一种超细铜铁合金粉的制备方法技术

本发明专利技术提供本发明专利技术目的是提供一种纯度较高的超细铜铁合金粉的制备方法。本发明专利技术提供的超细铜铁合金粉的制备方法，包括如下步骤：(1)配置置换剂水溶液；配置硫酸亚铁和硫酸铜的混合水溶液；(2)将所述置换剂水溶液，与混合水溶液加入置换反应釜中进行置换反应；(3)超声清洗；(4)固体沉淀干燥并焙烧，得到氧化铜铁合金粉；(5)将所述氧化铜铁合金粉放入还原炉内进行氢还原。

【技术实现步骤摘要】
一种超细铜铁合金粉的制备方法
本专利技术属于金属粉末制备
，尤其涉及一种超细铜铁合金粉的制备方法。
技术介绍
粉末冶金制品以金属粉末或金属与非金属粉末混合物为原料，通常经压制成形、烧结和后续处理而成，具有少或无切削加工、表面光洁度好、节材、节能、适合于大批量生产等优点。高尺寸稳定性，无需整形和热处理的低成本粉末冶金生产工艺是粉末冶金发展的一个趋势，如烧结硬化技术，正逐渐成为一种制备低成本、高性能粉末冶金铁基结构零件的工艺方法，因烧结后不整形和热处理，总体制造成本比需要进行热处理的烧结低合金钢降低约30％。传统的铁铜粉末制备方法主要有：(1)机械混合法，即直接将铁粉和铜粉进行机械混合；(2)铜包覆铁法，即用化学镀方法用铜将铁粉包覆；(3)雾化法，即采用先熔化铁铜金属然后雾化成铁铜粉末。上述不同的生产工艺制备出的铁铜粉末性能大不相同，且兼具优缺点。概括来讲，机械混合法生产的铁铜粉，虽然具有良好的成型性，但其在运输、成型等过程中极易偏析，收缩率不易控制，尤其是在制备超细粉末时，此问题更加明显。铜包铁工艺作为传统的生产工艺，采用化学包覆生产，其对环境污染较大，且铜含量控制较难，尤其是反应过程中，有害元素不能有效控制。水雾化法生产的合金粉末纯度高、组织均匀且工艺性能良好，而且由于快速凝固作用而细化了结晶结构，消除了第二相的宏观偏析，但是在实际生产过程中，由于水冷速度快，使其产品硬度较大，同时水雾化生产的铁铜粉具有较大的松装密度，冷压成型性能较差，尤其是在含油轴承和金刚石工具生产中，普遍存在生坯强度不足，易导致生坯开裂等问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术目的是提供一种纯度较高的超细铜铁合金粉的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种超细铜铁合金粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配置置换剂水溶液；配置硫酸亚铁和硫酸铜的混合水溶液；(2)将所述置换剂水溶液，与混合水溶液加入置换反应釜中进行置换反应；(3)超声清洗后固液分离；(4)固体沉淀干燥并焙烧，得到氧化铜铁合金粉；(5)将所述氧化铜铁合金粉放入还原炉内进行氢还原。优选地，所述步骤(1)中，硫酸亚铁和硫酸铜的质量比为：1:(0.2-0.8)。优选地，所述步骤(1)中，硫酸亚铁和硫酸铜的质量比为：1:(0.35-0.5)。优选地，所述硫酸铜与硫酸铁混合配比后，硫酸铁浓度在0.7-1.2mol/L，硫酸铜浓度在0.3-0.7mol/L。优选地，所述步骤(2)置换反应中，先加入置换剂水溶液或所述混合水溶液中的一种到置换反应釜，启动搅拌，搅拌速率200-500R/MIN，提升温度至40℃-60℃，后加入置换剂水溶液或所述混合水溶液中的另一种，加入速度为20-80L/MIN。优选地，所述步骤(2)中，料液加入完成后，陈化30-60分钟，静置30-60分钟。优选地，所述超声清洗之前还包括离心分离出固体沉淀的步骤。优选地，所述步骤(4)中，焙烧温度300℃-500℃，焙烧时间0.3-2.5小时，焙烧时焙烧炉内通氧气。优选地，所述步骤(5)中，还原温度300℃-500℃，氢气通量0.2-6L/min，还原时间0.5-3小时。优选地，所述置换剂为碳酸钠或者碳酸氢铵之间的一种，所述置换剂水溶液中，碳酸钠或碳酸氢铵与水的配比质量为1:(5-8)。本专利技术提供的超细铜铁合金粉的制备方法能够制备得到纯度较高的超细铜铁合金粉。附图说明通过附图中所示的本专利技术优选实施例更具体说明，本专利技术上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。图1是本专利技术实施例1提供的超细铜铁合金粉的制备方法流程示意图；具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本专利技术实施例提供一种超细铜铁合金粉的制备方法，包括如下步骤：(1)配置置换剂水溶液；配置硫酸亚铁和硫酸铜的混合水溶液；(2)将所述置换剂水溶液，与混合水溶液加入置换反应釜中进行置换反应；(3)超声清洗；(4)固体沉淀干燥并焙烧，得到氧化铜铁合金粉；(5)将所述氧化铜铁合金粉放入还原炉内进行氢还原。