專利名稱：一種防粘接滲銅粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防粘接滲銅粉及其制備方法，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，粉末冶金零部件由于其低成本、易加工的特點(diǎn)在工業(yè)中的應(yīng)用越來越多，但是零部件內(nèi)部殘留孔隙大大影響零部件的使用性能，而粉末冶金滲銅工藝是一種在普通壓制壓力下能有效降低孔隙度、獲得高密度零件的工藝，用滲銅法制備的零件密度、硬度、沖擊韌性及加工性等性能遠(yuǎn)高于溫壓、復(fù)壓復(fù)燒等傳統(tǒng)致密化工藝，且成本較低，是一種性價(jià)比較高的方法。低端滲銅粉滲銅后表面存在大量的殘留物和腐蝕孔洞裂紋，導(dǎo)致大批量次品出現(xiàn)，需要后續(xù)加工。目前工業(yè)中采用的常規(guī)滲銅法是將滲銅粉(未添加防粘接添加劑) 生坯放置到零部件頂端，進(jìn)行單層溶滲，該方法一次通過燒結(jié)爐的零件數(shù)量較少，滲銅生產(chǎn)效率低。若將零部件上下疊放起來，中間放置常規(guī)滲銅粉，則在滲銅完畢后，熔融的滲銅粉會(huì)牢牢地把兩個(gè)零部件焊接在一起，導(dǎo)致零部件無法脫離。常規(guī)滲銅粉進(jìn)行單層溶滲滲銅效率較低，能耗較高，隨著粉末冶金工業(yè)的發(fā)展，制造商對(duì)高效率低成本的追求，常規(guī)滲銅粉及滲銅方式對(duì)于部分需要滲銅的產(chǎn)品呈現(xiàn)出一定的不適應(yīng)性。因此有必要開發(fā)一種可進(jìn)行疊放滲銅，不粘接零部件、不腐蝕、沒有殘留、可顯著提高零部件性能的滲銅粉，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是克服常規(guī)滲銅粉單層滲銅工藝的不足，提供一種可進(jìn)行疊放滲銅的防粘接滲銅粉。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種防粘接滲銅粉，由原料、防粘接添加劑和潤(rùn)滑劑組成，原料為鐵粉、黃銅粉和銅粉，所述原料按以下質(zhì)量百分比組成鐵粉0. 5 3. 8%，黃銅粉1. 5 18%，余量為銅粉；防粘接添加劑的加入量為原料重量的2 15% ；潤(rùn)滑劑的加入量為原料重量的0. 5%。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的防粘接添加劑為Mg0、Ti0、Al203、&02、 SiO2粉末中的一種或兩種以上?！N優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或微粉臘。本發(fā)明的另一目的是提供一種可進(jìn)行疊放滲銅的防粘接滲銅粉的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種防粘接滲銅粉的制備方法，其步驟包括將鐵粉、黃銅粉和銅粉按照比例配料， 加入陶瓷球后，在三維混料機(jī)中混合，然后在氫氣還原爐中進(jìn)行擴(kuò)散，破碎篩分后加入防粘接添加劑和潤(rùn)滑劑混合。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述原料按照比例配料后，按1 20的球料比加入陶瓷球混合30 60min，然后在氫氣還原爐中600 750°C，擴(kuò)散0. 5 汕。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述防粘接添加劑是在粉末擴(kuò)散后合批時(shí)加入。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述銅粉采用霧化銅粉，粒度為-100目；所述鐵粉采用超細(xì)鐵粉，粒度為-800目；所述黃銅粉采用CU&120或CU&130粉，粒度為-250目。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的防粘接添加劑為Mg0、Ti0、Al203、&02、 SiO2粉末中的一種或兩種以上。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的Mg0、Ti0、Al203、 ·02、Si02粉末的粒度為-100目，-325目< 15% (質(zhì)量百分比)。