低松比低成本铜基粉末生产工艺及生产装置的制作方法

1.本发明涉及铜基粉末生产技术领域，具体涉及低松比低成本铜基粉末生产工艺及生产装置。


背景技术：

2.粉末冶金是用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程，铜粉是粉末冶金工业的基础原料之一，主要用于粉末冶金机械零件、摩擦材料、电碳制品、金刚石工具等行业。
3.现有的水雾化生产粉末松装密度太高，粉末冶金行业不能使用，生产工序多，生产成本高，生产粉末松装密度不易控制，生产时，杂质较多，容易出现堵漏包现象，影响生产效率，气雾化生产的粉末氧化程度太高，粉末冶金行业使用时，不容易烧透，出现夹层的问题。


技术实现要素：

4.为此，本发明提供低松比低成本铜基粉末生产工艺及生产装置，以解决生产粉末松装密度太高，粉末冶金行业不能使用，生产工序多，生产成本高，生产粉末松装密度不易控制，生产时，杂质较多，容易出现堵漏包现象，影响生产效率，粉末氧化程度太高，粉末冶金行业使用时，不容易烧透，出现夹层的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：低松比低成本铜基粉末生产工艺，具体步骤如下：
6.s1、配料：以铜线、镀锡片、锌锭、黄铜棒、锡锭、铜板为原料，将原料混合，其中原料中的锡含量为3-7％、锌含量为5-9％、铜余量；
7.s2、熔炼：
8.a、先将中频炉内的坩埚预热至暗红色，同时将需要熔炼的金属在炉口预加热，预加热完成后将金属原料取出备用；
9.b、在坩埚中加入铜板、铜线并将中频炉迅速升温到1100℃，通过线圈感应加热熔化为液体，按照先熔点高后熔点低的顺序依次加入黄铜棒、锌锭、锡锭、镀锡片等剩余原料，按照前一种炉料熔化后再加入下一种，不断搅拌金属溶液；
10.c、调整金属溶液的温度，并持续进行搅拌；
11.s3、水雾化：熔融的金属溶液落入漏包中，通过漏包嘴落入雾化装置内部，金属液体通过漏包嘴呈液滴流下，经过雾化装置的喷盘及高压水与液滴接触的作用下将液滴破碎成颗粒，使金属溶液经过雾化成不规则颗粒形状；
12.s4、离心机脱水：雾化后的粉末落入离心机中，进行离心脱水；
13.s5、烘干：将脱水后的粉末传输至真空干燥机中，采用真空干燥机进行加热烘干氧化；
14.s6、氧化：通过将双氧水、盐酸、硝酸、氨水、稀硫酸等氧化剂与烘干后的粉末进行搅拌，同时将干燥机的温度持续提升并加速氧化；
15.s7、还原：将金属粉末通过还原炉及氨分解气体保护下还原，还原过程中控制温度530-600℃之间，时间控制在1.5-3小时，同时还原气体的气流量为6-10m3/h；
16.s8、破碎：将还原后结块的粉末倒入颚式破碎机中进行破碎；
17.s9、筛分：将破碎后的粉末倒入筛分机构中进行分级筛选，分级筛板分别采用200目和100目；
18.s10、合批：将筛分后的粉末进行混合均匀；
19.s11、包装：将混合均匀后的粉末进行包装。
20.优选的，步骤s2中金属溶液的温度控制在1100-1200℃。
21.优选的，步骤s3中水压控制在11-15mpa。
22.优选的，步骤s4中离心机转速控制在400-600r/min。
23.优选的，步骤s5中真空干燥机年内的温度控制到60-80℃。
24.优选的，步骤s6中氧化剂的比例为3-11％。
25.本发明还提供低松比低成本铜基粉末生产装置，包括壳体，所述壳体内部设有筛分机构，所述筛分机构包括第一筛板和第二筛板，所述第一筛板和第二筛板两侧均设有两个滑动块，所述滑动块一侧设有连接壳，所述滑动块在连接壳内部滑动，所述连接壳内部固定设有滑动杆，所述滑动杆贯穿滑动块并与滑动块滑动连接，所述连接壳内部设有两个弹簧，所述滑动块顶部和底板均固定设有弹簧，两个所述弹簧另一端与连接壳侧壁固定连接，两个所述弹簧套设于滑动杆外部，所述第一筛板和第二筛板两侧分别设有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板分别与第一筛板和第二筛板两侧的连接壳固定连接，所述第一侧板一侧固定设有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有连接轴，所述连接轴贯穿第一侧板并与第一侧板通过轴承连接，所述连接壳另一端与第二侧板侧壁通过轴承连接，所述连接轴外部固定套设有两个凸轮，两个所述凸轮两侧均通过轴承连接有两个滑轮。
