一種粉末冶金用銅錫10合金粉末的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，具體是一種粉末冶金用銅錫10合金粉末的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅錫10合金青銅粉末被廣泛的用于自潤滑軸承，金剛石工具和粉末冶金燒結(jié)結(jié)構(gòu) 件等行業(yè)。銅錫含油自潤滑軸承具有抗腐蝕性能強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率高、工作壽命長等 優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于精密電子、高檔家用電器、通訊設(shè)施、汽車和IT等領(lǐng)域中，目前已成為機(jī) 械行業(yè)中一類必不可少的基礎(chǔ)零件。
[0003] 含油軸承是以金屬粉末為主要原料經(jīng)過粉末冶金法制得的多孔燒結(jié)體，利用燒結(jié) 體中初始原料粉末粒子燒結(jié)后殘留的孔隙，使?jié)櫥徒B到該孔隙中從而可以在無供油狀 態(tài)下使用。因此含油軸承中孔隙的數(shù)量、大小、形狀及分布等性質(zhì)均會在很大程度上影響 含油軸承的性能質(zhì)量，而含油軸承的這些特性是由合成該含油軸承的金屬粉末的性質(zhì)以及 在軸承的合成過程中的條件參數(shù)所決定的，尤其是原料粉末的特性會在很大程度上決定含 油軸承的最終性能。銅錫10青銅粉經(jīng)過壓制成型后燒結(jié)整形浸油后制成含油軸承，青銅粉 末需要有高的生胚強(qiáng)度，燒結(jié)斷裂強(qiáng)度，和燒結(jié)塊具有細(xì)致連通的孔隙。
[0004] CN 200910050665公開了一種使用電解銅粉與錫粉混合后在一定溫度下熱處理， 破碎得到錫含量為10%的銅錫合金粉。
[0005] CN 200910118001公開了一種將銅粉與錫含量為10-50%銅錫合金混合后擴(kuò)散，得 到一種錫含量在5-20%的青銅粉。
[0006] 以電解銅粉為原料制備的合金青銅粉，因?yàn)殡娊忏~粉發(fā)達(dá)的樹枝結(jié)構(gòu)，粉末有良 好的生胚強(qiáng)度，但是在燒結(jié)后易出現(xiàn)封閉孔隙，影響含油軸承的含油率。以一般的銅粉作為 原料，會出現(xiàn)粉末生胚強(qiáng)度低，生胚在生產(chǎn)過程中易破碎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種粉末冶金用銅錫10合金粉末的制造方法，以解決上述
【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種粉末冶金用銅錫10合金粉末的制造方法，具體制備步驟如下： (1) 原料銅粉的制備 將銅粉采用錐形噴盤進(jìn)行水霧化，銅粉粒徑小于100μπι，銅粉形貌不規(guī)則，松裝密度小 于3·Og/cm3; 將霧化銅粉在空氣中進(jìn)行氧化，氧化溫度200~800°C，粉末含氧量為5~10%，粉末氧含 量優(yōu)化為6~10%; (2) 原料銅錫合金的制備 銅錫合金使用中頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，將銅粉與錫粉混合均勻，霧化時水壓大于lOMPa， 銅錫合金粉末粒徑小于100μπι，優(yōu)選值為銅粉合金粉末粒徑小于70μπι，銅錫合金中錫含量的 比例為15~30%; (3) 將原料銅錫合金粉末、原料銅粉按照比例混合，原料銅錫合金粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 ~80%，原料銅粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~50%，使整體粉末在熱處理脫氧后錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5~ 10.5%;優(yōu)選的，原料銅錫合金粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40~70%，原料銅粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~50%; (4) 將混合后的粉末在非氧化氣氛中400~800°C進(jìn)行熱處理，使已氧化的原料銅粉完 全還原，并且原料銅錫合金粉末與原料銅粉擴(kuò)散粘接，錫元素分布更加均勻，優(yōu)選熱處理溫 度 500 ~700°C; (5) 將熱處理的粉末進(jìn)行破碎，熱處理后的粉末結(jié)塊，先通過粗碎機(jī)粗碎，然后再用細(xì) 碎機(jī)進(jìn)行細(xì)碎； (6) 抗氧化 還原后的粉末容易在空氣中氧化，需要在粉末破碎后及時的進(jìn)行抗氧化處理;抗氧化 是將鈍化劑與粉末混合均勻，優(yōu)選鈍化劑可以通過溶劑溶解后噴灑在粉末表面，然后將溶 劑揮發(fā)，鈍化劑析出并包覆在粉末表面； (7) 粉末篩分 對粉末篩分，粉末篩分后粒徑小于1 〇〇Μ?; (8) 加入總體質(zhì)量的0.1~1%的石墨并混合均勻，在粉末中添加石墨可以起到潤滑劑的 作用，也可以明顯提高燒結(jié)零件的強(qiáng)度耐磨性； 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟（1)中，錐形噴盤由9-36個排列成圓環(huán)的噴孔組 成，噴孔的直徑小于2.0mm，噴盤內(nèi)的水壓在lOMPa以上。
