一种超微细铝合金粉及其生产方法

一种超微细铝合金粉及其生产方法
【专利摘要】一种超微细铝合金粉及其生产方法。本发明涉及一种低氧含量、超微细铝合金粉及其生产方法，该方法以99.85％以上高纯铝和其它高纯度合金元素单质为原料，先高温熔融为铝合金液，在450～700℃的高温、高纯氮气(纯度>99.99％以上)，在6?15MPa喷射压力下，气体/金属质量流率比6～15:1条件下，将合金液通过喷头喷射入高纯氮气(纯度高于99.99％以上)保护的雾化沉降室，经过高纯氮气在系统中的高速循环流动迅速冷却，收集得到粉末粒径在1～20μm范围的球形铝合金粉。该铝合金粉氧含量小于0.2％，用来作为金属粉末注射成型的材料，可获得微观组织均匀、密度高、性能良好的制品。
【专利说明】
一种超微细铝合金粉及其生产方法
技术领域
[0001]本发明属于粉末冶金技术领域，尤其涉及一种含氧量很低，超微细铝合金粉末的制备方法，该种超细微合金粉末适合作为金属粉末注射成型(MIM)中的材料，用于低成本地制造性能良好的小型复杂结构件。
【背景技术】
[0002]金属粉末注射成形(Metal Inject1n Molding，MIM)是一种新的金属零部件制备技术，它是将塑料注射成形技术引入到粉末冶金领域而形成的一种全新的零部件加工技术。MM的基本工艺步骤是:首先选取符合MM要求的金属粉末和黏结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和黏结剂混合成均匀的喂料，经制粒后再注射成形，获得成形坯，再经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。
[0003]与传统粉末冶金压制/烧结相比，MIM法的产品性能更优异，加工产品的密度可以达到理论密度的95%左右，十分接近理论密度，产品尺寸精度高，表面光洁度好，不必进行再加工或只需少量精加工。金属注射成形工艺可直接成形薄壁结构件，制品形状已能接近或达到最终产品要求，零件尺寸公差一般保持在±0.10%?±0.30%水平，特别适于制造几何形状复杂、精度密高及具有特殊要求的小型零件，材料能有效利用，能降低难以进行机械加工的硬质合金的加工成本。
[0004]MM对原料粉末要求较高，包括粉末的形状、粒度、粒度分布、松装密度等。从理论上讲，颗粒越细，比表面积越大，易于成型和烧结，在实际注射成型过程中通常采用0.5um?20um粒度范围的微细粉末。
[0005]目前生产MM用原料粉末的方法主要有羰基法、超高压水雾化法、高压气体雾化法等。羰基法是先制备金属的羰基络合物，然后将其在氨的催化下气相分解得到金属粉末，方法成熟，但是只能生产有限的几种粉末(如铁粉，镍粉)，不能生产包含2种以上元素的合金粉，而且存在金属粉末中碳含量控制的问题;超高压水雾化法是采用150MPa高压水雾化，但其水雾化粉振实密度低，导致注射成型时填充密度低而需要较多粘结剂，另外因其冷却速度过快，粉末球形度较低，粉末呈不规则形状，表面粗糙，氧化物含量较高;高压气体雾化法生产的粉末振实密度高，球形度好，采用惰性气体时，粉末含氧量比水雾化法低得多，但是一般气体雾化粉颗粒较粗，约为40-50μπι以上，能适应M頂要求的细粉量少，必须要对雾化制粉的生产方法进行改进，也获得平均粒度小，细粉率高的生产工艺。
[0006]对于MM工艺使用的粉末而言，氧含量也是十分重要的指标。在粉末成型，脱脂，烧结后，粉末表面的氧化层会阻碍金属原子相互之间形成紧密的金属键，降低强度，对于铝合金而言这一点更为重要，因为铝易于形成氧化层，而氧化铝熔点极高，粉末表面的氧化层将在后续的烧结过程中极难被熔化，因此合金粉末较高的氧含量将对MIM制件的性能产生明显负面影响。
[0007]气体雾化法是在高速气体流的作用下，使得熔融混合物被高度分散为小颗粒，极快的冷却速度使得合金相生长时间极短，可以形成极为细密均匀的合金相。由于破碎是依靠气体冲击来实现，涉及极其复杂的空气动力学因素，实践中都是通过对各项参数的反复试验来获得适合的粒径范围，粒径分布，这些参数包括雾化喷嘴结构和类型、雾化气体压力和速度，雾化气体质量流率，金属熔体质量流率，冷却速度等，各因素间相互作用，形成复杂的影响体系。
[0008]应用于传统的粉末冶金压制/烧结工艺中通常使用粒径在40μπι左右及以上的合金粉末，因为在极高的等静压条件下，制件内部温度高，过细的粉末难以控制其烧结条件。而M頂方法是将合金粉末与聚合物粘结剂混炼后，混合物只需要高于聚合物粘结剂熔点的温度(150-200°C)下挤压成型，允许使用更细的合金粉末;为了保证烧结后制件较高的相对密度，以及较好的烧结体积精度控制，M頂工艺也需要更细的合金粉末来制备制件。另外，合金粉末的含氧量也是需要考虑的重要参数。
[0009]对于气雾化法制备铝合金粉末有文献报道，但是未见有规模化制备超细微(20μπι以下)的工艺。专利201110380213.8《气雾化法制备2024铝合金粉末的方法》使用氩气制备了2024铝合金粉，其直径从SEM图看约为300μπι左右。李素萍等(快速凝固雾化工艺对铝合金粉末形貌和粒度分布的影响，铸造技术，2005，26,264-266)制备的Al-12%Si合金，粒径在80-90μηι 左右。
