发明公布-202311436995.1-一种低氧低松装密度的注射成型用铜粉及其制备方法
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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 117324617 A
(43)申请公布日 2024.01.02
(21)申请号 202311436995 .1
(22)申请日 2023 .11 .01
(71)申请人 昆明冶金研究院有限公司
地址 650031 云南省昆明市五华区圆通北
路86号
B22F 9/08 (2006 .01)
B22F 1/145 (2022 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
(72)发明人 张玮 简胜 张永平 张辉
岳有成 李恒 孙彦华 陈越
闫森 刁微之
(74)专利代理机构 云南律翔知识产权代理事务
所(普通合伙) 53219
专利代理师 谢乔良
(51)Int .Cl .
B22F 1/00 (2022 .01)
B22F 1/052 (2022 .01)
B22F 9/04 (2006 .01)
CN 117324617 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种低氧低松装密度的注射成型用铜粉及
其制备方法
(57)摘要
本发明属于有色金属技术领域，具体公开一
种低氧低松装密度的注射成型用铜粉及其制备
方法。所述注射成型用铜粉的氧含量低于0 .15%
且粉体中位径D50为10～40µm、粉体松装密度为
1 .45～1 .75g .cm‑3。所述制备方法包括将铜料熔
化后通过水雾化工艺，得到不规则形状铜粉；将
前述铜粉真空干燥，后在氩气与氢气的混合气氛
中进行球磨并分离，得到低氧低松装密度的注射
成型用铜粉。
本发明使水雾化制备的不规则铜粉
在混合气氛中球磨，通过球磨既能避免铜粉氧
化，又能获得较高的球形度且粒径范围可控，而
且还能减小铜粉的比表面积而不易氧化，具有铜
粉氧含量低、抗氧化性强且松装密度低，制备工
艺简单可控、
生产效率高、
成形性好的特点。
说明书6页
附图2页
CN 117324617 A
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1 .一种低氧低松装密度的注射成型用铜粉，其特征在于所述注射成型用铜粉的氧含量
低于0 .15%且粉体中位径D50为10～40µm、
粉体松装密度为1 .46～1 .76g .cm‑3。
2 .一种权利要求1所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于包括
水雾化、
球磨步骤，具体内容为：
水雾化：将铜料熔化后通过水雾化工艺，制备得到不规则形状铜粉；
球磨：将前述铜粉真空干燥，然后在氩气与氢气的混合气氛中进行球磨后分离，得到
低氧低松装密度的注射成型用铜粉。
3 .根据权利要求2所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于所述
水雾化步骤中铜料为纯度不小于99 .95%的阴极铜，所述铜料熔化的温度为1150～1250℃，
熔化的铜液添加有脱氧剂和/或精炼剂并静置保温10～20min。
4 .根据权利要求3所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于所述
水雾化步骤中铜料在熔炼室内加热熔化，熔化的铜液添加脱氧剂和/或精炼剂后在静置保
温的过程中间隔搅拌3～5次，
静置保温结束后刮除液态铜表面的浮渣。
5 .根据权利要求2所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于所述
水雾化步骤中的雾化水内添加有体积占比1～10%的苯丙三氮唑，所述水雾化工艺中的水雾
化压力为70～110Mpa。
6 .根据权利要求2至5任意一项所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特
征在于所述球磨步骤中水雾化得到的铜粉先经50～60℃的真空干燥，然后装入球磨机中在
氩气与氢气体积比为(3～7)：(7～3)的混合气氛下球磨。
7 .根据权利要求6所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于所述
球磨步骤中钢球的直径为8～12mm，或者钢段的规格为8×10mm或10×12mm。
8 .根据权利要求7所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于所述
球磨机中铜粉与钢球或钢段的质量比为(5～25)：