26.优选的，所述第二侧板一侧固定连接有两个滑块，所述壳体内部固定设有两个滑杆，两个所述滑杆分别贯穿两个所述滑块并与两个所述滑块滑动连接。
27.优选的，所述第二侧板一侧固定连接有连接块，所述壳体内部通过轴承连接有丝杆，所述丝杆贯穿连接块并与连接块通过滚珠丝杠副连接，所述壳体一侧固定设有第一电机，所述第一电机输出端与丝杆固定连接，所述壳体内部固定设有限位杆，所述限位杆贯穿连接块并与连接块滑动连接。
28.优选的，所述壳体顶部固定设有进料口，所述壳体底部四角均固定连接有支撑腿，所述壳体一侧开设有出料口，所述壳体一侧固定设有出料管，所述壳体另一侧固定连接有两个出料板，两个所述出料板分别设于第一筛板和第二筛板底部。
29.本发明实施例具有如下优点：
30.1、生产粉末松装密度低，粉末冶金行业也能使用，生产工序少，生产成本低，生产粉末松装密度容易控制，生产时，杂质较少，不容易出现堵漏包现象，提高生产效率，粉末氧化程度低，粉末冶金行业使用时，容易烧透，不会出现夹层的问题，且生产出的铜基粉末材料成本低；
31.2、通过第一筛板和第二筛板做往复运动，从而使第一筛板和第二筛板上的铜粉进行筛选，第一筛板和第二筛板顶部均为斜面，方便未筛选的铜粉从一侧出口排出，凸轮转动后其两侧的滑轮分别与第一筛板和第二筛板接触，从而使滑轮转动的同时推动第一筛板向
上移动，推动第二筛板向下移动，使第一筛板和第二筛板做往复运动的同时也会上下振动，提升筛选效率，方便快速的生产出的铜基粉末进行筛选，方便后续的混合。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
33.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
34.图1为本发明提供的主视立体图；
35.图2为本发明提供的后视立体图；
36.图3为本发明提供的主视结构剖视图；
37.图4为本发明提供的第一筛板立体图；
38.图5为本发明提供的筛分机构立体图；
39.图6为本发明提供的筛分机构侧视剖视图。
40.图中：1、壳体；2、第一电机；3、进料口；4、出料管；5、支撑腿；6、出料板；7、出料口；8、第一侧板；9、连接壳；10、滑杆；11、第一筛板；12、第二筛板；13、连接轴；14、凸轮；15、滑轮；16、连接块；17、丝杆；18、弹簧；19、限位杆；20、滑块；21、第二电机；22、第二侧板；23、滑动块；24、滑动杆。
具体实施方式
41.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例1：
43.本发明提供的低松比低成本铜基粉末生产工艺，具体步骤如下：
44.s1、配料：以铜线、镀锡片、锌锭、黄铜棒、锡锭、铜板为原料，将原料混合，其中原料中的锡含量为3-7％、锌含量为5-9％、铜余量；
45.s2、熔炼：
46.a、先将中频炉内的坩埚预热至暗红色，同时将需要熔炼的金属在炉口预加热，预加热完成后将金属原料取出备用；
47.b、在坩埚中加入铜板、铜线并将中频炉迅速升温到1100℃，通过线圈感应加热熔化为液体，按照先熔点高后熔点低的顺序依次加入黄铜棒、锌锭、锡锭、镀锡片等剩余原料，按照前一种炉料熔化后再加入下一种，不断搅拌金属溶液；
48.c、调整金属溶液的温度，温度控制在1150℃，并持续进行搅拌；