[0010]申请号01127720.3中制备的Al-S1-Cu-Mg-Fe多元合金中间粉末仅仅要求小于80目(对应180μπι);张济山等制备得到的Al-Si合金材料其初生Si相尺寸在10-40μπι，其粉末粒径要比此数据要大的多(新型喷射成型轻质、高导热、低膨胀S1-Al电子封装材料，材料导报，2002，16(9): 1-4);袁晓光等(双级雾化快速凝固高硅铝合金粉末形貌及组织特征，金属学报，1996，32(10):1034-1037)使用联合气体雾化和离心盘雾化法制备Al-Si合金粉末平均粒径为14μηι，而颗粒直径小于40μηι的粉末占60%，仍然有40%的粉末属于颗粒大于40μηι部分，如果只是采用气体雾化，其平均粒径要大得多，平均粒径达到70μπι，从其SEM图看，颗粒外形极不规则;张永安等(中国有色金属学报，2004，14(1):23-27)使用喷射成型技术制备娃含量为60%的娃招合金块状材料，从其显微组织看，一次娃相呈正六面体结构，初生Si相尺寸大约ΙΟμπι，其中没有提及热挤压前中间粉末尺寸，依据一般常识，中间粉末尺寸要比其微晶尺寸要大的多。
[0011]专利《快速凝固微细球形高硅高耐磨铝硅合金粉末的制备方法》(专利申请号201510437825.4，公开号104959620Α)提供了一种制备微细球形铝硅合金粉末的方法，其制备的合金粉末为含Cu 3.5%的铝硅合金粉末，Cu元素加入是用作合金变质剂，减少初生Si相的数量和尺寸。在喷嘴直径8mm，压力4-8MPa，300°C氮气喷射粉碎下，得到Al-S1-Cu合金粉末，其粒径范围在20-60μπι之间，含氧量0.41%，该种合金粉末是用作后续热挤压制备高耐磨材料块状合金，其粒度范围不适合作为M頂工艺的原材料，
[0012]制备用于MM工艺的铝合金粉末必须要更小的粒径(0.5-20μπι之间)，极少的氧含量(<2000ppm)。这种高要求使得制造MM所用的铝合金粉较普通铝合金粉价格高的多，本发明通过使用一种新的工艺方法来制备超细微铝合金粉末，以方便、较低的成本来制备超细微铝合金粉末。

【发明内容】

[0013]为解决上述问题本发明提供了一种用于含氧量低，超微细铝合金粉末(<20μπι)的制备方法。
[0014]—种低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，将铝加热熔化，铝熔化后加入多种合金元素单质，升温到800?1300°C;铝熔化后加入多种合金元素单质，合金元素单质完全融化后精炼搅拌除渣形成铝合金的熔融溶液，将铝合金的熔融溶液倒入保温包;将雾化生产系统内抽真空然后通入氮气；使用压力为6?15MPa，温度为450?700 V的氮气将保温包内的混合熔融溶液喷射到雾化生产系统内冷却；喷射时保持气体/金属的质量流率比为5?12:1;其中铝的质量含量为14:合金元素单质的总质量含量为乂4 = 0.015?0.1685。
[0015]进一步的改进，所述招合金粉的粒径范围处于I?20μηι之间，氧含量小于2000ppm。
[0016]进一步的改进，所述合金元素为Si，Fe，Cu，Mn，Mg，Cr，Ni，Zn，Ti，V，Sn，Bi,Zr, Be,Sb中任意四种及以上元素的任意质量配比混合。
[0017]进一步的改进，所述合金元素为Cu、Mn、Mg、Cr和Zn;合金元素的总质量含量为5.65%?7.95% ;01、]?11、]\%、0和211的质量比为3.8?4.9:0.3?0.9:1.2?1.8:0.1:0.25;
[0018]或所述合金元素为S1、Fe、Cu、Mn和Zn;合金元素的总质量含量为2.5%?3% ; S1、Fe、Cu、Mn和Zn的质量比为0.6:0.7:0.1:0.9?1.5:0.1;
[0019]或所述合金元素为5丨、？6、01、111、1^、211和(^;合金元素的总质量含量为3.3%?4.1%;51、卩6、01、]?11、]\%、211和0的质量比为0.25:0.4:0.1:0.1:2.2?2.8:0.1:0.15;
[0020]或所述合金元素为5丨小6、01、111、1%、211、0和1^;合金元素的总质量含量为1.5%?2.35%;5^6、01、]?11、]\%、211、0和11的质量比为:0.2?0.6:0.35:0.1:0.1:0.45?0.9:0.1:0.1:0.1；
[0021]或所述合金元素为S1、Fe、Cu和Zn;合金元素的总质量含量为1.5%?1.9%;S1、Fe、Cu和Zn的质量比为0.3:0.3:0.01:0.9?1.3;
[0022]或所述合金元素为3丨小6、01、1%、211、0和附；合金元素的总质量含量为13.05%?16.85%;51、卩6、01、]\%、211、0和附的质量比为11?13.5:0.1:0.3:0.8?1.3:0.25:0.1:0.5?1.3;
[0023]或所述合金元素为5^6、(:11、111、1^、211、￥、11和2^合金元素的总质量含量为6.87%?8.42%;51、卩6、01、]?11、]\%、211、￥、11和24勺质量比为0.2:0.3:5.8?6.8:0.2?0.4:
0.02:0.1:0.05?0.15:0.1?0.2:0.1?0.25。
[0024]进一步的改进，所述铝的纯度彡99.85%;合金元素单质的纯度彡99.0%。
[0025]进一步的改进，所述氮气的纯度均彡99.99%。
[0026]进一步的改进，使用压力为7_9MPa，温度为500?650°C的氮气将保温包内的混合熔融溶液喷射到雾化生产系统内。
[0027]进一步的改进，将雾化生产系统抽真空到压力小于50Pa，优选小于30Pa后再通入氮气。
[0028]—种上述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法生产的铝合金粉。
[0029]一种低含氧量超微细铝合金粉，铝合金粉的粒径范围在I?20μπι之间，氧含量小于2000ppm；铝合金粉中的合金元素为Si，Fe，Cu，Mn，Mg，Cr，Ni，Zn，Ti，V，Sn，Bi，Zr，Be，Sb中任意四种及以上元素的任意质量配比混合。
[0030]本发明选择纯度99.85%以上的高纯铝与纯度99.0%以上的其它合金元素熔合形成合金恪液，合金恪液金属含量配比按需要进行投料，常用的合金元素为Cu，Mn,Si ,Mg,Zn等。先将称量好的铝锭投入坩祸电阻炉中熔化，加入多种合金元素单质，升温到800?1300°(:进行熔炼。其适宜的温度依据所添加的合金元素种类和含量来调节，对于多数铝合金而言，熔融温度通常小于700°C，实际操作中熔化炉温度控制在高于熔点200°C左右即可。待硅块完全熔化后，精炼搅拌除渣，倒入保温包，保温间包与铝合金粉末的雾化生产系统连接。生产进行之前，先将雾化系统抽真空，系统内压力降低到50Pa以下时，优选小于30Pa，通入高纯氮气，氮气纯度要高于99.99%,优选氮气纯度为99.999%,以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99 %以上)加压到6?15MPa，优选7?12MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到450?700°C之间，优选500?650°C之间(具体温度需要综合考虑氮气喷射压力，依据产品要求来调节)，将保温包内的铝合金液喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为5?12:1条件下，在高速高纯氮气(氮气流速约为400?500m/s)破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形成粒径范围在I?20μπι，通过改变生产工艺参数，可以得到不同平均粒径(以D50来衡量)的招合金粉，从最小的Iym到较大的20μηι都可以制备，如图1所示。
[0031]本发明中使用的合金元素为31卩6，(:11，111，1%，0，祖，211，11，￥，311，81，2186，313中任意四种及以上元素的任意质量配比混合，以适应MM的基本工艺的需求，并不会影响产品最终生成的径粒大小。
[0032]铝合金粉可经过多级旋风系统进行分级，能获得满足用户需求的更狭窄的粒径分布的合金粉。为降低生产成本，生产工艺的选择应该保证用户所需的那部分级分在总重量中的重量百分比超过50%以上。
[0033]由上述方法所得微细球形铝合金粉末的氧含量依据粒度范围有所变化，但都在2000ppm以下，通常粒度较大些的氧含量更少些，甚至小于lOOOppm。
[0034]本发明的发明点主要为喷射混合熔融溶液到雾化生产系统内时所用氮气的温度、气体/金属的质量流率比和对雾化生产系统抽真空然后加入高纯氮气进行保护。使用雾化法制备铝合金，要制备较小粒径的产品，较为简单的方法是提高氮气的喷射压力，但是当氮气压力提高到一定程度时，继续提高压力对粒径变化很小，效果不明显，而很高的压力使得加压、喷射系统损耗和故障增加。就本发明的发明人意外发现将喷射所用的氮气加热到4500C以上时，特别是500°C以上时，能够极大地减小铝合金粉末的粒径，使得到的铝合金粉末的平均粒径达到20μπι以下，其平均粒径随氮气温度升高而变小，因此可以通过调节氮气温度，配合适合的氮气压力，流量可以很好的控制产品的平均粒径，这极大地提高了合格铝合金粉的得率，大大降低了生产成本，提高了生产效率。发明人还发现通过控制气体/金属的质量流率比，可以对主要级分铝合金粉的粒径范围进行微调，从而可以得到适用其它场合的小径粒铝合金粉。本发明通过对雾化生产系统抽真空然后加入高纯氮气进行保护，大大降低了铝合金粉中的氧含量，取得了意料之外的技术效果。
【附图说明】
[0035]图1是平均粒径为6.9μπι的合金粉激光粒度分析曲线。
【具体实施方式】
[0036]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
