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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<blockquote>
<p>以下内容整理自《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.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 117324617 A</p>
<p>(43)申请公布日 2024.01.02</p>
<p>(21)申请号 202311436995 .1</p>
<p>(22)申请日 2023 .11 .01</p>
<p>(71)申请人 昆明冶金研究院有限公司</p>
<p>地址 650031 云南省昆明市五华区圆通北</p>
<p>路86号</p>
<p>B22F 9/08 (2006 .01)</p>
<p>B22F 1/145 (2022 .01)</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>(72)发明人 张玮 简胜 张永平 张辉</p>
<p>岳有成 李恒 孙彦华 陈越</p>
<p>闫森 刁微之</p>
<p>(74)专利代理机构 云南律翔知识产权代理事务</p>
<p>所(普通合伙) 53219</p>
<p>专利代理师 谢乔良</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 1/00 (2022 .01)</p>
<p>B22F 1/052 (2022 .01)</p>
<p>B22F 9/04 (2006 .01)</p>
<p>CN 117324617 A</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种低氧低松装密度的注射成型用铜粉及</p>
<p>其制备方法</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明属于有色金属技术领域，具体公开一</p>
<p>种低氧低松装密度的注射成型用铜粉及其制备</p>
<p>方法。所述注射成型用铜粉的氧含量低于0 .15%</p>
<p>且粉体中位径D50为10～40µm、粉体松装密度为</p>
<p>1 .45～1 .75g .cm‑3。所述制备方法包括将铜料熔</p>
<p>化后通过水雾化工艺，得到不规则形状铜粉；将</p>
<p>前述铜粉真空干燥，后在氩气与氢气的混合气氛</p>
<p>中进行球磨并分离，得到低氧低松装密度的注射</p>
<p>成型用铜粉。</p>
<p>本发明使水雾化制备的不规则铜粉</p>
<p>在混合气氛中球磨，通过球磨既能避免铜粉氧</p>
<p>化，又能获得较高的球形度且粒径范围可控，而</p>
<p>且还能减小铜粉的比表面积而不易氧化，具有铜</p>
<p>粉氧含量低、抗氧化性强且松装密度低，制备工</p>
<p>艺简单可控、</p>
<p>生产效率高、</p>
<p>成形性好的特点。</p>
<p>说明书6页</p>
<p>附图2页</p>
<p>CN 117324617 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>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</p>
<p>低于0 .15%且粉体中位径D50为10～40µm、</p>
<p>粉体松装密度为1 .46～1 .76g .cm‑3。</p>
<p>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</p>
<p>水雾化、</p>
<p>球磨步骤，具体内容为：</p>
<p>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；</p>
<p>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</p>
<p>低氧低松装密度的注射成型用铜粉。</p>
<p>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</p>
<p>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℃，</p>
<p>熔化的铜液添加有脱氧剂和/或精炼剂并静置保温10～20min。</p>
<p>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</p>
<p>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</p>
<p>温的过程中间隔搅拌3～5次，</p>
<p>静置保温结束后刮除液态铜表面的浮渣。</p>
<p>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</p>
<p>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</p>
<p>化压力为70～110Mpa。</p>
<p>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</p>
<p>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</p>
<p>氩气与氢气体积比为(3～7)：(7～3)的混合气氛下球磨。</p>
<p>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</p>
<p>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。</p>
<p>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</p>
<p>球磨机中铜粉与钢球或钢段的质量比为(5～25)：</p>
<p>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</p>
<p>球磨步骤中球磨机的转速为250～360r/min且球磨1～10h。</p>
<p>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</p>
<p>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</p>
<p>得到低氧低松装密度的注射成型用铜粉。</p>
<p>CN 117324617 A</p>
<p>1/6 页</p>
<p>一种低氧低松装密度的注射成型用铜粉及其制备方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明涉及有色金属技术领域，</p>
<p>具体涉及一种铜粉氧含量低、抗氧化性强且松装</p>
<p>密度低，制备工艺简单可控、</p>
<p>生产效率高、</p>
<p>成形性好的低氧低松装密度的注射成型用铜粉及</p>
<p>其制备方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属注射成型（简称MIM），</p>
<p>是一种混合金属粉末和粘合剂采用注射成型技术，从而</p>
<p>获得金属零部件的方法。</p>
<p>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</p>
<p>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</p>
<p>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、</p>
<p>机械加工和精密铸</p>
<p>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</p>
<p>成形技术，被誉为“世界上最流行的金属零件成形技术”之一。</p>
<p>[0003] MIM工艺过程中是先将选定的金属粉末与粘结剂混合，</p>
<p>然后将混合物造粒并注射</p>
<p>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</p>
<p>成型之后，经表面处理、</p>
<p>热处理、</p>
<p>机械加工等方式使产品更加完美。因此，MIM用金属粉体的</p>
<p>质量对后期烧结坯体质量具有十分重要的影响。</p>
<p>[0004] 铜粉由于具有较高的表面活性和良 好的导电、</p>
<p>导热性能，因此是主要的MIM用粉</p>
<p>目前，金属粉体的制备工艺主要有电解法、</p>
<p>射频等离子法、</p>
<p>等离子旋转电极法、</p>
<p>金属热还</p>
<p>原法、</p>
<p>氢化脱氢法及雾化法等。其中，</p>
<p>电解法因其制备的粉体比表面积大、</p>
<p>电解成本高，而且</p>
<p>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、</p>
<p>等离子</p>
<p>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</p>
<p>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</p>
<p>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</p>
<p>于铝、</p>
<p>铜等其他金属粉末的制备；雾化法虽然具有合金化程度高、</p>
<p>成分均匀、</p>
<p>生产效率高、</p>
<p>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</p>
<p>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～</p>
<p>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</p>
<p>大小、</p>
<p>数量及工艺参数，从而降低金属粉末的松装密度、</p>
<p>含氧量和粒径分布范围，但由于</p>
<p>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</p>
<p>有所降低，难以满足高性能MIM对金属粉体的要求。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0005] 针对现有技术中的不足，</p>
<p>本发明提供了一种铜粉氧含量低、抗氧化性强且松装密</p>
<p>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、</p>
<p>生产效率高、</p>
<p>成形性好的低氧低松装密度的注射成型用铜粉制备方法。</p>
<p>[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：</p>
<p>所述注射成型用铜粉的</p>
<p>CN 117324617 A</p>
<p>2/6 页</p>
<p>氧含量低于0 .15%且粉体中位径D50为10～40µm、</p>
<p>粉体松装密度为1 .46～1 .76g .cm‑3。</p>
<p>[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：</p>
<p>包括水雾化、</p>
<p>球磨步骤，具体内容为：</p>
<p>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；</p>
<p>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，</p>
<p>得到低氧低松装密度的注射成型用铜粉。</p>
<p>[0008] 进一步的，</p>
<p>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</p>
<p>的温度为1150～1250℃，</p>
<p>熔化的铜液添加有脱氧剂和/或精炼剂并静置保温10～20min。</p>
<p>[0009] 进一步的，</p>
<p>所述水雾化步骤中铜料在熔</p><hr>
<p>各位师傅觉得这个方案怎么样？有更好的做法吗？</p>