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或微粉臘。所述防粘接添加劑為Mg0、Ti0、Al203、&02、SiA粉末，粉末的粒度為-100目，-325 目< 15%，加入質(zhì)量百分比為20Z0 15%。加入抗高溫氧化物的原因在于1120°C滲銅時(shí)， 銅及其他成分會(huì)隨銅液在毛細(xì)管力的作用下滲入到零部件聯(lián)通孔隙中去，均勻混合在滲銅粉中的粗顆?？垢邷匮趸飼?huì)形成連續(xù)、疏松多孔的骨架，此骨架在滲銅過程中會(huì)起到暫時(shí)存儲(chǔ)銅液的作用，防止銅液自由流動(dòng)，此骨架不會(huì)跟基體發(fā)生固溶反應(yīng)，滲銅結(jié)束后，此骨架由于抗高溫性能，會(huì)在兩層零部件中間保留下來，形成一層松散的中間層，對(duì)上下零部件起到隔離的作用，從而防止熔融滲銅粉粘接零部件，形成燒結(jié)焊的現(xiàn)象，從而易于上下零部件的脫離。如果氧化物含量較低，不能形成連續(xù)的骨架，則會(huì)使得部分滲銅粉直接接觸上下零部件表面，滲銅時(shí)產(chǎn)生粘接；如果氧化物含量較高，形成的厚厚的骨架會(huì)阻礙熔融滲銅液體的流動(dòng)，導(dǎo)致滲銅劑無法全部進(jìn)入上下零部件中去，影響滲銅粉的溶滲效率。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明利用擴(kuò)散混合法制備的滲銅粉具有成形性好，可以使?jié)B銅產(chǎn)品多層疊加放置，滲銅結(jié)束后，產(chǎn)品接觸面之間互不粘連，表面只有一層松散的氧化物中間層，易去除，零部件表面干凈美觀，熔滲效率高、不腐蝕基體，顯著提高材料性能的特點(diǎn)。根據(jù)不同零件，滲銅生產(chǎn)效率較單層溶滲提高一倍以上。該工藝流程簡(jiǎn)單，可以批量生產(chǎn)。下面通過附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。


圖1是本發(fā)明制備的防粘接滲銅粉采用的疊加滲銅方式示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種防粘接滲銅粉，組分為Cu-1. 5Fe-l. 8Zn+3 % MgO,原料為霧化銅粉(-100 目)、超細(xì)鐵粉(-800目)、Cuai20粉(-250目)；防粘接添加劑為MgO粉，粒度為-100 目，-325目< 15%，加入質(zhì)量百分比為3%。一種滲銅粉的制備方法，該方法步驟如下(1)稱取霧化銅粉89. 5kg、超細(xì)鐵粉1. 5kg,CuZn20粉9kg，加入5kg陶瓷球，在混料機(jī)中混合0. 5h ；(2)混料過程結(jié)束后，將粉末送入氫氣還原爐進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為650°C，擴(kuò)散時(shí)間為1.7h，氫氣還原爐中為氨分解還原氣氛，氫氣和氮?dú)獾谋壤秊? 1 ；
(3)循環(huán)水冷卻、出爐破碎，100目篩分收集，然后加入3. 09kg的MgO粉和OAkg
硬脂酸鋅合批。滲銅時(shí)采用圖1所示的疊加滲銅方式進(jìn)行，1為零部件，2為滲銅粉生坯。疊加滲銅后，上、下零部件無粘接，易脫離，零部件表面干凈整潔，零部件性能大幅提高。實(shí)施例2一種防粘接滲銅粉，組分為Cu-1. 8Fe-2. OZn+5% SiO2,霧化銅粉(-100目)、超細(xì)鐵粉("800目)、CuZn30粉(-250目)，防粘接添加劑為SiO2粉，粒度為-100目，-325目
<15%，加入質(zhì)量百分比為5%。一種滲銅粉的制備方法，該方法步驟如下(1)稱取霧化銅粉91. 53kg、超細(xì)鐵粉1. 8kg,CuZn30粉6. 67kg，加入5kg陶瓷球， 在混料機(jī)中混合0. 8h ；(2)混料過程結(jié)束后，將粉末送入氫氣還原爐進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為660°C，擴(kuò)散時(shí)間為1.5h，氨分解還原氣氛，氫氣和氮?dú)獾谋壤秊? 1 ；(3)循環(huán)水冷卻、出爐破碎，100目篩分收集，然后加入5. 26kg的SW2粉和0. 5kg 微粉臘合批。滲銅時(shí)采用圖1所示滲銅方式進(jìn)行，滲銅后，上下零部件無粘接，易脫離，零部件表面干凈整潔，零部件性能大幅提高。實(shí)施例3一種防粘接滲銅粉，組分為Cu-1. 3Fe-2. 5Zn+7% Al2O3,霧化銅粉(-100目)、超細(xì)鐵粉("800目)、CuZn20粉(-250目)，防粘接添加劑為Al2O3粉，粒度為-100目，-325目