49.s3、水雾化：熔融的金属溶液落入漏包中，通过漏包嘴落入雾化装置内部，金属液体通过漏包嘴呈液滴流下，经过雾化装置的喷盘及高压水与液滴接触的作用下将液滴破碎成颗粒，水压控制在11mpa，使金属溶液经过雾化成不规则颗粒形状；
50.s4、离心机脱水：雾化后的粉末落入离心机中，进行离心脱水，离心机转速控制在400-600r/min；
51.s5、烘干：将脱水后的粉末传输至干燥机中，干燥机温度控制到60℃，采用干燥机进行加热烘干氧化；
52.s6、氧化：通过将双氧水、盐酸、硝酸、氨水、稀硫酸等氧化剂与烘干后的粉末进行搅拌，氧化剂的比例为3-11％，同时将干燥机的温度持续提升并加速氧化；
53.s7、还原：将金属粉末通过还原炉及氨分解气体保护下还原，还原过程中控制温度530-600℃之间，时间控制在1.5-2小时，同时还原气体的气流量为8m3/h；
54.s8、破碎：将还原后结块的粉末倒入颚式破碎机中进行破碎；
55.s9、筛分：将破碎后的粉末倒入筛分机构中进行分级筛选，分级筛板分别采用200目和100目；
56.s10、合批：将筛分后的粉末进行混合均匀；
57.s11、包装：将混合均匀后的粉末进行包装；
58.本实施方案中，氧化后的粉末不得超过600℃，否则粉末会烧结成大块的结块，影响破碎效率和成品率，雾化压力大于15mpa后，雾化紊流点上移到雾化喷嘴上方，超过喷嘴入口，形成粘住漏包嘴现象，雾化不能顺利完成；
59.实施例2：
60.本发明提供的低松比低成本铜基粉末生产工艺，具体步骤如下：
61.s1、配料：以铜线、镀锡片、锌锭、黄铜棒、锡锭、铜板为原料，将原料混合，其中原料中的锡含量为3-7％、锌含量为5-9％、铜余量；
62.s2、熔炼：
63.a、先将中频炉内的坩埚预热至暗红色，同时将需要熔炼的金属在炉口预加热，预加热完成后将金属原料取出备用；
64.b、在坩埚中加入铜板、铜线并将中频炉迅速升温到1100℃，通过线圈感应加热熔化为液体，按照先熔点高后熔点低的顺序依次加入黄铜棒、锌锭、锡锭、镀锡片等剩余原料，按照前一种炉料熔化后再加入下一种，不断搅拌金属溶液，c、调整金属溶液的温度，温度控制在1150℃，并持续进行搅拌；
65.s3、水雾化：熔融的金属溶液落入漏包中，通过漏包嘴落入雾化装置内部，金属液体通过漏包嘴呈液滴流下，经过雾化装置的喷盘及高压水与液滴接触的作用下将液滴破碎成颗粒，水压控制在13mpa，使金属溶液经过雾化成不规则颗粒形状；
66.s4、离心机脱水：雾化后的粉末落入离心机中，进行离心脱水，离心机转速控制在400-600r/min；
67.s5、烘干：将脱水后的粉末传输至干燥机中，干燥机温度控制到70℃，采用干燥机进行加热烘干氧化；
68.s6、氧化：通过将双氧水、盐酸、硝酸、氨水、稀硫酸等氧化剂与烘干后的粉末进行搅拌，氧化剂的比例为3-11％，同时将干燥机的温度持续提升并加速氧化；
69.s7、还原：将金属粉末通过还原炉及氨分解气体保护下还原，还原过程中控制温度530-600℃之间，时间控制在1.5-2小时，同时还原气体的气流量为8m3/h；
70.s8、破碎：将还原后结块的粉末倒入颚式破碎机中进行破碎；
71.s9、筛分：将破碎后的粉末倒入筛分机构中进行分级筛选，分级筛板分别采用200目和100目；
72.s10、合批：将筛分后的粉末进行混合均匀；
73.s11、包装：将混合均匀后的粉末进行包装；
74.本实施方案中，氧化后的粉末不得超过600℃，否则粉末会烧结成大块的结块，影响破碎效率，雾化压力大于15mpa后，雾化紊流点上移到雾化喷嘴上方，超过喷嘴入口，形成粘住漏包嘴现象，雾化不能顺利完成；
75.实施例3：
76.本发明提供的低松比低成本铜基粉末生产工艺，具体步骤如下：
77.s1、配料：以铜线、镀锡片、锌锭、黄铜棒、锡锭、铜板为原料，将原料混合，其中原料中的锡含量为3-7％、锌含量为5-9％、铜余量；
78.s2、熔炼：
