低松装密度水雾化铜粉工艺的研究李占荣1,汪礼敏2,万新梁2(1.北京恒源粉末合金厂,北京101407;2.北京有色金属研究总院,北京100088)摘要:本文研究了氧化2还原法生产铜粉的新工艺,该工艺是通过氧化还原将水雾化铜粉加以表面改性,形成海绵状的粉末,显著降低水雾化铜粉的松装密度,这种铜粉既具有电解铜粉低的松装密度,又具有水雾化铜粉高的流动性。讨论了氧化时间、氧化温度对铜粉松装密度的影响。本工艺是一种新型环保、节能、可替代电解法生产铜粉的先进工艺。关键词:松装密度;水雾化;氧化2还中图分类号:TF123.2文献标识码:A文章编号:1006-6543(2003)01-0005-03STUDYONPRODUCTIONPROCESSOFCOPPERPOWDERSWITHLOWAPPARENTDENSITYLIZhan2rong1,WANGLi2min2,WANXin2liang2(1.BeijingHengYuanMetal&AlloyPowdersCo.,Beijing101407;Abstract:Anewoxidation2reductionprocessforproducingcopperpowderswithlowapparentdesity,fromwateratomizedcopperpowdersisintroduced.Theeffectofoxidtiontimeandtemperatureonapparentden2sityofcopperpowdersisdiscussed.Itisanewenvironmentfriendlytechnologyandtheelectrolyticcopperpowderscanbereplacedbythisnewproduct.Keywords:copperpowder;apparentdensity;wateratomizeation;oxidation2reduction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1。我国铜粉的生产主要采用传统的电解法,年产约7000t,电解铜粉因其流动性差,不能满足高性能粉末冶金产品(如粉末冶金含油轴承)的需求,所需的低松装密度雾化铜粉主要从国外进口。美国等工业发达国家已逐步采用雾化氧化还原技术生产低松装密度铜粉来取代电解法生产铜粉,该工艺生产的铜粉既具有电解铜粉低的松装密度,又具有水雾化铜粉良好的流动性。该工艺和电解法比较能耗低,成本低、无污染、已成为当今铜粉生产技术的发展趋势。1氧化还原法生产低松装密度水雾化铜粉的工艺工艺流程低松装密度水雾化铜粉的生产工艺流程如图11.1所示:→熔炼→水雾化→破碎→筛分图1低松比水雾化铜粉生产工艺流程以电解铜为原料(其纯度不低于99.95%),采用水雾化工艺生产铜粉,然后将水雾化铜粉在一定收稿日期:2002-06-25作者简介:李占荣(1979-),男(蒙古族),内蒙古人,助理工程师,主要从事粉末冶金新材料的研究与开发。→合批→包装→还原→真空烘干→氧化→破碎电解铜·6·粉末冶金工业第13卷温度、一定时间内进行氧化。通过氧化,使水雾化铜粉加以表面改性而获得的海绵状铜粉,其松装密度明显降低,流动性有进一步的提高。在氧化过程中,氧化粉末有结块现象,因此需要破碎。在氢气中还原后粉末结成块状,易破碎,还原后粉末氧含量不大于0.1%(质量分数),表明还原充分。由于不同用户对粉末的粒度和松装密度要求不同,为了保证产品性能稳定,还原后的粉末需进行分级,然后根据使用的不同要求进行合批,包装后即成成品。1.2试验原料本试验原料使用水雾化铜粉,物理性能如表1所示。由表1可以看出,该种原料粉末的松装密度图2氧化温度与氧含量的关系采用动态氧化方式进行了氧化温度(450℃,550℃,650℃)和氧化时间(1h,2h,3h)试验,试验结果表明:采用动态氧化比静态氧化效果好,通过氧化和还原处理后,铜粉松装密度不大于3.0gΠcm3,而且保持了水雾化铜粉的流动性(小于35sΠ50g)。本工艺采用动态氧化,氧化温度与松装密度关系的试验结果见图3,氧化时间与松装密度关系的试表1水雾化铜粉性能参数图3不同氧化时间下氧化温度与松装密度的关系1.3氧化水雾化铜粉的氧化是铜粉表面改性的关键。氧化方式有静态氧化和动态氧化两种,二者各有利弊。静态氧化试验在静态条件下进行,静态氧化速度慢,粉末易结块,工艺过程容易控制;动态氧化试验在动态条件下进行,动态氧化可增大粉末氧化接触面积,氧化速度快,粉末结块程度较轻,工艺过程较难控制。图2是不同氧化温度与铜粉氧化程度的关系曲线。氧化试验表明:随氧化温度的升高和氧化时间的延长,含氧量略有增加,但变化不显著,且均未达到完全氧化。进行动态氧化时,其氧化程度远远高于静态氧化,含氧量达17.7%(完全氧化含氧量为图4不同氧化温度下氧化时间与松装密度的关系...