专利名称：一种CuSn10Bi3.5铜铋合金粉末制备方法
—种CuSnI OBi 3. 5铜铋合金粉末制备方法技术领域
本发明属于合金粉末制备技术领域,特别地涉及一种CuSnlOBi3. 5铜秘合金粉末制备方法。
背景技术：
铜铅减摩材料不仅具有良好的减摩性能和较好的抗咬合性，同时材料具有高的强度和耐磨性能，可以较好的满足现代发动机轴承的要求。现有汽车轴承用青铜基自润滑材料中常含有大量的铅，如CuPblOSnlO，CuPb24Sn，CuPb24Sn4等。但铅是有毒的重金属，铅污染给人体和环境带来极大的危害。发达国家出台了很多相关的法规，例如欧盟Rosh指令， 限制和禁止使用含铅的材料。随着环保的发展趋势，产品无铅化势在必行。
针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷，避免含铅减摩涂层材料在制造和使用中对环境造成污染。发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末制备方法，通过采用熔融及水雾法制备出的铜铋合金粉末，能满足作为发动机滑动轴承中的减摩涂层材料的要求，避免了含铅的减摩涂层材料对环境的污染。
为实现上述目的，本发明的技术方案为
一种CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末制备方法，包括以下步骤
第I步，选用重量百分比为85 88 %的铜Cu，9 11 %的锡Sn，3 4 %的铋Bi的原材料，将Cu加入熔炼炉中在大气气氛中加热至1080°C进行熔化，待铜熔化后再加入Sn， Bi进行熔炼形成合金液，熔炼温度在1100 1120°C，熔炼时间为15 20分钟；
第2步，将所述合金液进行液面除渣后成分检测控制在Cu85 88%，Sn9 11 %， Β 3 4%，不可避免或无法剔除的杂质≤O. 3%，成分检测合格后升温至1150 1180°C ；
第3步，捞净渣子，将所述合金液注入漏包，采用自由降落式矩形环孔喷嘴在惰性气体保护下以4 5MPa水压进行雾化，高压水温控制在42°C 48°C，高压水流击碎所述合金液形成合金粉末；
第4步，将所述合金粉末进行脱水处理，将脱水后的合金粉放入双锥回转真空干燥机进行干燥，干燥时间4 6小时，温度为150° 170。，真空度为-O. 001 -O. 002MPa， 转速为20 30rpm ；
第5步，筛分制备成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末。
优选地，所述漏包底面的漏眼为3个，呈一字形等距分布，所述漏眼直径为4 5mm ο
优选地，所述自由降落式矩形环孔喷嘴喷射顶角为28 32°。
通过以上技术方案制成的铝青铜粉末，小于ΙΟΟμπι的细颗粒质量百分数接近 80%，按照粉末粒度级别的划分标准属于中细粉，粉末的形貌呈现为较为规则的圆球形，表面结构光滑平整，基本上没有凹坑或孔状组织，致密度好，粉末的松装密度为4. 9 5. 4g/ cm3，流动性为< 15s/50g。采用上述技术方案制备的CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末在钢板基 体上涂(熔)敷烧结形成减摩涂层，涂层具有较好的减摩、抗粘着性能和较高的承载能力， 可与铜铅轴承合金媲美，是替代铜铅合金实现汽车发动机轴承减摩涂层无铅化的理想材 料。
图1为本发明实施例的CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。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 不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修 改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细 节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的 描述也可以完全理解本发明。
参考图1，所示为本发明实施例的CuSnlOBi3. 5铜秘合金粉末制备方法的步骤流 程图，其包括以下步骤
SI，选用重量百分比为85 88%的铜Cu，9 11 %的锡Sn，3 4%的铋Bi的原 材料，将Cu加入熔炼炉中在大气气氛中加热至1080°C进行熔化，待铜熔化后再加入Sn，Bi 进行熔炼形成合金液，熔炼温度在1100 1120°C，熔炼时间为15 20分钟；
S2，将合金液进行液面除渣后成分检测控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不可避免或无法剔除的杂质< O. 3%，成分检测合格后升温至1150 1180°C ；