79.a、先将中频炉内的坩埚预热至暗红色，同时将需要熔炼的金属在炉口预加热，预加热完成后将金属原料取出备用；
80.b、在坩埚中加入铜板、铜线并将中频炉迅速升温到1100℃，通过线圈感应加热熔化为液体，按照先熔点高后熔点低的顺序依次加入黄铜棒、锌锭、锡锭、镀锡片等剩余原料，按照前一种炉料熔化后再加入下一种，不断搅拌金属溶液，c、调整金属溶液的温度，温度控制在1150℃，并持续进行搅拌；
81.s3、水雾化：熔融的金属溶液落入漏包中，通过漏包嘴落入雾化装置内部，金属液体通过漏包嘴呈液滴流下，经过雾化装置的喷盘及高压水与液滴接触的作用下将液滴破碎成颗粒，水压控制在15mpa，使金属溶液经过雾化成不规则颗粒形状；
82.s4、离心机脱水：雾化后的粉末落入离心机中，进行离心脱水，离心机转速控制在400-600r/min；
83.s5、烘干：将脱水后的粉末传输至干燥机中，真空干燥机温度控制到80℃，采用干燥机进行加热烘干氧化；
84.s6、氧化：通过将双氧水、盐酸、硝酸、氨水、稀硫酸等氧化剂与烘干后的粉末进行搅拌，氧化剂的比例为3-11％，同时将干燥机的温度持续提升并加速氧化；
85.s7、还原：将金属粉末通过还原炉及氨分解气体保护下还原，还原过程中控制温度530-600℃之间，时间控制在1.5-2小时，同时还原气体的气流量为8m3/h；
86.s8、破碎：将还原后结块的粉末倒入颚式破碎机中进行破碎；
87.s9、筛分：将破碎后的粉末倒入筛分机构中进行分级筛选，分级筛板分别采用200目和100目；
88.s10、合批：将筛分后的粉末进行混合均匀；
89.s11、包装：将混合均匀后的粉末进行包装；
90.本实施方案中，氧化后的粉末不得超过600℃，否则粉末会烧结成大块的结块，影响破碎效率，雾化压力大于15mpa后，雾化紊流点上移到雾化喷嘴上方，超过喷嘴入口，形成
粘住漏包嘴现象，雾化不能顺利完成；
91.分别取上述实施例1-3的工艺，对所制得的低松比低成本铜基粉末生产工艺及生产装置的在不同熔炼工艺下的松装比，不同的药水比例及还原工艺下松装比数据进行比较：
92.实施例1
[0093][0094][0095]
实施例2
[0096][0097][0098]
实施例3
[0099][0100][0101]
由上表可得，实施例3所得的铜基粉松装比最低，保证了其流动性和分散性。根据实施例3所制得的低松比低成本铜基粉末，其粒度分布：+80目：＜0.5；80-100目：＜15％；100-200目:30-60％，200-325目：20-40％；-325目：15-35％
[0102]
根据实施例3第十组所制得的低松比低成本铜基粉末烧结性能进行比对：
[0103]
不同温度的烧结收缩率及强度：
[0104]
生坯密度烧结温度烧结高温时间收缩率压溃强度6.275050min-1.3％176mpa6.278050min-1.5％209mpa6.281050min-1.8％231mpa
6.284050min-2.2％278mpa
[0105]
不同密度的烧结收缩率及强度：
[0106]
生坯密度烧结温度烧结高温时间收缩率压溃强度6.078050min-1.7％183mpa6.278050min-1.5％209mpa6.478050min
‑‑
1.3％253mpa6.678050min-1.1％284mpa6.878050min
‑‑
1.0％345mpa
[0107]
