一种低氧球形Al粉及其制造方法技术

本发明专利技术公开了属于粉末冶金技术领域的一种低氧球形Al粉及其制造方法。所述Al粉采用纯度不低于99.9995％的高纯Al锭为原料，通过冷锻工艺加工成圆柱形坯料，其中铸锭变形量＞65％，然后制备出Al电极棒，采用等离子旋转电极雾化法制备出低氧球形Al粉。所制备粉末纯度≥99.999％，氧含量＜100ppm，球形度可达到90％以上，提高了粉冶金属产品的致密性及力学性能，满足了特种高纯金属合金的使用要求。

A low oxygen spherical Al powder and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种低氧球形Al粉及其制造方法
本专利技术属于粉末冶金领域，尤其涉及一种低氧球形Al粉及其制造方法。
技术介绍
金属粉末的制备方法有很多，如机械法(球磨、研磨等)、物理法(雾化法)及化学法(还原法、电解法、羰基法及置换法等)。然而，为了制备出球形金属粉末，通常采用的金属粉末制备方法是雾化法，具体包括水雾化法、气雾化法、等离子雾化法及等离子旋转电极雾化法。目前Al粉的制备方法有：球磨法、水雾化法、气雾化法。其中，球磨法制粉易引入杂质，粉末纯度低；水雾化法和气雾化法制粉纯度相对较高，但易出现空心球、卫星球，且在粉末制备过程中使用坩埚会不可避免的引入杂质，无法获得高纯粉末，且Al本身易氧化，无论采用何种纯度的Al原材料，所制备粉末氧含量均高于500ppm，因此，现有方法均无法制备出低氧高纯球形Al粉。在球形金属粉末制备方法中，等离子旋转电极制备的粉末球形度最高，粒度窄，无空心球或卫星球，增氧最低，在所使用的电极棒料必须满足一定的致密度才可直接用于粉末制备，而纯铝材质软，旋转时易变形等性质，限制了它适用于高速旋转球化制粉的方法，采用等离子旋转电极法常规制粉参数也无法解决此问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种低氧球形Al粉，所述Al粉粉末纯度≥99.999％，氧含量＜100ppm，球形度90％以上。一种低氧球形Al粉的制造方法，包括以下步骤：1)以高纯Al锭为原料，将Al锭加工成圆柱形坯料，所述Al锭纯度≥99.9995％，氧含量为10ppm，直径为Φ180mm～Φ250mm，长度≥180mm，所述坯料直径为Φ105mm，其中Al锭变形量≥65％，所述加工工艺为冷锻工艺；2)将步骤1)中所得的冷锻后坯料通过机加工制备Al电极棒，所述Al电极棒尺寸为Φ100mm*500mm；3)以步骤2)中所得的Al电极棒为原料，采用等离子旋转电极雾化法进行粉末制备，其中Al电极棒的转速为5000r/min～15000r/min，所制备的Al粉粒度D50为100μm～400μm。所述步骤1)中冷锻工艺为采用冷锻压机进行加工。所述步骤2)中Al电极棒的表面粗糙度Ra≤0.8μm。所述步骤3)中等离子旋转电极雾化法制备粉末时，雾化室内惰性气体为纯度≥99.99％的氩气，惰性气体的工作压力为0.02～0.05MPa。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术采用等离子旋转电极雾化法进行球化制粉，同时针对纯铝材质软，旋转时易变形、无法高速旋转球化制粉的特点，对高纯Al锭进行冷锻变形强化，结合所述方法，从而制备出较高强度的Al电极棒，解决旋转变形的问题。2.本专利技术采用等离子旋转电极雾化法进行球化制粉，对所使用的电极棒料的致密度无限制要求。3.通过本专利技术所述方法制备的粉末粒度范围窄，易获得目标粒度粉末，可显著提高粉末利用率；球形度高，粉末流动性好，铺粉更均匀，且有效避免了因卫星球或空心球而导致的局部缺陷，从而提高了粉冶金属产品的致密性及力学性能；而粉末的高纯度、低氧含量可满足特种高纯金属合金的使用要求，譬如高纯Al合金粉冶靶材。