S3，捞净渣子，将合金液注入漏包，采用自由降落式矩形环孔喷嘴在惰性气体保护 下以4 5MPa水压进行雾化，高压水温控制在42°C 48°C，高压水流击碎合金液形成合金 粉末；
其中漏包底面的漏眼为3个，呈一字形等距分布，漏眼直径为4 5mm ;自由降落 式矩形环孔喷嘴喷射顶角为28 32°，通过设置矩形环控喷嘴并且漏包底面的漏眼为3 个，矩形环孔喷嘴同时对3个漏眼中流出的合金液体进行高压水流雾化喷射，可以大大提 高合金粉末的制备效率。
S4，将合金粉末进行脱水处理，将脱水后的合金粉放入双锥回转真空干燥机进行 干燥，干燥时间4 6小时，温度为150° 170°，真空度为-O. 001 -O. 002MPa，转速为 20 30rpm ；
S5，筛分制备成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末。
以下列举几个具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末制备方法，其包括以下步骤
(I)选取原料重量百分比组分为，1#电解铜86. 5%，1#锡锭10%，99. 95#铋锭3. 5%,具体为采用O. 25T中频熔炼炉，称取1#电解铜216. 25Kg，1#锡锭25Kg，99. 95#铋锭 8. 75Kg，先加入Cu在大气气氛中加热至1080°C进行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、Bi进行 熔炼得到合金液，熔炼温度在1100 1120°C，熔炼时间15 20分钟。
(2)合金液的液面除渣后成分检测控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%， 不可避免或无法剔除的杂质< O. 3%，成分检测合格后升温至1150 1180°C。
(3)捞净渣子，将合金液注入漏包，采用自由降落式矩形环孔喷嘴在惰性气体保护 下以4. 5MPa水压进行雾化，高压水温控制在45°C，高压水流击碎合金液形成合金粉末，其 中漏包底面的漏眼为3个，呈一字形等距分布，漏眼直径选择为4. 5mm,自由降落式矩形环 孔喷嘴喷射顶角为30°。
(4)将所述合金粉末进行脱水处理，将脱水后的合金粉放入双锥回转真空干燥机 进行干燥，干燥时间为5小时，温度为160°C，真空度为-O. 0015MPa，转速为25rpm ；
(5)干燥后的合金粉末经筛分制备成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5铜铋合 金粉末。
通过此实施例制备的CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末松装密度为5. 2g/cm3，流动性为 13s/50g，在钢板基体上涂(熔)敷烧结形成减摩涂层，涂层具有较好的减摩、抗粘着性能和 较高的承载能力，可与铜铅轴承合金媲美。是替代铜铅合金实现汽车发动机轴承减摩涂层 无铅化的理想材料。
实施例2
一种CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末的制备方法，其包括以下步骤
(I)选取原料重量百分比组分为:1#电解铜85%，1#锡锭11%，99. 95#铋锭4%， 将原材料Cu加入熔炼炉中在大气气氛中加热至1080°C进行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、 Bi进行熔炼，熔炼温度在1100 1120°C，熔炼时间为15 20分钟。
(2)将合金液面除渣后成分检测控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不 可避免或无法剔除的杂质< O. 3%，成分检测合格后升温至1150 1180°C。
(3)捞净渣子，将合金液注入漏包，采用自由降落式矩形环孔喷嘴在惰性气体保护 下以4MPa水压进行雾化，高压水温控制在48°C，高压水流击碎合金液形成粉末，其中漏包 底面的漏眼为3个，呈一字形等距分布，漏眼直径选择为4mm，自由降落式矩形环孔喷嘴喷 射顶角为32°。
(4)将合金粉末进行脱水处理，将脱水后的合金粉末放入双锥回转真空干燥机进 行干燥，干燥时间5小时，温度为160。，真空度-O. OOlMPa，转速20rpm。
(5)干燥后的合金粉末经筛分制备成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5铜铋合 金粉末。
