[发明专利]一种采用微波方式处理金属粉末的工艺

说明书

本发明公开了一种采用微波方式处理金属粉末的工艺，（1）放料：首先将金属粉末放置在坩埚内，轻微按压成坯，按压5‑10分钟达到致密化状态；（2）加热：采用NI‑2型微波烧结炉以25℃／min的升温速率加热至烧结温度，并保温20min，烧结温度控制在900℃‑1700℃，烧结过程中以保护气体氩气、氮气作为保护气氛，或者在真空的环境下进行。本发明设备成本低，加热温度可迅速升温，加热时间短，成型快，所需能耗也很低，采用微波烧结方式，可直接成型，产品具有均匀质微结构，内部空隙很少，更牢固致密，具有更好的延展性和韧性，处于粉末状态的金属能有效吸收微波而实现加热，能够利用微波烧结制备金属器件。

技术领域

本发明涉及金属冶金技术领域，具体为一种采用微波方式处理金属粉末的工艺。

背景技术

中国金属冶金展始于2001年，历经十七年的发展创新，规模不断扩大，专业化程度不断加强，国际化程度不断提高，市场化运作机制不断完善，在国内外金属冶金行业具有了深远而广泛的影响力。从金属矿产资源开发、冶炼到精深加工的金属冶金工业全产业链。

火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼，精炼，蒸馏等过程。

微波烧结研究始于20世纪50年代，美国在材料介质特性方面的开创性研究为将微波加热应用于材料烧结奠定了基础。早期的微波烧结研究与应用主要集中于现代陶瓷材料领域。相对于传统认识，块状金属将会微波辐射反射掉。现有的金属冶金技术设备成本高，加工效率低，且产品质量差，为此，我们提出一种采用微波方式处理金属粉末的工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用微波方式处理金属粉末的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用微波方式处理金属粉末的工艺，包括如下步骤：

（1）放料：首先将金属粉末放置在坩埚内，轻微按压成坯，按压5-10分钟达到致密化状态；

（2）加热：采用NI-2型微波烧结炉以25℃／min的升温速率加热至烧结温度，并保温20min，烧结温度控制在900℃-1700℃，烧结过程中以保护气体氩气、氮气作为保护气氛，或者在真空的环境下进行，不同金属粉末的具体加热温度根据不同金属粉末的熔点确定，微波烧结炉的微波输出功率4kw；

（3）当金属粉末加热至烧结或熔融状态时，通过铸造得到需要的零部件。

优选的，所述金属粉末包括：铁、钢、铜、锡、钨、钴、钼及钛。

优选的，所述坩埚采用氧化锆坩埚、氧化镁坩埚及超级吸波材料氧化铝坩埚中的一种，所述坩埚的厚度在为15-25cm，金属钛采用金属坩埚，如钒等耐高温超1700℃金属坩埚，微波钛粉的金属坩埚厚度无需控制，微波控制在一面。

优选的，所述微波加热时间为0.2h-4h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明根据温度的高低可采用微波熔铸方式，设备成本低，加热温度可迅速升温，加热时间比较短，成型快，所需能耗也很低，采用微波烧结方式，可直接成型，产品具有均匀质微结构，内部空隙很少，更牢固致密，具有更好的延展性和韧性，处于粉末状态的金属能有效吸收微波而实现加热，从而能够利用微波烧结制备金属器件，微波烧结的器件比传统制品具有更高的力学性能，显微组织也比一般均匀性较好，气孔率很低；当微波温度达到各个金属的熔点的时候，金属粉末呈熔融状态，可铸造任何形状的精密零件，解决了现有的金属冶金技术设备成本高，加工效率低，且产品质量差的问题。