<15%，加入質(zhì)量百分比為7%?！N滲銅粉的制備方法，該方法步驟如下(1)稱取霧化銅粉86. 2kg、超細(xì)鐵粉1. 3kg、CuZn20粉12. 5kg，加入5kg陶瓷球， 在混料機(jī)中混合Ih ；(2)混料過程結(jié)束后，將粉末送入氫氣還原爐進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為720°C，擴(kuò)散時(shí)間為lh，氨分解還原氣氛，氫氣和氮?dú)獾谋壤秊? 1 ；(3)循環(huán)水冷卻、出爐破碎，100目篩分收集，然后加入7. 53kg的Al2O3粉和0. 5kg 硬脂酸鋅合批。滲銅時(shí)采用圖1所示滲銅方式進(jìn)行，滲銅后，上下零部件無粘接，易脫離，零部件表面干凈整潔，零部件性能大幅提高。實(shí)施例4一種防粘接滲銅粉，組分為Cu-3. 8Fe-3. 6Zn+7% Al203+8 % TiO,霧化銅粉(-100 目)、超細(xì)鐵粉("800目)、CuZn30粉(-250目)，防粘接添加劑為Al2O3粉和TiO粉，粒度為-100目，-325目< 15%，加入質(zhì)量百分比分別為7%和8%。一種滲銅粉的制備方法，該方法步驟如下(1)稱取霧化銅粉78. 2kg、超細(xì)鐵粉3. 8kg、CuZn20粉18kg，加入5kg陶瓷球，在混料機(jī)中混合Ih ；(2)混料過程結(jié)束后，將粉末送入氫氣還原爐進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為750°C，擴(kuò)散時(shí)間為0.5h，氨分解還原氣氛，氫氣和氮?dú)獾谋壤秊? 1 ；
(3)循環(huán)水冷卻、出爐破碎，100目篩分收集，然后加入8. 23kg的Al2O3粉、9. 41kg 的TiO粉和0. 5kg硬脂酸鋅合批。滲銅時(shí)采用圖1所示滲銅方式進(jìn)行，滲銅后，上下零部件無粘接，易脫離，零部件表面干凈整潔，零部件性能大幅提高。實(shí)施例5一種防粘接滲銅粉，組分為Cu-0. 5Fe-0. 3Zn+l % ZrO2+1 % MgO,霧化銅粉(-100 目)、超細(xì)鐵粉(-800目)、Cu&i30粉(-250目)，防粘接添加劑為^O2粉和MgO粉，粒度為-100目，-325目< 15%，加入質(zhì)量百分比分別為3%和8%。一種滲銅粉的制備方法，該方法步驟如下(1)稱取霧化銅粉98kg、超細(xì)鐵粉0. 5kg,CuZn20粉1. 5kg，加入5kg陶瓷球，在混料機(jī)中混合Ih ；(2)混料過程結(jié)束后，將粉末送入氫氣還原爐進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散溫度為720°C，擴(kuò)散時(shí)間為池，氨分解還原氣氛，氫氣和氮?dú)獾谋壤秊? 1 ；(3)循環(huán)水冷卻、出爐破碎，100目篩分收集，然后加入1. 02kg的^O2粉、1. 02kg 的MgO粉和0. 5kg微粉臘合批。滲銅時(shí)采用圖1所示滲銅方式進(jìn)行，滲銅后，上下零部件無粘接，易脫離，零部件表面干凈整潔，零部件性能大幅提高。本發(fā)明制備的滲銅粉中添加了防粘接物質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)疊加滲銅。該產(chǎn)品具有較好的成形性，使用時(shí)可以使?jié)B銅零部件多層疊加放置，不腐蝕產(chǎn)品，產(chǎn)品強(qiáng)度顯著提高，滲銅結(jié)束后，產(chǎn)品接觸面之間互不粘連，表面只有一層松散的氧化物中間層，易去除，零部件表面干凈美觀，大大提高零部件滲銅效率，提高產(chǎn)能。
權(quán)利要求