[0009] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(6)中的鈍化劑是叔丁基羥基茴香醚(BHA)、 二叔丁基對甲酚(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)或特丁基對苯二酚(TBHQ)溶液。
[0010] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述步驟(6)中的溶劑是低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法制備的青銅粉，由于原料銅粉 具有不規(guī)則形貌，且經(jīng)過氧化還原處理，這樣的銅粉具有良好的成形性，且燒結(jié)后孔隙為單 體顆粒間燒結(jié)后孔隙，孔隙結(jié)構(gòu)致密且連通。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013] 實(shí)施例1 (1) 原料銅粉的制備 銅粉采用錐形噴盤進(jìn)行水霧化，銅粉形貌不規(guī)則，銅粉粒徑小于lOOym，松裝密度小于 3. Og/cm3,該錐形噴盤由20個排列成圓環(huán)的噴孔組成，噴孔的直徑1.0mm，噴盤內(nèi)的水壓 15MPa； 將霧化銅粉在高溫中進(jìn)行氧化，氧化氣氛空氣，氧化溫度600°C，粉末含氧量為8%; (2) 原料銅錫合金粉末的制備 銅錫合金使用中頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，利于銅與錫混合均勻，霧化時水壓20MPa，銅錫合 金粉末粒徑小于70μπι，銅錫合金中錫含量的比例為30%; (3) 將原料銅錫合金粉末，原料銅粉按照比例混合均勻，原料銅錫合金粉末比例31.5%， 原料銅粉比例68.5%，使整體粉末在熱處理脫氧后錫含量的比例為9.5~10.5%; (4) 將混合后的粉末在非氧化氣氛中500°C進(jìn)行熱處理，使已氧化的原料銅粉完全還 原，并且原料銅錫合金粉末與原料銅粉擴(kuò)散粘接，錫元素分布更加均勻； (5) 將熱處理的粉末進(jìn)行破碎，熱處理后的粉末結(jié)塊，先粗碎機(jī)粗碎，然后細(xì)碎機(jī)細(xì)碎； (6) 抗氧化，還原后的青銅粉容易在空氣中氧化，需要在粉末破碎后及時的進(jìn)行抗氧化 處理;抗氧化是將鈍化劑與青銅粉混合均勻，鈍化劑通過溶劑噴灑在粉末表面，然后將溶劑 揮發(fā)，鈍化劑析出并包覆在青銅粉末表面;鈍化劑是叔丁基羥基茴香醚(BHA)溶液，溶劑可 以是各種低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑； (7) 粉末篩分，對粉末進(jìn)行篩分，優(yōu)選粉末篩分后粒徑小于100M1; (8) 加入總體質(zhì)量的0.5%的石墨并混合均勻，在粉末中添加石墨可以起到潤滑劑的作 用，也可以明顯提高燒結(jié)零件的強(qiáng)度耐磨性。
[0014] 實(shí)施例2 (1) 原料銅粉的制備 銅粉采用錐形噴盤進(jìn)行水霧化，銅粉形貌不規(guī)則，銅粉粒徑小于100μπι，松裝密度小于 3. Og/cm3,該錐形噴盤由20個排列成圓環(huán)的噴孔組成，噴孔的直徑1.0mm，噴盤內(nèi)的水壓 15MPa； 將霧化銅粉在高溫中進(jìn)行氧化，氧化氣氛空氣，氧化溫度600°C，粉末含氧量為8%; (2) 原料銅錫合金粉末的制備 銅錫合金使用中頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉，利于銅與錫混合均勻，霧化時水壓20MPa，銅錫合 金粉末粒徑小于70μπι，銅錫合金中錫含量的比例為15% (3) 將原料銅錫合金粉末，原料銅粉按照比例混合均勻，原料銅錫合金粉末比例 64.78%，原料銅粉比例35.22%，使整體粉末在熱處理脫氧后錫含量的比例為9.5~10.5%; (4) 將混合后的粉末在非氧化氣氛中600°C進(jìn)行熱處理，使已氧化的原料銅粉完全還 原，并且原料銅錫合金粉末與原料銅粉擴(kuò)散粘接，錫元素分布更加均勻； (5) 將熱處理的粉末進(jìn)行破碎，熱處理后的粉末結(jié)塊，先用粗碎機(jī)粗