅合金粉末。通過本發明制造出的鋁青銅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。
文檔編號B22F9/08GK103042220SQ20121054406
公開日2013年4月17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