1.一種防粘接滲銅粉，由原料、防粘接添加劑和潤(rùn)滑劑組成，原料為鐵粉、黃銅粉和銅粉，所述原料按以下質(zhì)量百分比組成鐵粉0. 5 3. 8%，黃銅粉1. 5 18%，余量為銅粉； 防粘接添加劑的加入量為原料重量的2 15% ；潤(rùn)滑劑的加入量為原料重量的0. 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘接滲銅粉，其特征在于所述的防粘接添加劑為MgO、 TiO、A1203、Zr02、SiO2粉末中的一種或兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘接滲銅粉，其特征在于所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或微粉臘。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的防粘接滲銅粉的制備方法，其步驟包括將鐵粉、黃銅粉和銅粉按照比例配料，加入陶瓷球后，在三維混料機(jī)中混合，然后在氫氣還原爐中進(jìn)行擴(kuò)散，破碎篩分后加入防粘接添加劑和潤(rùn)滑劑混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防粘接滲銅粉的制備方法，其特征在于所述原料按照比例配料后，按1 20的球料比加入陶瓷球混合30 60min，然后在氫氣還原爐中600 750°C，擴(kuò)散 0. 5 3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防粘接滲銅粉的制備方法，其特征在于所述防粘接添加劑是在粉末擴(kuò)散后合批時(shí)加入。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防粘接滲銅粉的制備方法，其特征在于所述銅粉采用霧化銅粉，粒度為-100目；所述鐵粉采用超細(xì)鐵粉，粒度為-800目；所述黃銅粉采用CU&120或 Cu&i30粉，粒度為-250目。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防粘接滲銅粉的制備方法，其特征在于所述的防粘接添加劑為Mg0、Ti0、Al203、Zr02、Si02粉末中的一種或兩種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防粘接滲銅粉的制備方法，其特征在于所述的MgO、TiO、 A1203、&02、SiO2 粉末的粒度為-100 目，-325 目 < 15%。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防粘接滲銅粉的制備方法，其特征在于所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅或微粉臘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防粘接滲銅粉及其制備方法，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。防粘接滲銅粉由原料、防粘接添加劑和潤(rùn)滑劑組成，原料為鐵粉、黃銅粉和銅粉，原料按以下質(zhì)量百分比組成鐵粉0.5～3.8％，黃銅粉1.5～18％，余量為銅粉；防粘接添加劑的加入量為原料重量的2～15％；潤(rùn)滑劑的加入量為原料重量的0.5％。本發(fā)明制備的滲銅粉中添加了防粘接物質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)疊加滲銅。該產(chǎn)品具有較好的成形性，使用時(shí)可以使?jié)B銅零部件多層疊加放置，不腐蝕產(chǎn)品，產(chǎn)品強(qiáng)度顯著提高，滲銅結(jié)束后，產(chǎn)品接觸面之間互不粘連，表面只有一層松散的氧化物中間層，易去除，零部件表面干凈美觀，大大提高零部件滲銅效率，提高產(chǎn)能。
文檔編號(hào)B22F3/24GK102528046SQ20101059444
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者劉一浪, 劉宇惠, 張景懷, 徐景杰, 汪禮敏, 王林山 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院, 有研粉末新材料(北京)有限公司