一种减少和抑制水雾化制粉中金属粉末氧化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉末冶金领域，具体涉及一种减少和抑制水雾化制粉中金属粉末氧化的方法，还涉及一种采用该方法制备的金属粉末。
【背景技术】
[0002]雾化法是一种制备金属制粉的常用方法，该方法采用水或惰性气体击碎金属或合金熔体而制得粉末。雾化法主要分为气雾化和水雾化。气雾化是主要制备全球形金属粉末的方法，采用高压气体通过喷嘴破碎金属熔体得到粉末，气雾化中间包处在大气环境下，而其雾化室处于惰性气体环境下，制备过程中金属或合金熔体不易被氧化，制备的金属粉末氧含量低，约为120ppm。水雾化以水作为雾化介质，由于水的热容比气体大得多，对金属液滴的冷却能力强，冷凝速度快，所以水雾化制取的金属及合金粉末其粉末粒度细，颗粒形状为不规则状，具有良好的压缩性和成型性，是制造粉末冶金零件极重要的原料。而且水雾化介质是水，其运行成本和设备投资都比气雾化低，水雾化金属及合金粉末的产量是气雾化金属及合金粉末产量的10倍多。
[0003]但是在高压水雾化中金属液粒与水产生反应生成氧化物，使得金属粉末的含氧量较高(0.5-0.8mass% )，影响了粉末的质量，限制了粉末的使用范围。为了消除和降低粉末的含氧量，采用过很多工艺方法，如采用惰性气体充入雾化桶中，减少雾化桶中的含氧量，但是这种方法效果不佳，因为高压水本身能和熔融金属反应生产氧化物；也有采用将雾化粉末进行还原反应的工艺，虽然这种方法能够降低部分含氧量，但不能有效解决法粉末氧化问题，其原因是很多粉末的氧化物是不能通过氢气和C0来进行还原的，如Cr203、Si02、A1203、SnO、T1、MgO、ZrO、PbO、V205、CdO等，特别是对一些合金粉末，氧化还原效果不好，另外氧化还原成本较高，使得这种方法不能推广。高压水雾化粉末含氧量较高，一直是一个没有解决的难点课题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种减少和抑制水雾化制粉中金属粉末氧化的方法，能够抑制了金属氧化的形成，大幅度降低了金属粉末的含氧量。
[0005]本发明的第一个方面是提供一种减少和抑制水雾化制粉中金属粉末氧化的方法，采用高压水将金属熔体打击粉碎制得金属粉末，其中水中含有少量的有机物。
[0006]优选地，所述有机物与水的重量比为(1-30): (70-99)。
[0007]进一步优选地，所述有机物与水的重量比为(2-20): (80-98)。
[0008]优选地，所述有机物为醇类有机物、醛类有机物、酮类有机物、羧酸类有机物、胺类有机物中的一种或多种。
[〇〇〇9]优选地，所述醇类有机物为Q 15醇，更优选为Q i。醇，更优选为Q s醇，更优选为
C15醇，例如可以为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、仲丁醇和叔丁醇中的一种或多种。
[0010]优选地，所述醛类有机物为Ci 15酸，更优选为Ci i。酸，更优选为Ci s酸，更优选为Ci 5醛，例如可以为乙醛、正丙醛和异丙醛中的一种或多种。
[0011] 优选地，所述酮类有机物为c215si更优选为为c2 i。酮，更优选为c2 8更优选为c2 5酮，例如可以为丙酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮和环戊酮中的一种或多种。
[0012]优选地，所述羧酸类有机物为Ci 15羧酸，更优选为为Ci i。羧酸，更优选为Ci s羧酸，更优选为c15羧酸，例如可以为甲酸、乙酸、草酸、琥珀酸、丙三酸和丁二酸中的一种或多种。
[0013] 优选地，所述胺类有机物选自C115伯胺(更优选为。伯胺，更优选为C1S伯胺，更优选为C15伯胺，例如可以为甲胺、乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、仲丁胺和叔丁胺中的一种或多种)、c215仲胺(更优选为c2 i。仲胺，更优选为c2 s仲胺，更优选为c2 5仲胺，例如可以为二甲胺、二乙胺和N-乙基丙胺中的一种或多种)、C3 15叔胺(更优选为C3 i。仲胺，更优选为C3 s仲胺，更优选为C3 6仲胺，例如可以为三甲胺、三乙胺、N，N-二甲基正丙胺、N，N-二甲基乙胺和N，N-二甲基丁胺中的一种或多种)、C4 15季铵盐(更优选为C4 i。季铵盐，例如可以为四甲基季铵盐、四乙基季铵盐、四丙基季铵盐中的一种或多种)、Q i。酰胺(更优选为C1S伯胺，更优选为C15伯胺，例如可以为甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、二乙酰胺二甲基乙酰胺中的一种或多种)中的一种或多种。
[0014]其中，所述金属粉末可以为 Mg、Al、Fe、N1、Cu、Ag、Cd、Sn、Pb、Co、Cr、Mn、S1、B、V或 Nb 金属粉末，或者可以为 Mg、Al、Fe、N1、Cu、Ag、Cd、Sn、Pb、Co、Cr、Mn、S1、B、V 和 Nb 中的两种或两种以上组成的合金粉末。
[0015]优选地，高压水将金属熔体打击粉碎后，回收含有有机物的水，循环使用。
[0016]本发明的第二个方面是提供一种金属粉末，所述金属粉末采用本发明第一个方面所述的任意一种方法制备而成。
[0017]本发明在金属熔体雾化的水体中放入有机物，有机物与熔融金属反应产生C0和ch4等还原性气体，抑制了金属氧化的形成，大幅度降低了金属粉末的含氧量，水雾化金属粉末含氧量从〇.5-0.8mass%大幅下降到0.08-0.15mass%，大大提高了粉末的质量，拓宽了粉末的应用范围。
【附图说明】
[0018]图1为金属熔体高压水雾化制粉示意图。
[0019]其中图标为:1金属熔体、2中间漏包、3水雾化喷嘴、4雾化水箱、5高压水泵、6雾化桶、7搅拌装置、8离心甩干机、9真空干燥箱、10筛分机、11金属粉末。
【具体实施方式】
[0020]参照图1，本发明中金属熔体高压水雾化制粉的过程为:金属熔体1经中间漏包2的中间漏包出口进入雾化桶6,雾化水箱4中的水雾化介质(常规为纯水，本发明中为含有有机物的水)在高压水泵5作用形成高压水，经水雾化喷嘴3进入雾化桶6,将金属熔体1打击粉碎，然后混合物经离心甩干机8甩干，真空干燥箱9干燥，筛分机10过筛，最终得到金属粉末11。由于本发明中水雾化介质为含有有机物的水，为了使有机物与水混合均匀，雾化水箱4中可以设有搅