其中，为了实现筛分的目的，参照附图1-6，本发明提供低松比低成本铜基粉末生产装置，包括壳体1，壳体1内部设有筛分机构，筛分机构包括第一筛板11和第二筛板12，第一筛板11和第二筛板12两侧均设有两个滑动块23，滑动块23一侧设有连接壳9，滑动块23在连接壳9内部滑动，连接壳9内部固定设有滑动杆24，滑动杆24贯穿滑动块23并与滑动块23滑动连接，连接壳9内部设有两个弹簧18，滑动块23顶部和底板均固定设有弹簧18，两个弹簧18另一端与连接壳9侧壁固定连接，两个弹簧18套设于滑动杆24外部，第一筛板11和第二筛板12两侧分别设有第一侧板8和第二侧板22，第一侧板8和第二侧板22分别与第一筛板11和第二筛板12两侧的连接壳9固定连接，第一侧板8一侧固定设有第二电机21，第二电机21输出端固定连接有连接轴13，连接轴13贯穿第一侧板8并与第一侧板8通过轴承连接，连接壳9另一端与第二侧板22侧壁通过轴承连接，连接轴13外部固定套设有两个凸轮14，两个凸轮14两侧均通过轴承连接有两个滑轮15，第二侧板22一侧固定连接有两个滑块20，壳体1内部固定设有两个滑杆10，两个滑杆10分别贯穿两个滑块20并与两个滑块20滑动连接，第二侧板22一侧固定连接有连接块16，壳体1内部通过轴承连接有丝杆17，丝杆17贯穿连接块16并与连接块16通过滚珠丝杠副连接，壳体1一侧固定设有第一电机2，第一电机2输出端与丝杆17固定连接，壳体1内部固定设有限位杆19，限位杆19贯穿连接块16并与连接块16滑动连接，启动第一电机2，第一电机2启动并带动丝杆17转动，通过丝杆17带动连接块16做往复运动，同时连接块16带动第二侧板22做往复运动，第二侧板22带动连接壳9做往复运动，连接壳9带动滑动块23做往复运动，使滑动块23带动第一筛板11和第二筛板12做往复运动，通过第一筛板11和第二筛板12做往复运动，从而使第一筛板11和第二筛板12上的铜粉进行筛选，第一筛板11和第二筛板12顶部均为斜面，方便未筛选的铜粉从一侧出口排出，同时在筛选过程中第二电机21启动并带动连接轴13转动，连接轴13转动并带动凸轮14转动，使凸轮14转动后其两侧的滑轮15分别与第一筛板11和第二筛板12接触，从而使滑轮15转动的同时推动第一筛板11向上移动，推动第二筛板12向下移动，使第一筛板11和第二筛板12做往复运动的同时也会上下振动，提升筛选效率；
[0108]
其中，为了实现支撑的目的，本装置采用如下技术方案实现的：壳体1顶部固定设有进料口3，壳体1底部四角均固定连接有支撑腿5，壳体1一侧开设有出料口7，壳体1一侧固定设有出料管4，壳体1另一侧固定连接有两个出料板6，两个出料板6分别设于第一筛板11和第二筛板12底部，支撑腿5具有支撑作用，出料管4可排出成品料。
[0109]
本发明的使用过程如下：在使用本发明时，将破碎后的铜粉通过进料口3倒入壳体1内部，使铜粉落入第一筛板11顶部，启动第一电机2，第一电机2启动并带动丝杆17转动，通过丝杆17带动连接块16做往复运动，同时连接块16带动第二侧板22做往复运动，第二侧板
22带动连接壳9做往复运动，连接壳9带动滑动块23做往复运动，使滑动块23带动第一筛板11和第二筛板12做往复运动，通过第一筛板11和第二筛板12做往复运动，从而使第一筛板11和第二筛板12上的铜粉进行筛选，第一筛板11和第二筛板12顶部均为斜面，方便未筛选的铜粉从一侧出口排出，同时在筛选过程中第二电机21启动并带动连接轴13转动，连接轴13转动并带动凸轮14转动，使凸轮14转动后其两侧的滑轮15分别与第一筛板11和第二筛板12接触，从而使滑轮15转动的同时推动第一筛板11向上移动，推动第二筛板12向下移动，使第一筛板11和第二筛板12做往复运动的同时也会上下振动，提升筛选效率，第一筛板11和第二筛板12上下移动时，其两侧的滑动块23会挤压弹簧18或是拉伸另一侧的弹簧18，同时滑动块23在滑动杆24上滑动，待滑轮15不与第一筛板11和第二筛板12接触后，弹簧18会迅速推动或是拉动滑动块23回归原位，第一次无法筛选的铜粉通过顶部的出料板6排出收集，第二次无法筛选的铜粉通过底部的出料板6排出收集，壳体1底部设置成斜面，通过出料口7排出成品铜粉，最后通过出料管4排出收集。
[0110]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。