粉末冶金制品特殊的結(jié)構(gòu)和功能,使其成為新材料及高新技術(shù)發(fā)展不可或缺的組成部分,近年來,隨著下游應(yīng)用行業(yè)的快速發(fā)展以及金屬粉體應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,金屬粉體行業(yè)尤其是鐵、銅基粉末迎來了快速發(fā)展。
銅基粉末主要分為純銅粉和銅合金粉,銅粉主要包括電解銅粉、霧化銅粉、納米銅粉等,銅合金粉末包括青銅粉、黃銅粉、白銅粉、包覆粉等。
根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝和形貌特征,銅基金屬粉末可分為電解銅粉、霧化銅及合金粉、超細(xì)銅基粉末(銅基預(yù)合金粉、超細(xì)及納米銅粉)、擴(kuò)散銅基粉末、包覆粉末(銅包鐵粉末、銅包石墨粉末、銀包銅等)等類型。
不同制備方法生產(chǎn)的銅基粉末具有不同的性能特征,從而滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求,其中,電解、霧化、擴(kuò)散燒結(jié)、化學(xué)包覆為主要生產(chǎn)方法。
銅基粉末的產(chǎn)品分類
電解銅粉
電解銅粉雖然存在生產(chǎn)流程長、能耗較高、廢水廢渣處理量大等明顯弱點(diǎn),但因具有產(chǎn)品純度高、粉末顆粒為樹枝狀、松裝比重較低、產(chǎn)品壓制燒結(jié)性能好等顯著優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用,仍是其他工藝生產(chǎn)無法替代的銅粉主流產(chǎn)品,但該工藝只能生產(chǎn)銅粉,不能生產(chǎn)合金粉。
目前國內(nèi)電解銅粉的生產(chǎn)主要有兩個趨勢:①生產(chǎn)自動化水平提升,生產(chǎn)能耗降低。通過優(yōu)化電解工藝,并對電解裝備進(jìn)行自動化和節(jié)能設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、減少能耗、提高回收率;②擴(kuò)展電解銅粉產(chǎn)品種類系列化。例如目前已經(jīng)有一些企業(yè)開發(fā)了高純、低鉛、抗氧化性強(qiáng)的電解銅粉,低松比電解銅粉等適用于電碳制品、含油軸承、高鐵、導(dǎo)電漿料等領(lǐng)域應(yīng)用的細(xì)分產(chǎn)品。
霧化銅及銅合金粉末
與其他制粉方法,如化學(xué)法、電解法、機(jī)械法等相比,霧化法具有合金化程度高、成分均勻、生產(chǎn)效率高、成本低、無污染等許多優(yōu)點(diǎn),因而成為銅及銅合金粉末重要的生產(chǎn)方法。
目前國內(nèi)的霧化的工藝和設(shè)備發(fā)展較快,霧化粉末的應(yīng)用得到了拓展,使粉末加工改性技術(shù)得到了很大程度地提高,如化工催化劑、熱導(dǎo)材料、片狀仿金粉等銅基粉末。
霧化制備技術(shù)既能夠制備銅粉末也可以制備銅合金粉末,且工藝對環(huán)境友好,低能、低耗,符合國家發(fā)展戰(zhàn)略。雖然目前尚不能夠完全取代電解銅粉,但隨著我國霧化技術(shù)、噴嘴設(shè)計(jì)以及自動化水平的不斷提高,該工藝完全取代電解工藝是銅基粉末制備技術(shù)的發(fā)展趨勢。
擴(kuò)散粘接預(yù)合金化粉末
擴(kuò)散法制備的合金粉末,區(qū)別于霧化法制備完全合金化粉末,又叫部分合金化粉末,是將兩種或兩種以上成分的金屬粉末根據(jù)一定比例混合均勻后,在還原氣氛下燒結(jié)擴(kuò)散,使金屬粉末發(fā)生固溶擴(kuò)散,幾種金屬發(fā)生合金化反應(yīng),從而形成一種成分均勻一致、無偏析的合金化粉末。
一般原料金屬粉熔點(diǎn)分布廣、元素潤濕性越好、粒徑越小制備的銅合金粉末合金化程度越高。與霧化法制備銅合金粉末相比,擴(kuò)散法制備的銅合金粉末壓縮性能更好、成形性更佳且性能更加穩(wěn)定。