[0037]本发明的目的提供超微细铝合金粉末的制备方法。该方法以99.85以上高纯铝和99%以上的合金元素单质为原料，通过将纯铝和计算量的合金元素单质熔炼获得合适的合金溶液，经过搅拌均匀后，精炼搅拌除渣。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到50Pa以下时，优选小于30Pa，通入高纯氮气(纯度>99.99 % )，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到6?15MPa，优选7?12MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到450?700°C之间，优选500?650°C之间，(可达到颗粒度较小，且含氧量较高的效果)将保温包内的铝合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为5?12:1条件下，在高速高纯氮气(氮气流速约为400?500m/s)破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形成粒径范围在I?2 Oym，优选粒径范围在I?15μηι的微细球形招合金粉末，其氧含量均小于2000ppm。如图1所示，即为平均粒径为6.9μπι的合金粉激光粒度分析曲线。
[0038]本发明提供的实施例如下:
[0039]实施例1:将纯度99.85 %金属铝锭92.05?94.35kg加入无污染的坩祸中加温至700 °C，再将纯度99%以上的金属铜3.8?4.9kg，锰0.3?0.9kg，镁1.2?1.8kg，铬0.lkg，锌
0.25kg(铝和其它合金元素总质量为100.0Okg)加入熔融状态的铝液中，升温至950 °C以上，转至保温炉备用。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到40Pa时，通入高纯氮度>99.99%，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到9MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到700 V，将保温包内的合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为8:1条件下，将上述合金液使用喷嘴直径3mm的喷嘴喷射，在高速高纯氮气破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形成合金粉，粒径范围在I?15M1的微细球形、牌号为2024的铝合金粉末，合金粉末D50为10.6μπι，其氧含量为1300ppm。
[0040]实施例2:将纯度99.85 %金属铝锭97.0?97.5kg加入无污染的坩祸中加温至7000C，再将纯度99%以上的金属硅0.6kg，铁0.7kg，铜0.1kg，锰0.9?1.5kg，锌0.lkg(铝和其它合金元素总质量为100.0Okg)加入熔融状态的铝液中，升温至920°C以上，转至保温炉备用。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到40Pa时，通入高纯氮气(纯度>99.99%)，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到7MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到600 V，将保温包内的铝合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为6:1条件下，将上述合金液使用喷嘴直径3_的喷嘴喷射。在高速高纯氮气破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形成粒径范围为I?20μπι的微细球形、牌号为3003的铝合金粉末，合金粉末D50为12μπι，其氧含量为1200ppm。
[0041 ] 实施例3:
[0042]将纯度99.85%金属铝锭95.9?96.7kg加入无污染的坩祸中加温至700°C，再将纯度99 % 以上的金属硅0.25kg，铁0.4kg，铜0.1kg，锰0.1kg，镁2.2?2.8kg锌0.1kg，铬0.15kg(铝和其它合金元素总质量为100.0Okg)加入熔融状态的铝液中，升温至950°C以上，转至保温炉备用。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到40Pa以下时，通入高纯氮气(纯度〉99.99%)，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到1MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到500°C，将保温包内的铝合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为9:1条件下，将上述合金液使用喷嘴直径3mm的喷嘴喷射。在高速高纯氮气破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形粒径范围为I?15μπι的微细球形、牌号为5052的铝合金粉末，合金粉末D50为8.5μπι，其氧含量为1800ppm。
