本发明专利技术涉及铜粉领域，具体涉及一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺，用于解决现有的铜粉制备工艺存在严重污染环境且能耗高，而且制备的铜粉存在松装密度大、生坯强度很低的问题；该制备工艺中利用喷雾形成铜粉，大幅度降低对环境的污染，而且能耗低，而且经过喷雾形成的铜粉能够形成形状不规则的粉末，使得烧结后的铜粉形状更为复杂，降低其松装密度，而且铜粉烧结时在其表面上生长石墨烯，会使材料的拉伸强度、硬度和材料的耐摩擦磨损等性能大幅度提高，而且由于隔离剂的存在又被腐蚀，使得生成的铜粉石墨烯复合材料更加的不规则，不仅保证了铜粉未被烧结在一起且被石墨烯包裹的充分，而且还能进一步降低其松装密度，提高了生坯强度。生坯强度。生坯强度。
【技术实现步骤摘要】
一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺
[0001]本专利技术涉及铜粉领域，具体涉及一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺。
技术介绍
[0002]随着科技的进步，高速铁路的速度得到不断提高，其刹车制动装置的使用条件也越来越苛刻，人们要求刹车制动装置要在短时间使得高铁停下来，这会使的高铁巨大的动能转化成制动刹车片的摩擦热能，摩擦副表面会急剧上升，影响到摩擦材料的摩擦系数，使得高铁的安全性、可靠性降低。因此，为了满足高速铁路的综合技术指标，需要不断的探讨和开发出高性能的刹车材料。
[0003]制动材料需要同时满足以下几个方面的性能要求：应具有较高而稳定的摩擦因数，抗热裂性和耐磨性好，较高的强度，具有适当的密度。
[0004]铜粉是高铁制动材料的基础原料之一，铜粉的生产方法主要为电解法，电解法生产历史悠久，工艺成熟，用电解法生产的铜粉具有树枝状的微观形状，还有比表面发达、纯度高、成形性能好等特点，然而用电解法生产铜粉有着严重污染环境和能耗高的缺点。在铜粉生产方面能够替代电解法的当首推雾化制粉法，但是，实践证明单一雾化法生产的铜粉存在松装密度大、成形性差等缺点，而且生坯强度很低一般不超过5MPa，只能在部分冶金产品中作小比例添加，在实际应用中无法替代电解铜粉。
[0005]如何改善现有的铜粉制备工艺存在严重污染环境且能耗高，而且制备的铜粉存在松装密度大、生坯强度很低的缺点，因此，亟需一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺来解决以上问题。
技术实现思路
[0006]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺：通过将电解铜加入至熔炉中进行熔炼处理，得到铜液，将铜液冷却，之后向铜液中通入氮气，捞出铜液液面上的浮渣，得到纯化铜液，将纯化铜液进行喷雾处理，得到铜粉，将铜粉放置于真空干燥箱中真空干燥，得到烘干铜粉，将烘干铜粉、氧化镁纳米粉加入至混合机中搅拌混合，得到混合粉体，将混合粉体放置于石英管中，并将石英管放置在CVD炉里，在氩气、氢气氛围下高温热处理，之后通入甲烷进行气相化学沉积，之后冷却至室温，得到高压坯强度低松装密度铜粉，解决了现有的铜粉制备工艺存在严重污染环境且能耗高，而且制备的铜粉存在松装密度大、生坯强度很低的问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺，包括以下步骤：
[0009]步骤一、熔炼：将电解铜加入至熔炉中进行熔炼处理，得到铜液；
[0010]步骤二、除氢：将铜液冷却，之后向铜液中通入氮气，捞出铜液液面上的浮渣，得到纯化铜液；
[0011]步骤三、雾化：将纯化铜液进行喷雾处理，得到铜粉；
[0012]步骤四、真空干燥：将铜粉放置于真空干燥箱中真空干燥，得到烘干铜粉；
[0013]步骤五、粉末混合：将烘干铜粉、氧化镁纳米粉加入至混合机中搅拌混合，得到混合粉体；
[0014]步骤六、气相沉积：将混合粉体放置于石英管中，并将石英管放置在CVD炉里，在氩气、氢气氛围下高温热处理，之后通入甲烷进行气相化学沉积，之后冷却至室温，得到高压坯强度低松装密度铜粉，之后放置于稀盐酸中浸泡，之后真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到高压坯强度低松装密度铜粉。
[0015]作为本专利技术进一步的方案：步骤一中的所述电解铜的熔炼温度为1380
‑
1620℃。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：步骤二中的所述铜液的冷却温度为1150
‑
1200℃，所述铜液、氮气用量比为1kg：0.8
‑
1.6L，所述纯化铜液中的氢含量小于2mL/kg。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：步骤三中的所述纯化铜液喷雾处理的压力为30
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40MPa。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：步骤四中的所述铜粉的真空干燥温度100
