一种铜包铁复合粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铜包铁复合粉的制备方法，属于复合粉技术领域。
【背景技术】
[0002]铜包铁复合粉是近年来开发生产的含油轴承的理想材料，它是以铁粉为基础，在其颗粒表面包覆一层铜膜，形成一种外观颜色与铜粉一样的铜铁基复合粉。用铜包铁复合粉生产的含油轴承与用青铜粉制作的含油轴承相比，不仅符合环保要求，而且价格低得多，得到广大用户的广泛应用和推广。广泛用于制造粉末冶金含油轴承、摩擦材料以及金刚石工具中的粘结相材料。
[0003]现有的铜铁混合粉的生产方法采用的是混合扩散法，它是把铜粉和还原铁粉按一定的比例混合，然后加热到一定的温度，使铜粉熔化并包覆在铁粉颗粒表面，由于该方法是一种以物理的方式把铜包覆在铁粉颗粒的表面，因此，它存在着如下的不足:由于铜粉和铁粉间的松密度不一样，混合时易出现偏析，偏析就造成有地地方铜多一些，有的地方铜少一些，甚至无铜，铜多的地方，铜包覆铁粉颗粒时，铜膜过厚;铜少的地方，铜包覆铁粉颗粒时，包覆不完全，甚至完全未包覆。总之，是铜包覆铁粉不均匀。同时由于铜与铁之间是物理性接触，容易将气体包覆其中，致使接触紧密程度降低，造成铜膜鼓泡和脱落。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前利用铜粉与铁粉通过混合扩散法制备的铜包铁复合由于铜粉与铁粉之间的密度等物理性质存在差异，造成铜包覆铁粉不均匀或使其紧密程度降低，造成铜膜鼓泡或脱落的问题，提供了一种利用铜氨保护溶液与铁锈还原的铁粉进行混合，并在分散剂以及络合剂的辅助下，通过两次超声分散制备铜包铁复合粉。本发明制备的铜包铁复合粉中铜包覆铁均匀，同时不会出现铜膜鼓泡和脱落的现象。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)取70?80g硫酸铜置于烧杯中，并向其加入去离子水，搅拌直至硫酸铜被完全溶解后，再向其加入混合液质量25?30%质量分数为25%的氨水，对其搅拌10?15min，得铜氨保护溶液，备用；
(2)取100?150g铁锈，将其置于马弗炉内，并向其通入氢气，排除反应釜内空气后，以3°C/min的速率进行加热至200?300°C，反应40?45min，保温I?2h后，将反应物取出，静置冷却至室温，得铁粉；
(3)待静置冷却至室温后，用去离子水对其洗涤2?3次，并置于带涡轮式搅拌的反应釜内，并向其加入铁粉质量20?30%的去离子水和铁粉质量2?3%的聚丙烯酸酯，反应温度为70?800C，反应20?30min后，使其冷却至室温后，对其过滤，并将过滤物烘干，置于粉碎机中粉碎并过筛，得120?150目粉末；
(4)将上述制备的粉末置于烧杯中，并对其加热，控制其温度为40?45°C，加热20?25min后，将其趁热取出，并与步骤(I)制备的铜氨保护溶液按固液比30:1进行搅拌混合后，再加入铜氨保护溶液质量I?2%的柠檬酸钠，对其搅拌直至混合均匀后，置于超声中分散I?2min;
(5)待分散完成后，向上述混合物中加入混合物质量2?3%的乙醛，对其搅拌直至均匀，并置于200?300W的超声中分散7?1min后，对其进行抽滤，将所得滤物置于波长为21?25μπι的红外线下辐照8?9min后，置于球磨机中球磨并过180目筛，即可制备得铜包铁复合粉。
[0006]本发明的应用方法:将本发明制备的铜包铁复合粉广泛应用于电子产品、制作汽车和精密仪器等产品的中高转速的含油轴承上，在使用过程中未出现铜膜鼓泡和脱落的现象，同时使用寿命提高10?15%。
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备的铜包铁复合粉中铜包覆铁均匀，其中铜含量超过20%，包覆率达到99%以上；
(2)本发明制备的铜包铁复合粉未出现未出现铜膜鼓泡和脱落的现象，同时密封防止6?10月，不氧化变色；
(3)制备步骤简单，所需成本低。
【具体实施方式】
[0008]首先取70?SOg硫酸铜置于烧杯中，并向其加入去离子水，搅拌直至硫酸铜被完全溶解后，再向其加入混合液质量25?30 %质量分数为25 %的氨水，对其搅拌10?15min，得铜氨保护溶液，备用;再取100?150g铁锈，将其置于马弗炉内，并向其通入氢气，排除反应釜内空气后，以3°C/min的速率进行加热至200?300°C，反应40?45min，保温I?2h后，将反应物取出，静置冷却至室温，得铁粉;待静置冷却至室温后，用去离子水对其洗涤2?3次，并置于带涡轮式搅拌的反应釜内，并向其加入铁粉质量20?30%的去离子水和铁粉质量2?3%的聚丙烯酸酯，反应温度为70?80 °C，反应20?30min后，使其冷却至室温后，对其过滤，并将过滤物烘干，置于粉碎机中粉碎并过筛，得120?150目粉末；
将上述制备的粉末置于烧杯中，并对其加热，控制其温度为40?45°C，加热20?25min后，将其趁热取出，并与步骤(I)制备的铜氨保护溶液按固液比30:1进行搅拌混合后，再加入铜氨保护溶液质量I?2%的柠檬酸钠，对其搅拌直至混合均匀后，置于超声中分散I?2min;待分散完成后，向上述混合物中加入混合物质量2?3%的乙醛，对其搅拌直至均匀，并置于200?300W的超声中分散7?1min后，对其进行抽滤，将所得滤物置于波长为21?25μπι的红外线下辐射8?9min后，置于球磨机中球磨并过180目筛，即可制备得铜包铁复合粉。
[0009]实例I
首先取SOg硫酸铜置于烧杯中，并向其加入去离子水，搅拌直至硫酸铜被完全溶解后，再向其加入混合液质量30 %质量分数为25 %的氨水，对其搅拌15min，得铜氨保护溶液，备用;再取150g铁锈，将其置于马弗炉内，并向其通入氢气，排除反应釜内空气后，以:TC/min的速率进行加热至300°C，反应45min，保温2h后，将反应物取出，静置冷却至室温，得铁粉；待静置冷却至室温后，用去离子水对其洗涤3次，并置于带涡轮式搅拌的反应釜内，并向其加入铁粉质量230 %的去离子水和铁粉质量3 %的聚丙烯酸酯，反应温度为800C，反应30min后，使其冷却至室温后，对其过滤，并将过滤物烘干，置于粉碎机中粉碎并过筛，得150目粉末;将上述制备的粉末置于烧杯中，并