一种高纯低氧铜粉的制备工艺及其水雾化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高纯低氧铜粉的制备工艺及其水雾化装置，铜粉的制备工艺包括以下步骤：将固体铜金属进行熔融，得到铜金属液；将铜进行水雾化破碎处理，得到铜粉；将铜粉进行抗氧化处理，得到目标铜粉，其中水雾化步骤对铜粉进行以下水雾化处理：通过两束对称分布且稳定的水流将金属液进行扁平化处理，形成片状流动的金属液；对片状的金属液进行震荡处理，使片状的金属液在两侧水压下呈现平整状态，厚度均匀；通过高压惰性气体气流吹动水和片状金属液，使片状金属破碎化；对破碎的金属液进行激光切割，得到粒度更低的金属颗粒，本水雾化装置结合气雾化优点，将金属液片状化后进行破碎切割，得到粘连性小、表面光滑、高纯低氧的球形粉末。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯低氧铜粉的制备工艺及其水雾化装置
本专利技术涉及铜粉制备
，尤其涉及一种高纯低氧铜粉的制备工艺及其水雾化装置。
技术介绍
铜粉是制备自润滑轴承的主要原料，生产中常使用电解铜粉，电解铜粉树枝状结构，松装密度低且具有良好的韧性，可以提高青铜粉的生胚强度和粉末制品后收缩率。但是电解铜粉制备是一种高污染和高能耗的铜粉生产方法，且电解铜粉不利于烧结，其树枝状结构在烧结过程中容易形成封闭孔隙，严重影响含油轴承的性能。目前铜粉制粉技术主要采用雾法制粉。水雾制粉法是制备金属及合金粉末的重要方法，是指采用水作为雾化介质，以一定的速度冲击液态金属团，使液态金属液滴凝结成微细粉末的方法；水雾化制取的铜粉颗粒之间易发生粘连，所以其制得的铜粉颗粒形状不规则状，铜粉松装密度低；气雾化制备的金属粉末球形度好，但平均粒径较大，粒径分布较宽，易产生团聚和偏析，雾化效率低。为得到优质铜粉，亟需对铜粉水雾化性能进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高纯低氧铜粉的制备工艺及其水雾化装置。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种高纯低氧铜粉的制备工艺包括以下步骤：S1：将固体铜金属进行熔融，得到铜金属液；S2：将铜进行水雾化破碎处理，得到铜粉；S3：将铜粉进行抗氧化处理；S4:得到目标铜粉。步骤S2中的水雾化方法包括以下子步骤：A1：将固体铜金属进行熔融，得到金属液；A2：通过两束对称分布且稳定的水流将金属液进行扁平化处理，形成片状流动的金属液；A3：对片状的金属液进行震荡处理，使其在两侧水压下呈现平整状态；A4：通过高压惰性气体气流吹动水和片状金属液，使片状金属破碎化；A5：对破碎的金属液进行激光切割，得到粒度更低的金属颗粒物。为实现上述雾化方法采用以下雾化装置，包括水雾化箱，所述水雾化箱从上到下依次设置将熔融的金属液压成片的压片组件、通过高压将水与片状金属液的混合物进行破碎的高压喷气组件以及对破碎后的金属粉末进行再切割的切割组件。上述水雾化箱的上端固定设置熔融腔，熔融腔的腔壁设置加热组件，可对铜溶液进行保温，熔融腔下端的出液嘴延伸至水雾化箱的内部。优选的，所述压片组件包括水压腔壳，所述水压腔壳固定位于熔融腔的出液嘴外部且包裹出液嘴，所述出液嘴处的腔壁的两侧与水压腔壳形成水压腔，所述水压腔内部两个容水空间对称分布于出液嘴的两侧，水压腔的两个容水空间的进水端分别与对应的进水管连通，所述容水空间内部内部的水可从出液嘴的两侧向出液嘴口挤压，使从出液嘴出来的团状金属液扁平化，形成片状的金属液。容水空间的出水端与水压腔下端的出水端连通。优选的，所述容水空间的容积从出液嘴位置到水压腔的出水口位置逐渐变小，可使片状金属液的厚度逐步变薄，减小后期破碎的撞击概率。优选的，所述水压腔壳的外部设置两侧设置固定板，所述固定板均匀嵌装若干超声波发生器，水压腔壳两侧所述固定板关于出液嘴对称设置，超声波发生器可对出液嘴片状的金属液的两侧进行对称性的震荡，将片状金属液的局部隆起部分进行搅动打破，同时在两侧均匀的水压的压力下，片状金属的厚度趋于平整，为后续的高压气体破碎后得到均匀粒度金属粉末提供基础。优选的，所述高压喷气组件包括所述高压气环，所述高压气环位于水压腔的下方，高压气环的进气端与进气管连通，所述高压气环上开设多个环布于高压气环的出气嘴。高压气环将高压惰性气体喷向片状的金属液，所述高压气环出气嘴的方向与高压气环的轴线之间有夹角，可形成漩涡气流，使片状金属液和水瞬间破碎。优选的，所述切割组件包括切割筒，所述切割筒位于高压气环的下方，所述切割筒与高压气环同轴设置，所述切割筒的内壁嵌装多个激光发生器，激光发生器可发出激光，破碎后的金属颗粒由于重力和高压气体的推动在切割筒内部运动，激光发生器对切割筒内部的破碎后的金属颗粒进行再次切割，降低金属液滴的粒度，加强金属液雾化的效果。优选的，所述切割筒的外壁固定设置安装环，所述安装环的外部设置旋转套，所述安装环与旋转套通过花键连接，所述切割筒外部设置隔套，所述旋转套与隔套旋转连接，所述旋转套的外壁固定设置齿圈，所述水雾化箱设置与齿圈啮合的齿轮和驱动齿轮转动的旋转电机。切割筒可被旋转电机驱动旋转，加快激光发生器与金属液滴的相对运动，提高切割效率。优选的，所述切割筒的外壁固定设置波浪环，所述隔套内侧设置与隔套旋转连接且与波浪环上波浪边相适应的滚轮；所述安装环的花键端面与旋转套的花键槽壁之间设置弹性件。上述设计使切割筒在旋转的同时还可以的上下运动，加速切割效率，且切割筒的旋转和上下移动共用一个动力来源，结构紧凑。本专利技术的有益效果是：1、本铜粉的制备工艺的水雾化中，通过水将金属液团压缩成扁平化的片状金属液，且水压腔内部两个容水空间的容积从出液嘴位置到水压腔的出水口位置逐渐变小，可使片状金属液逐步变薄，后使用高压惰性气体将薄片状金属液和水通过旋涡破碎，可有效减少金属破碎时形成的金属液滴相互碰撞，减少形成粉末之间的粘连的情况，保证得到的金属粉末表面光滑；2、在金属液片状化过程中，通过对称分布的震荡器对片状金属的两侧进行震荡，在两侧均匀的水压的压力下，减少片状金属液的局部隆起，片状金属的厚度趋于平整，为后续的高压气体破碎后得到均匀粒度金属粉末提供基础；3、本水雾化过程中在金属液体破碎后，对破碎的进行液进行激光切割，降低金属液滴的粒度，加强金属液雾化的效果。4、本专利技术的雾化装置中的切割筒可进行旋转和上下移动，加速切割效率，且切割筒的旋转和上下移动共用一个动力来源，结构紧凑。综上，本铜粉的制备工艺的水雾化过程中，气水雾化装置结合气雾化的优点，使用水将金属液片状化后，再使用高压气体对片状金属液进行破碎切割，减少金属粉末表面的氧化，得到粘连性小、表面光滑、高纯低氧的球形粉末。附图说明图1为本铜粉的制备工艺的流程图；图2为本铜粉水雾化系统雾化方法步骤图；图3为本铜粉水雾化系统雾化结构的结构示意图；图4为本雾化结构内部水压腔的俯视结构示意图；图5为本雾化结构内部切割筒处的结构示意图；图6为本雾化结构内部切割筒的俯视结构示意图；图7为本金属铜变化状态图。图中：1、熔融腔；2、水雾化箱；3、出液嘴；4、水压腔壳；5、高压气环；6、切割筒；7、激光发生器；8、安装环；9、旋转套；10、弹性件；11、齿圈；12、齿轮；13、旋转电机；14、隔套；15、波浪环；16、滚轮；17、伸缩套；18、冷却水喷嘴；19、收集斗；41、进水管；42、水压腔；43、固定板；44、超声波发生器；51、进气管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1参照图1，一种高纯低氧铜粉的制备工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯低氧铜粉的制备工艺，其特征在于，包括以下流程：/nS1：将固体铜金属进行熔融，得到铜金属液；/nS2：将铜进行水雾化破碎处理，得到铜粉；/nS3：将铜粉进行抗氧化处理；/nS4:得到目标铜粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种高纯低氧铜粉的制备工艺，其特征在于，包括以下流程：
S1：将固体铜金属进行熔融，得到铜金属液；
S2：将铜进行水雾化破碎处理，得到铜粉；
S3：将铜粉进行抗氧化处理；
S4:得到目标铜粉。