本专利技术实施例提供的超细铜铁合金粉的制备方法，采用共沉淀湿法冶金制备超细铜铁合金粉，平均粒径为5-40μm，纯度达到99.9％。本专利技术实施例提供的超细铜铁合金粉的制备方法，通过控制混合水溶液的配比，能够精准的控制合金粉的成本比例，通过对混合水溶液和置换溶液的加料方式、搅拌速度、温度等工艺条件，能够精确的控制粉体在水溶液中的成核速度及成核方式，实现粒度范围窄，粒度小的合金粉体的制备，制备过程符合粉体在水溶液中的成核规律及相关热力学和动力学。专利技术实施例提供的超细铜铁合金粉的制备方法，制备出来的粉体，粒度远远小于现有雾化法和电解法，生产成本低，工艺流程简单。制备的粉体晶粒尺寸可以达到纳米级。在优选实施例中，所述步骤(1)中，硫酸亚铁和硫酸铜的质量比为：1:(0.2-0.8)。在优选实施例中，所述步骤(1)中，硫酸亚铁和硫酸铜的质量比为：1:(0.35-0.5)。能够精确控制最终合金粉的成分比。在优选实施例中，所述硫酸铜与硫酸铁混合配比后，硫酸铁浓度在0.7-1.2mol/L，硫酸铜浓度在0.3-0.7mol/L。在优选实施例中，所述步骤(2)置换反应中，先加入置换剂水溶液或所述混合水溶液中的一种到置换反应釜，启动搅拌，搅拌速率200-500R/MIN，提升温度至40℃-60℃，后加入置换剂水溶液或所述混合水溶液中的另一种，加入速度为20-80L/MIN。具体为：先加入置换剂水溶液到置换反应釜，启动搅拌，搅拌速率200-500R/MIN。提升温度至40-60℃，后加入硫酸亚铁和硫酸铜混合液，混合液加入速度为20-80L/MIN；或先加入硫酸亚铁和硫酸铜混合液到置换反应釜，启动搅拌，搅拌速率200-500R/min。提升温度至40-60℃，后加入置换剂水溶液，加入速度为20-80L/MIN。在优选实施例中，所述步骤(2)中，料液加入完成后，陈化30-60分钟，静置30-60分钟。在优选实施例中，所述超声清洗之前还包括离心分离出固体沉淀的步骤。在优选实施例中，所述步骤(4)中，焙烧温度300℃-500℃，焙烧时间0.3-2.5小时，焙烧时焙烧炉内通氧气。在优选实施例中，所述步骤(5)中，还原温度300℃-500℃，氢气通量0.2-6L/min，还原时间0.5-3小时。在优选实施例中，所述置换剂为碳酸钠或者碳酸氢铵之间的一种，所述置换剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超细铜铁合金粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)配置置换剂水溶液；配置硫酸亚铁和硫酸铜的混合水溶液；/n(2)将所述置换剂水溶液，与混合水溶液加入置换反应釜中进行置换反应；/n(3)超声清洗后固液分离；/n(4)固体沉淀干燥并焙烧，得到氧化铜铁合金粉；/n(5)将所述氧化铜铁合金粉放入还原炉内进行氢还原。/n

【技术特征摘要】
1.一种超细铜铁合金粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配置置换剂水溶液；配置硫酸亚铁和硫酸铜的混合水溶液；
(2)将所述置换剂水溶液，与混合水溶液加入置换反应釜中进行置换反应；
(3)超声清洗后固液分离；
(4)固体沉淀干燥并焙烧，得到氧化铜铁合金粉；
(5)将所述氧化铜铁合金粉放入还原炉内进行氢还原。


2.如权利要求1所述的超细铜铁合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硫酸亚铁和硫酸铜的质量比为：1:(0.2-0.8)。


3.如权利要求2所述的超细铜铁合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硫酸亚铁和硫酸铜的质量比为：1:(0.35-0.5)。


4.如权利要求1所述的超细铜铁合金粉的制备方法，其特征在于，所述硫酸铜与硫酸铁混合配比后，硫酸铁浓度在0.7-1.2mol/L，硫酸铜浓度在0.3-0.7mol/L。


5.如权利要求1所述的超细铜铁合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)置换反应中，先加入置换剂水溶液或所述混合水溶液中的一种到置换...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐江峰，张旭，
申请(专利权)人：广东华诺勤耕材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44