9 .根据权利要求8所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于所述
球磨步骤中球磨机的转速为250～360r/min且球磨1～10h。
10 .根据权利要求6所述低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法，其特征在于所述
球磨步骤中待球磨结束后，将铜粉在球磨机内的混合气氛下自然冷却至室温后取出，制备
得到低氧低松装密度的注射成型用铜粉。
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一种低氧低松装密度的注射成型用铜粉及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及有色金属技术领域，
具体涉及一种铜粉氧含量低、抗氧化性强且松装
密度低，制备工艺简单可控、
生产效率高、
成形性好的低氧低松装密度的注射成型用铜粉及
其制备方法。
背景技术
[0002] 金属注射成型（简称MIM），
是一种混合金属粉末和粘合剂采用注射成型技术，从而
获得金属零部件的方法。
由于MIM结合了粉末冶金和塑料注射成型的优点，将塑料注射成型
技术用于批量生产、复杂形状零件成形，突破了传统金属粉末成型工艺在产品形状上的限
制，成为现代制造高质量精密零件的近净成形技术，具有常规粉末冶金、
机械加工和精密铸
造无可比拟的优势。因此，MIM已成为粉末冶金领域中发展迅速、最具发展前景的新型近净
成形技术，被誉为“世界上最流行的金属零件成形技术”之一。
[0003] MIM工艺过程中是先将选定的金属粉末与粘结剂混合，
然后将混合物造粒并注射
成型为所需的形状，通过脱脂和烧结除去粘结剂，从而获得所需的金属产品，或者在随后的
成型之后，经表面处理、
热处理、
机械加工等方式使产品更加完美。因此，MIM用金属粉体的
质量对后期烧结坯体质量具有十分重要的影响。
[0004] 铜粉由于具有较高的表面活性和良 好的导电、
导热性能，因此是主要的MIM用粉
目前，金属粉体的制备工艺主要有电解法、
射频等离子法、
等离子旋转电极法、
金属热还
原法、
氢化脱氢法及雾化法等。其中，
电解法因其制备的粉体比表面积大、
电解成本高，而且
在废酸及酸雾处理方面对环境影响较大，因此存在一定的局限性；而射频等离子法、
等离子
旋转电极法等需要射频等离子炬、高能等离子枪等作为热源，所需设备复杂、原材料要求
高、成本高，难以满足大批量金属粉末的生产需求；金属热还原法则存在粉末粒度可控性
差、还原周期长、金属粉末纯度差等缺点；氢化脱氢法一般仅适用于钛粉的制备，无法适用
于铝、
铜等其他金属粉末的制备；雾化法虽然具有合金化程度高、
成分均匀、
生产效率高、
本低等优势，但制备的粉体存在微观形状不规则及粒径分布范围大的问题，从而导致粉体
流动性能差及比表面积大，不仅氧含量较高且抗氧化性能差，而且松装密度高达2 .5～
3 .5g .cm‑3，在MIM用粉体上存在一定局限性。为此，现有技术中有通过改进水雾化喷头的形
大小、
数量及工艺参数，从而降低金属粉末的松装密度、
含氧量和粒径分布范围，但由于
水雾化的技术局限，导致最终得到的金属粉末氧含量、松装密度和粒径分布范围只可能是
有所降低，难以满足高性能MIM对金属粉体的要求。
发明内容
[0005] 针对现有技术中的不足，
本发明提供了一种铜粉氧含量低、抗氧化性强且松装密
度低的低氧低松装密度的注射成型用铜粉，还提供了一种制备工艺简单可控、
生产效率高、
成形性好的低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法。
[0006] 本发明低氧低松装密度的注射成型用铜粉是这样实现的：
所述注射成型用铜粉的
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氧含量低于0 .15%且粉体中位径D50为10～40µm、
粉体松装密度为1 .46～1 .76g .cm‑3。
[0007] 本发明低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法是这样实现的：
包括水雾化、
球磨步骤，具体内容为：
水雾化：将铜料熔化后通过水雾化工艺，制备得到不规则形状铜粉；
球磨：将前述铜粉真空干燥，然后在氩气与氢气的混合气氛中进行球磨后分离，
得到低氧低松装密度的注射成型用铜粉。
[0008] 进一步的，
所述水雾化步骤中铜料为纯度不小于99 .95%的阴极铜，所述铜料熔化
的温度为1150～1250℃，
熔化的铜液添加有脱氧剂和/或精炼剂并静置保温10～20min。
[0009] 进一步的，
所述水雾化步骤中铜料在熔
各位师傅觉得这个方案怎么样？有更好的做法吗？