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130℃。
[0019]作为本专利技术进一步的方案：步骤五中的所述烘干铜粉、氧化镁纳米粉的质量比为1：3
‑
5。
[0020]作为本专利技术进一步的方案：步骤六中的所述氩气流量为300
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350sccm、氢气流量为50
‑
60sccm，所述甲烷流量为50
‑
250sccm，所述稀盐酸的质量分数为6
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10％。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术的一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺，通过将电解铜加入至熔炉中进行熔炼处理，得到铜液，将铜液冷却，之后向铜液中通入氮气，捞出铜液液面上的浮渣，得到纯化铜液，将纯化铜液进行喷雾处理，得到铜粉，将铜粉放置于真空干燥箱中真空干燥，得到烘干铜粉，将烘干铜粉、氧化镁纳米粉加入至混合机中搅拌混合，得到混合粉体，将混合粉体放置于石英管中，并将石英管放置在CVD炉里，在氩气、氢气氛围下高温热处理，之后通入甲烷进行气相化学沉积，之后冷却至室温，得到高压坯强度低松装密度铜粉；该制备工艺中利用喷雾形成铜粉，并未采用电解法制得铜粉，大幅度降低对环境的污染，而且能耗低，而且经过喷雾形成的铜粉能够形成形状不规则的粉末，使得烧结后的铜粉形状更为复杂，降低其松装密度，而且铜粉烧结时在其表面上生长石墨烯，石墨烯的化学性质非常稳定，在铜粉基体中独立存在而不会与铜粉形成固溶体，在铜粉受到外力，这些独立相会阻碍位错滑移，这种位错的阻碍作用会使材料的拉伸强度、硬度和材料的耐摩擦磨损等性能大幅度提高，而且这些增强颗粒比重小、在基体中独立存在因此铜粉石墨烯复合材料既能保持原来的良好的导热率，又会获得比较高的拉伸强度和耐摩擦磨损等性能，从而能够赋予铜粉良好的力学性能，适用于制备高铁刹车材料，提高其使用寿命甚至提高高铁的安全性和可靠性，而且由于高温下铜粉会烧结到一起，因此在生长石墨烯前利用氧化镁纳米粉作为隔离剂把铜粉隔离开，并且在石墨烯生长以后将氧化镁纳米粉用稀盐酸腐蚀掉得到纯净的铜粉石墨烯复合材料，而且由于隔离剂的存在又被腐蚀，使得生成的铜粉石墨烯复合材料更加的不规则，不仅保证了铜粉未被烧结在一起且被石墨烯包裹的充分，而且还能进一步降低其松装密度，提高了生坯强度。
附图说明
[0023]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0024]图1是本专利技术中一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺的流程框图；
[0025]图2是本专利技术中实施例3中高压坯强度低松装密度铜粉的SEM图；
[0026]图3是本专利技术中实施例3中高压坯强度低松装密度铜粉的放大SEM图；
[0027]图4是本专利技术中实施例1中高压坯强度低松装密度铜粉的SEM图；
[0028]图5是本专利技术中实施例1中高压坯强度低松装密度铜粉的放大SEM图；
[0029]图6是本专利技术中对比例1中高压坯强度低松装密度铜粉的SEM图；
[0030]图7是本专利技术中对比例1中高压坯强度低松装密度铜粉的放大SEM图。
具体实施方式...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、熔炼：将电解铜加入至熔炉中进行熔炼处理，得到铜液；步骤二、除氢：将铜液冷却，之后向铜液中通入氮气，捞出铜液液面上的浮渣，得到纯化铜液；步骤三、雾化：将纯化铜液进行喷雾处理，得到铜粉；步骤四、真空干燥：将铜粉放置于真空干燥箱中真空干燥，得到烘干铜粉；步骤五、粉末混合：将烘干铜粉、氧化镁纳米粉加入至混合机中搅拌混合，得到混合粉体；步骤六、气相沉积：将混合粉体放置于石英管中，并将石英管放置在CVD炉里，在氩气、氢气氛围下高温热处理，之后通入甲烷进行气相化学沉积，之后冷却至室温，得到高压坯强度低松装密度铜粉，之后放置于稀盐酸中浸泡，之后真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到高压坯强度低松装密度铜粉。2.根据权利要求1所述的一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺，其特征在于，步骤一中的所述电解铜的熔炼温度为1380
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1620℃。3.根据权利要求1所述的一种高压坯强度低松装密度铜粉制备工艺，其特征在于，步骤二中的所述铜液的冷却温度为1150
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【专利技术属性】
技术研发人员：方义强，姚萍屏，邓中旺，姚辉，赵泽建，张辰，
申请(专利权)人：江苏大方金属粉末有限公司，
类型：发明
国别省市：
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