专利名称：球形金属粉及球形镍粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及金属粉的制备工艺，特别涉及球形金属粉及球形镍粉的制备方法。
背景技术：
目前，用于制备球形金属粉特别是球形镍粉的生产方法主要有氧化还原法，电解 法，雾化法，以及羰基金属法等，其中，电解法制备的镍粉形貌呈树枝状，粉末颗粒本身存在 较大的内应力，粉末压制性较差，雾化法制备的镍粉氧含量较高，羰基法制备的镍粉粉末颗 粒细小，但制备过程中产生有毒无机物，造成严重的环境污染。氧化还原法制备的镍粉通常 粉末综合性能良好，粉末氧含量较低，并且在制备过程中无环境污染。目前以多孔金属为 原料来制备金属粉，只有氧化还原法可以实现，专利CN1234491C提出可采用多孔金属为原 料，通过多级氧化与多级破碎后，再进行还原处理以制备325目颗粒尺寸的金属镍粉末，但 这一专利所采用的方法需要多级氧化与高温还原，此工艺不仅能耗高，并且粉末在高温条 件下还原还不彻底，工艺流程复杂，同时对金属镍的回收利用率也不高，而且此工艺所制备 的镍粉形貌不规则，较难满足市场需求。上述各种制备方法都基本为化学方法，因此工艺复 杂、难控制、成本高。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺非常简单、成本很低、适于工业化生产的制备球形金属 粉的方法，制得的球形金属粉形貌规则，粒径分布均勻，性能优良。本发明通过以下方案予以实现采用多孔金属为原料，先将原料破碎成粉末颗粒， 之后，一是采用在保护气氛条件下直接球磨方式，或是采用气流研磨方式对破碎后的原料 粉末进行研磨加工得球形金属粉，最后对研磨加工后的球形金属粉进行多级分筛，得到粒 径为5-100 μ m的球形金属粉。所述的保护气氛选自氮气或惰性气体中一种或多种，为降低成本，优选氮气。在球磨工艺中，球磨介子采用直径为10_50mm的与原料金属成分相同或基本相同 (即与原料金属相对应)的金属珠，球磨转速为200-500rpm。在气流研磨工艺中，采用氮气或氢气与氮气的混合气体作为气流介质，气体压力 0. 7-1. OMPa0该制备方法可采用多孔铜、多孔铁、多孔镍铁合金、多孔镍钨合金等来制备相应的 球形铜粉、铁粉、镍铁合金粉、镍钨合金粉等。球形镍粉是目前市场上用途最广的金属粉，其制备方法如下采用多孔金属镍或 镍的电镀阳极溶解物为原料，先将镍原料破碎成1. 0-3. Omm粒度大小的颗粒，之后，一是采 用在保护气氛条件下直接球磨方式，或是采用气流研磨方式对镍原料粉进行研磨加工至得 到球形镍粉，最后对研磨后的球形镍粉进行多级分筛，得到粒径为5-100 μ m的球形金属镍 粉。
所述的保护气氛选自氮气或惰性气体中一种或多种，为降低成本，优选氮气。在球磨工艺中，球磨介子采用直径为10-50mm的镍珠，球磨转速为200_500rpm。气流研磨工艺中，采用氮气或氢气与氮气的混合气体作为气流介质，气体压力 0. 7-1. OMPa0与现有技术相比，本发明的优点体现于1.本发明采用的是以多孔金属为原料， 直接破碎后进行球磨，再进行分筛的工艺方法，摒弃了多级氧化-破碎，最后还原的流程， 无须氧化而直接破碎、研磨加工金属原料的纯物理法，具有生产能耗小，生产效率高，流程 简单、环保、成本低廉的优势。2.采用本发明所制备的球形金属粉，产品纯度高，形状规则，粒度均勻。3.本发明的制备方法，设备简单，易实现规模化生产。
图1 采用本发明制备的球形金属镍粉SEM2 现有氧化还原工艺制备的金属 镍粉SEM图
具体实施例方式实施例1以厚度为2. Omm的泡沫镍为原料，将Ikg泡沫镍其放入鄂式破碎内剪切 破碎20min，使其成为粒径为1. 8mm的原料镍粉末颗粒；再将原料镍粉末颗粒0. 98kg放入 高能球磨机中，球磨机的转速为200rpm，采用直径为20mm的镍珠做为球磨介子，以纯度为 99%的氮气作为保护气氛，在保护气氛条件下球磨30min，然后通过振动筛对球磨后的镍粉 进行分筛，得到了粒径为40 μ m的球形镍粉，其占球形镍粉总质量的32%，粒径为60 μ m的 占54%，粒径为72 μ m的占14%。将利用此工艺和传统的氧化还原法制备的镍粉在500X电镜下观察镍粉形貌，检 测结果如图1和图2所示。对比后可知，采用本发明所制备的球形金属镍粉粒度尺寸更为 均勻，而且球形非常规则。实施例2采用实施例1基本相同的方式制备高性能球形镍粉，与其不同的工艺条 件如下1.收集镍的电镀阳极溶极物作为原料；2.球磨介子采用50mm镍珠，球磨机转速为 300rpm ；3.球磨时间为 400min。4.保护气氛采用惰性气体氮气。