附图说明图1为本专利技术专利涉及的低氧Al球形粉制造方法流程图；具体实施方式一种低氧球形Al粉，Al粉粉末纯度≥99.999％，氧含量＜100ppm，球形度90％以上。一种低氧球形Al粉的制造方法，包括以下步骤：1)以高纯Al锭为原料，将Al锭加工成圆柱形坯料，所述Al锭纯度≥99.9995％，氧含量为10ppm，直径为Φ180mm～Φ250mm，长度≥180mm，所述坯料直径为Φ105mm，其中Al锭变形量≥65％，所述加工工艺为冷锻工艺；并且采用冷锻压机进行加工；2)将步骤1)中所得的冷锻后坯料通过机加工制备Al电极棒，所述Al电极棒尺寸为Φ100mm*500mm，其中Al电极棒的表面粗糙度Ra≤0.8μm；3)以步骤2)中所得的Al电极棒为原料，采用等离子旋转电极雾化法进行粉末制备，其中Al电极棒的转速为5000r/min～15000r/min，所制备的Al粉粒度D50为100μm～400μm；等离子旋转电极雾化法制备粉末时，雾化室内惰性气体为纯度≥99.99％的氩气，惰性气体的工作压力为0.02～0.05MPa。针对铝材质软，旋转时易变形等性质，现有技术锻造方法对Al材料的硬度均无法得到大程度的提高，但是本专利技术采用冷锻工艺结合制备方法的工艺流程和参数，实现了将Al粉材料应用于等离子旋转电极雾化法进行的粉末制备。以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：按照图1所示流程制备Al粉，1)以纯度≥99.9995％、氧含量为10ppm，直径为Φ180mm-Φ250mm的高纯Al锭为原材料，采用冷锻加工的方式将Al锭加工为圆柱形坯料，锻后坯料直径为Φ105mm；2)对冷锻后坯料进行机加工，制备出表面粗糙度Ra≥0.8μm、尺寸为Φ100mm*500mm的Al电极棒；并且Al电极棒长度越短，越不易旋转变形，但生产上需考虑制粉效率，实验结果表明电极棒长度可达到500mm；3)若转速过低，粉末粒径将明显增大，不满足Al粉粒径要求，转速过高，则会提高粉末氧含量，且Al电极棒有旋转变形的风险，导致粉末球形度降低；所以采用等离子旋转电极雾化法，以Φ100mm的Al电极棒为原料进行球化制粉，其中，Al电极棒的转速为5000r/min～15000r/min；本专利技术实施例1～6中Al粉的主要制造工艺及性能结果见表1。表1实施例1～6Al粉主要制造工艺及性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氧球形Al粉，其特征在于，所述Al粉粉末纯度≥99.999％，氧含量＜100ppm，球形度90％以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种低氧球形Al粉，其特征在于，所述Al粉粉末纯度≥99.999％，氧含量＜100ppm，球形度90％以上。


2.一种权利要求1所述低氧球形Al粉的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以高纯Al锭为原料，将Al锭加工成圆柱形坯料，所述Al锭纯度≥99.9995％，氧含量为10ppm，直径为Φ180mm～Φ250mm，长度≥180mm，所述坯料直径为Φ105mm，其中Al锭变形量≥65％，所述加工工艺为冷锻工艺；
2)将步骤1)中所得的冷锻后坯料通过机加工制备Al电极棒，所述Al电极棒尺寸为Φ100mm*500mm；
3)以步骤2)中所得的Al电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利利，丁照崇，曹晓萌，万小勇，李勇军，庞欣，熊晓东，贾倩，张延宾，曲鹏，
申请(专利权)人：有研亿金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11