专利名称：一种雾化铜粉氧化改性的生产方法
技术领域：
本发明涉及冶金技术领域内铜粉的一种精炼方法，进一步是指一种雾化铜粉氧化改性的生产方法。
氧化还原法生产铜粉是铜粉工业生产中的主要方法之一。由于用该方法生产铜粉较电解法生产铜粉对环境污染小，能耗低，粉末质量在压制性、烧结性、抗氧化性等诸多方面具有明显优势，因此用氧化还原法生产铜粉一直被众多生产厂家所看重。而氧化还原法生产的关键技术则是原料铜粉的氧化，因为只有氧化技术解决得好，铜粉才易于改性。但在实际生产中存在的问题是，铜粉的氧化本身不易进行，因为无论是水雾化铜粉或气雾化铜粉，在铜粉氧化过程中，外层氧化由氧化铜组成，中心部分为铜，两者之间为氧化亚铜层，铜粉颗粒的氧化深度取决于由氧离子通过各层的扩散速度，而且与各氧化层的致密度及缺陷(和空隙裂纹等)有关。在通常条件下，由于各氧化层致密度较高，氧离子进行扩散困难，所以氧化速度很慢，效率很低，很难改变铜粉的形状及内部结构。
正是由于上述原因，所以如何寻求一种对雾化铜粉改性的经济高效的工业氧化方法，以达到显著改变雾化铜粉的颗粒形状及内部结构，是国内外各制粉厂家斥资研究的重要课题。在国外(比如美国)，氧化还原法已是制取铜粉的主要方法。在八十年代初，由美国金属学会主编的《金属手册》第七版第七卷关于粉末冶金的内容中发表了美国SCM金属制品公司的用氧化还原法生产工业铜粉的工艺及性能指标，对于其中的关键技术即氧化过程的热力学及动力学问题进行了分析和探讨，并提出了雾化铜粉在回转炉或流态化床中的氧化条件及所获还原铜粉的性能松装密度2.6-2.8g/cm3，流动性＜30秒/50g，压坯强度稍高于氧化前的雾化铜粉。在1995年《中南工业大学学报》V.26.N6中发表了国内一篇题名为“低松比雾化铜粉研制”的论文，它采用了与美国SCM公司类似的工艺方法，也获得了与美国SCM公司性能水平相当的铜粉。但上述国外和国内分别介绍的两种氧化还原铜粉，虽然铜粉性能有所提高，但由于氧化技术并没有完全解决好，因此用该法制得的铜粉形状和结构改变不大，粉末性能仍偏低，还是达不到替代电解铜粉的要求。
由于国内的研究一直解决不好氧化还原法的主要生产步骤-原料铜粉的氧化改性问题，即还不能找到一种切实有效的氧化方法，所以目前国内铜粉生产仍然以采用污染大、能耗高的电解法为主。而国外的情况似乎有了进展，1999年从INTERNET网上查到的美国OMG金属粉末公司(SCM公司已并入OMG公司)生产的经氧化还原处理的雾化铜粉性能有了较大的提高，其松装密度为1.38-2.15/cm3，压坯强度为12.4-21MPa。但是该公司的氧化关键技术严格保密，多次派代表团到我国推销该铜粉，并在北京设有代理商，但不愿转让其生产技术。
本发明的目的，乃是提供一种对雾化铜粉进行氧化改性的经济高效的工业氧化方法，使之显著改变雾化铜粉颗粒形状及内部结构，从而有效控制和降低经氧化还原法制得的铜粉的松装密度，提高压坯强度，达到国外同类产品的先进水平。
本发明的解决方案如下。将原料铜粉粉末颗粒松装在舟皿或传送带上，在450-750℃经氧化使粉末产生一定的烧结来加速氧化过程，由于颗粒烧结体由氧化铜、氧化亚铜及铜构成，便在脆性氧化膜内造成较大的应力，从而使颗粒氧化膜内产生大量的微裂纹及结构缺陷，造成氧向颗粒内部渗入和扩散的通道，大大地加速铜粉的氧化速度及深度，从而显著地改变了铜粉颗粒形状及内部结构，按铜粉的氧化增重换算的含氧量为8-15％。
上述制作的铜粉混合氧化物经粉碎和分解氨还原后，可获得多孔的海绵状铜粉，其松装密度为1.1-2.8g/cm3，流动性＞35秒/50g，压坯强度为12-18MPa，而且可根据产品性能要求进行有效的控制。
与现有技术相比，本发明方法具有如下技术效果①其氧化设备及工艺简单，易于控制和进行规模生产，氧化费用低，生产效率高，在选定的氧化条件下，只需要15-20分钟，就可达到氧化要求。②铜粉粉末性能(松装密度、流动性、压坯强度)均比美国SCM公司和国内研制的低松比雾化铜粉高，与美国OMG公司当前的性能水平相同。③本发明所生产的铜粉，松比低，压坯强度高，在粉末冶金、电碳材料和金刚石工具中可完全替代电解铜粉，既可提高铜粉的压制性、烧结性和粉末抗氧化性，又可大量节能，避免因采用电解法而引起的污染，降低生产成本。
实施例用-80目水雾化铜粉松装于舟皿中，在加热炉内于空气气氛中650～700℃，保温15～20分钟进行烧结氧化，粉末烧结体可达到均匀红黑色，按按粉末的氧化增重换算成含氧量为12％，再经粉碎和分解NH3还原后，粉末性能如下松装密度1.9g/cm3，流动性＞40秒/50g，压坯强度为18MPa,-200目粉末＞95％。
权利要求
1.一种雾化铜粉氧化改性的生产方法，其特征在于，将原料铜粉粉末颗粒松装于舟皿或传送带上，在450～750℃经氧化使粉末产生一定的烧结来加速氧化过程。
全文摘要
本发明是一种雾化铜粉氧化改性的生产方法,它是将原料铜粉粉末颗粒松装在舟皿或传送带上,在450－750℃经氧化使粉末产生一定的烧结来加速氧化过程,在脆性氧化膜内造成较大的应力,使颗粒氧化膜内产生大量的微裂纹及结构缺陷,造成氧向颗粒内部渗入和扩散的通道,大大加速铜粉的氧化速度及深度,从而显著地改变铜粉颗粒形状及内部结构。最后制成的铜粉,其松装密度为1.1－2.8g/cm
文档编号C01G3/02GK1320560SQ0011345
公开日2001年11月7日 申请日期2000年5月26日 优先权日2000年5月26日
发明者李国胜, 易琼 申请人:李国胜, 易琼