按上述方法制备的球形镍粉，经过分筛后测量，粒径为8μπι的球形镍粉占球形镍 粉总质量的51 %，粒径为18 μ m的占26 %，粒径为32 μ m的占23 %。实施例3以厚度为IOmm的泡沫镍为原料，将1. 5kg泡沫镍放入鄂式破碎内剪切破 碎120min，使其成为粒径为2. Omm的原料镍颗粒；再将原料镍颗粒1. 48kg放入气流研磨机 中，其工艺条件如下采用氮气作为气流介质，气体压力0. 7MPa。然后通过振动筛对研磨后 的球形镍粉进行分筛。按上述方法制备的球形镍粉，经过分筛后测量，粒径为25 μ m的球形镍粉占球形 镍粉总质量的48 %，粒径为40 μ m的占24%，粒径为55 μ m的占28 %。实施例4以厚度为2. Omm的泡沫铜为原料，将Ikg泡沫铜其放入鄂式破碎内剪切 破碎25min，使其成为1. 5mm粒径的原料铜颗粒；再将原料铜颗粒0. 98kg放入高能球磨机中，球磨机的转速为380rpm，用直径为28mm的铜珠做为球磨介子，以混合惰性气体作为保 护气氛，在保护气氛条件下球磨360min，然后通过振动筛对球磨后的球形镍粉进行分筛，得 到了粒径为25 μ m球形铜粉，其占球形铜粉总质量的58 %，粒径为20 μ m的占23 %，粒径为 18 μ m 的占 19%。
实施例5以厚度为8mm的泡沫镍铁合金为原料，将Ikg泡沫铁镍合金原料放入鄂 式破碎内剪切破碎55min，使其成为2. 3mm粒度大小的原料镍铁合金颗粒；再将原料镍铁 合金颗粒0. 98kg放入气流研磨机中，其工艺条件如下采用氢气与氮气的混合气体作为气 流介质，气体压力0. 9MPa。然后通过振动筛对研磨后的镍铁合金粉进行分筛，得到了粒径 为18 μ m球形镍铁合金粉，占球形镍铁合粉总质量39 %，粒径为16 μ m的占55 %，粒径为 15 μ m 的占 6%。
权利要求
一种球形金属粉的制备方法，其特征在于采用多孔金属为原料，先将原料破碎成粉，之后一是采用在保护气氛条件下直接球磨方式，或是采用气流研磨方式对原料粉末进行研磨加工至得到球形金属粉，最后对研磨加工后的球形金属粉进行多级分筛，得到粒径为5-100μm的球形金属粉。
2.如权利要求1所述的球形金属粉的制备方法，其特征在于所述的球磨方式的保护 气氛选自氮气或惰性气体中一种或多种。
3.如权利要求2所述的球形金属粉的制备方法，其特征在于所述的保护气氛优选氮 气。
4.如权利要求1 3之一所述的球形金属粉的制备方法，其特征在于球磨工艺中，球 磨介子采用直径为10-50mm的与原料金属相对应的金属珠，球磨转速为200_500rpm。
5.如权利要求1 3之一所述的球形金属粉的制备方法，其特征在于所述气流研磨 工艺中，采用氮气或氢气与氮气的混合气作为气流介质，气体压力为0. 7-1. OMPa0
6.一种球形金属镍粉的制备方法，其特征是采用多孔金属镍或镍的电镀阳极溶解物 为原料，先将镍原料破碎成粉，之后一是采用在保护气氛条件下直接球磨方式，或是采用气 流研磨方式对破碎后的原料镍粉末进行研磨加工至得到球形镍粉，最后对研磨加工后的球 形镍粉进行多级分筛，得到粒径为5-100 μ m的球形金属镍粉。
7.如权利要求5所述的球形金属镍粉的制备方法，其特征在于所述球磨方式中的保 护气氛选自氮气或惰性气体中一种或多种。
8.如权利要求7所述的球形金属粉的制备方法，其特征在于所述的保护气氛优选氮气。
9.如权利要求6 8之一所述的球形金属镍粉的制备方法，其特征在于球磨工艺中， 球磨介子采用直径为10-50mm的镍珠，球磨转速为200-500rpm。
10.如权利要求6 8之一所述的球形金属粉的制备方法，其特征在于所述气流研磨 工艺中，采用氮气或氢气与氮气的混合气体作为气流介质，气体压力0. 7-1. OMPa0
全文摘要
本发明提供了一种制备球形金属粉特别是镍粉的方法，采用多孔金属(镍)为原料，经破碎之后，采用直接球磨方式或气流研磨方式对破碎后的原料粉末进行研磨加工得球形金属粉，最后对研磨加工后的球形金属粉进行多级分筛，得到粒径为5-100μm的球形金属粉。本发明的制备方法生产能耗小、设备简单、生产效率高，流程简单、环保、成本低、易实现规模化生产，并且所制备的球形金属粉，产品纯度高，形状规则，粒度均匀。
文档编号B22F9/04GK101837459SQ201010197168
公开日2010年9月22日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者吴庆锋, 周小平, 周泽欢, 廖丽军, 朱济群, 董成国, 蒋素斌, 谢红雨, 陈红辉, 陈通杰, 龙文贵 申请人:常德力元新材料有限责任公司