[0043]实施例4:
[0044]将纯度99.85%金属铝锭97.65?98.50kg加入无污染的坩祸中加温至700 °C，再将纯度99 %以上的金属娃0.2?0.6kg ,铁0.35kg，铜0.Ikg，猛0.1kg，镁0.45?0.9kg，锌
0.lkg，铬0.lkg，钛0.lkg(铝和其它合金元素总质量为100.0Okg)加入熔融状态的铝液中，升温至1200°C以上，转至保温炉备用。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到50Pa以下时，通入高纯氮气(纯度>99.99%)，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到12MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到550°C，将保温包内的铝合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为10:1条件下，将上述合金液使用喷嘴直径3mm的喷嘴喷射。在高速高纯氮气破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形成粒径范围为I?13wii的微细球形、牌号为6063的铝合金粉末，合金粉末D50为7μπι，其氧含量为1800ppm。
[0045]实施例5:
[0046]将纯度99.85 %金属铝锭98.1?98.5kg加入无污染的坩祸中加温至700°C，再将纯度99%以上的金属硅0.3kg，铁0.3kg，铜0.01kg，锌0.9?1.3kg(铝和其它合金元素总质量为100.0Okg)加入熔融状态的铝液中，升温至100tC以上，转至保温炉备用。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到50Pa以下时，通入高纯氮气(纯度>99.99%)，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到15MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到580°C，将保温包内的铝合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为12:1条件下，将上述合金液使用喷嘴直径3_的喷嘴喷射。在高速高纯氮气破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形成粒径范围为I?13μπι的微细球形、牌号为7A01的铝合金粉末，合金粉末D50为7.5μπι，其氧含量为1800ppm。
[0047]实施例6:
[0048]将纯度99.85%金属铝锭83.15?86.95kg加入无污染的坩祸中加温至700 °C，再将纯度 99% 以上的金属娃11 ?13.5kg,铁0.1kg，铜0.3kg，镁0.8?1.3kg，锌0.25kg，络0.1kg，镍0.5?1.3kg(铝和其它合金元素总质量为100.0Okg)加入熔融状态的铝液中，升温至1200°C以上，转至保温炉备用。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到50Pa以下时，通入高纯氮气(纯度>99.99%)，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到8MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到650°C，将保温包内的铝合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为9:1条件下，将上述合金液使用喷嘴直径3mm的喷嘴喷射。在高速高纯氮气破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下得到粒径范围为1-15μπι的微细球形、牌号为4032的铝合金粉末，合金粉末D50为8.1μπι，其氧含量为1700ppm。
[0049]实施例7:
[0050]将纯度99.85%金属铝锭91.58?93.13kg加入无污染的坩祸中加温至700°C，再将纯度99% 以上的金属娃0.2kg,铁0.3kg，铜5.8?6.8kg，猛0.2?0.4kg，镁0.02kg，锌0.1kg,钒0.05?0.15kg，钛0.1?0.2，锆0.1?0.25kg(铝和其它合金元素总质量为100.0Okg)加入熔融状态的铝液中，升温至1200°C以上，转至保温炉备用。将雾化系统抽真空，系统内压力降低到50Pa以下时，通入高纯氮气(纯度>99.99%)，以保证系统内氧气含量在10ppm以下。同时用压缩机将喷射用高纯氮气(纯度99.99%以上)加压到8MPa，通过加热管将高纯氮气(纯度99.99%以上)加热到450°C，将保温包内的铝合金液通过雾化器喷射进入的密闭雾化系统内，保持气体/金属的质量流率比为5:1条件下，将上述合金液使用喷嘴直径3mm的喷嘴喷射。在高速高纯氮气破碎下，同时在通入雾化室的环境高纯氮气冷却下形成粒径范围为1-20μπι的微细球形、牌号为2219的铝合金粉末，合金粉末D50为Ι?μπι，其氧含量为1500ppm。