2.根据权利要求1所述的一种高纯低氧铜粉的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中的水雾化方法包括以下子步骤：
A1：将固体铜金属进行熔融，得到金属液；
A2：通过两束对称分布且稳定的水流将金属液进行扁平化处理，形成片状流动的金属液；
A3：对片状的金属液进行震荡处理，使其在两侧水压下呈现平整状态；
A4：通过高压惰性气体气流吹动水和片状金属液，使片状金属破碎化；
A5：对破碎的金属液进行激光切割，得到粒度更低的金属颗粒物。


3.基于权利要求2所述的高纯低氧铜粉的制备工艺的水雾化装置，其特征在于，包括水雾化箱(2)，所述水雾化箱(2)从上到下依次设置将熔融的金属液压成片的压片组件、通过高压将水与片状金属液的混合物进行破碎的高压喷气组件以及对破碎后的金属粉末进行再切割的切割组件。


4.根据权利要求3所述的水雾化装置，其特征在于，所述压片组件包括水压腔壳(4)，所述水压腔壳(4)固定位于熔融腔(1)的出液嘴(3)外部且包裹出液嘴(3)，所述出液嘴(3)处的腔壁的两侧与水压腔壳(4)形成水压腔(42)，所述水压腔(42)内部两个容水空间对称分布于出液嘴(3)的两侧，所述容水空间的容积从出液嘴(3)位置到水压腔(42)的出水口位置逐渐变小。


5.根据权利要求4所述的水雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雄辉，李钢，张拥军，杨丛红，
申请(专利权)人：湖南省天心博力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43