通过此实施例制备的CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末松装密度为4. 9g/cm3，流动性为 15s/50g，在钢板基体上涂(熔)敷烧结形成减摩涂层，涂层具有较好的减摩、抗粘着性能和 较高的承载能力，可与铜铅轴承合金媲美。是替代铜铅合金实现汽车发动机轴承减摩涂层 无铅化的理想材料。
实施例3
一种CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末的制备方法，具体包括以下步骤
(I)选取原料重量百分比组分为1#电解铜88 %，1#锡锭9 %，99. 95#铋锭3 %，将原材料Cu加入熔炼炉中在大气气氛中加热至1080°C进行熔化，待Cu熔化后再加入Sn、 Bi进行熔炼得到合金液，熔炼温度在1100 1120°C，熔炼时间15 20分钟。
(2)将合金液面除渣后成分检测控制在Cu85 88%，Sn9 11 %，Bi3 4%，不 可避免或无法剔除的杂质< O. 3%，成分检测合格后升温至1150 1180°C。
(3)捞净渣子，将合金液注入漏包，采用自由降落式矩形环孔喷嘴在惰性气体保护 下以5MPa水压进行雾化，高压水温控制在42°C，高压水流击碎合金液形成粉末，其中漏包 底面的漏眼为3个，呈一字形等距分布，漏眼直径选择为5mm，自由降落式矩形环孔喷嘴喷 射顶角为28°。
(4)将合金粉末进行脱水处理，将脱水后的合金粉放入双锥回转真空干燥机进行 干燥，干燥时间，4小时，温度为170。，真空度-O. 002MPa，转速30rpm。
(5)干燥后的合金粉末经筛分制备成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5铜铋合 金粉末。
通过此实施例制备的CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末松装密度为5. 4g/cm3，流动性为 lls/50g，在钢板基体上涂(熔)敷烧结形成减摩涂层，涂层具有较好的减摩、抗粘着性能和 较高的承载能力，可与铜铅轴承合金媲美。是替代铜铅合金实现汽车发动机轴承减摩涂层 无铅化的理想材料。
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。
权利要求
1.一种CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤第I步，选用重量百分比为85 88%的铜Cu，9 11%的锡Sn，3 4%的铋Bi的原材料，将Cu加入熔炼炉中在大气气氛中加热至1080°C进行熔化，待铜熔化后再加入Sn，Bi进行熔炼形成合金液，熔炼温度在1100 1120°C，熔炼时间为15 20分钟；第2步，将所述合金液进行液面除渣后成分检测控制在Cu85 88%，Sn9 11%，Β 3 4%，不可避免或无法剔除的杂质彡O. 3%，成分检测合格后升温至1150 1180°C ；第3步，捞净渣子，将所述合金液注入漏包，采用自由降落式矩形环孔喷嘴在惰性气体保护下以4 5MPa水压进行雾化，高压水温控制在42°C 48°C，高压水流击碎所述合金液形成合金粉末；第4步，将所述合金粉末进行脱水处理，将脱水后的合金粉放入双锥回转真空干燥机进行干燥，干燥时间为4 6小时，温度为150 170°C，真空度为-O. 001 -O. 002MPa，转速为20 30rpm ；第5步，筛分制备成-150 +350目的成品CuSnlOBi3. 5铜铋合金粉末。
2.根据权利要求1所述的CuSnlOBi3.5铜铋合金粉末制备方法，其特征在于，所述漏包底面的漏眼为3个，呈一字形等距分布，所述漏眼直径为4 5mm。
3.根据权利要求1或2所述的CuSnlOBi3.5铜铋合金粉末制备方法，其特征在于，所述自由降落式矩形环孔喷嘴喷射顶角为28 32°。
全文摘要
本发明实施例公开了一种CuSn10Bi3.5铜铋合金粉末制备方法，包括以下步骤选用重量百分比为85～88％的铜，9～11％的锡，3～4％的铋，将铜加入熔炼炉中在大气气氛中加热至1080℃进行熔化，熔化后再加入锡，铋进行熔炼形成合金液；成分检测合格后升温至1150～1180℃；捞净渣子，将合金液注入漏包，采用自由降落式矩形环孔喷嘴在惰性气体保护下以4～5MPa水压进行雾化，形成合金粉末；将合金粉末进行脱水处理和干燥处理；筛分制备成-150～+350目的成品CuSn10Bi3.5铜铋合金粉末。本发明通过采用熔融及水雾法制备出的铜铋合金粉末，能满足作为发动机滑动轴承中的减摩涂层材料的要求。
文档编号B22F9/08GK103028733SQ20121054390
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者吴棕洋, 张文革 申请人:浦江汇凯粉体科技有限公司