[0051]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，将铝加热熔化，铝熔化后加入多种合金元素单质，升温到800?1300°C;合金元素单质完全融化后精炼搅拌除渣形成铝合金的熔融溶液，将铝合金的熔融溶液倒入保温包;将雾化生产系统内抽真空然后通入氮气；使用压力为6?15MPa，温度为450?700°C的氮气将保温包内的混合熔融溶液喷射到雾化生产系统内冷却；喷射时保持气体/金属的质量流率比为5?12:1;其中铝的质量含量为1-父:合金元素单质的总质量含量为乂4 = 0.015?0.1685。2.如权利要求1所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，所述铝合金粉的粒径范围处于I?20μηι之间，氧含量小于2000ppm。3.如权利要求1所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，所述合金元素为5;[，卩6，(]11，]\111，]\%，0，祖，211，11，￥，511，13;[，21'，1^，513中任意四种及以上元素的任意质量配比混合。4.如权利要求3所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，所述合金元素为Cu、Mn、Mg、Cr和Zn;合金元素的总质量含量为5.65%?7.95%;&1、]?11、]\%、0和211的质量比为3.8?4.9:0.3?0.9:1.2?1.8:0.1:0.25; 或所述合金元素为S1、Fe、Cu、Mn和Zn ；合金元素的总质量含量为2.5 %?3 % ; S1、Fe、Cu、Mn 和 Zn 的质量比为 0.6:0.7:0.1:0.9 ?1.5:0.1; 或所?4.1%;51、卩6、01、]?11、]\%、211和0的质量比为0.25:0.4:0.1:0.1:2.2?2.8:0.1:0.15； 或所述合金元素为S1、？6、(:11、]/[11、]^、211、0和1';[;合金元素的总质量含量为1.5%?2.35%;51、卩6、(:11、]\111、]\^、211、0和1^的质量比为:0.2?0.6:0.35:0.1:0.1:0.45?0.9:0.1:0.1:0.1； 或所述合金元素为S1、Fe、Cu和Zn;合金元素的总质量含量为1.5%?1.9%;S1、Fe、Cu和Zn的质量比为0.3:0.3:0.01:0.9?1.3; 或所述合金元素为3^6、(:11、1^、211、(^和祖；合金元素的总质量含量为13.05%?16.85%;51、卩6、01、]\%、211、0和附的质量比为11?13.5:0.1:0.3:0.8?1.3:0.25:0.1:0.5?1.3; 或所述合金元素为3^6、01、111、1%、211、￥、11和20合金元素的总质量含量为6.87%?8.42%;51、卩6、(:11、]\111、]\^、211、￥、1^和21的质量比为0.2:0.3:5.8?6.8:0.2?0.4:0.02:0.1:0.05?0.15:0.I?0.2:0.I?0.25 ο5.如权利要求1所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，所述铝的纯度彡99.85%;合金元素单质的纯度彡99.0%。6.如权利要求1所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，所述氮气的纯度均彡99.99 %。7.如权利要求1所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，使用压力为7-12MPa，温度为500?650°C的氮气将保温包内的混合熔融溶液喷射到雾化生产系统内。8.如权利要求1所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法，其特征在于，将雾化生产系统抽真空到压力小于50Pa，优选小于30Pa后再通入氮气。9.一种权利要求1-8任一所述的低含氧量超微细铝合金粉的生产方法生产的铝合金粉。10.—种低含氧量超微细铝合金粉，其特征在于，铝合金粉的粒径范围在I?20μπι之间，氧含量小于2000??111;铝合金粉中的合金元素为3丨，？6，01，111，1^，(^，祖，211，1^，￥，311，81，Zr，Be，Sb中任意四种及以上元素的任意质量配比混合。
【文档编号】B22F1/00GK106001588SQ201610530547
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】董仁安, 张伟, 陈上, 吴显明, 刘志雄
【申请人】泸溪县安泰新材料科技有限责任公司