[发明专利]低含氧量的片状超细金属粉末及其制备方法、生产设备与应用

说明书

低含氧量的片状超细金属粉末及其应用，其中该生产装置包括球磨容器，搅拌装置，冷却装置，所述搅拌装置包括搅拌轴，搅拌轴下端设有与球磨容器大小匹配的搅拌棍，与在搅拌轴上端相连的减速器和电机，所述搅拌装置可通过与其相连的升降机构进行上下升降来对搅拌轴的高度进行调节；所述球磨容器的底部和上侧壁均设置有至少一处开孔，所述开孔分别与下料管道、回料管道相连；所述下料管道与回料管道间设有用于输送浆料的输送装置，使所述浆料通过下料管道输送至回料管道，所述输送装置与回料管道间设有排料管道，通过排料阀对所述排料管道进行控制。

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种低含氧量的片状超细金属粉末及其制备方法、生产装置与应用。

背景技术

粉末冶金是取用金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。而金属粉末注射成型是目前发展迅速的一项成型技术，具有能够形成任意复杂形状的小型零部件且制品各部位密度均匀性好的优势。

由于粉末冶金对金属粉末的细度有严格的要求，还要保证金属粉末不被氧化，所以绝大部分金属粉末都是采用湿磨的方式磨制而成的，且湿磨的介质大多为酒精。由于金属粉末的细度很高，且不同的金属理化性质也不同，例如钛金属粉末，虽然不会被酒精氧化，但其长期与酒精接触会被氢化。所以为了防止这些金属粉末被氧化或氢化，球磨后会对金属粉末立即进行干燥，但是对于一些金属来说，加热干燥反而会加剧其氧化、氢化的过程。

另外，还有一种利用等离子体得到由微细颗粒形成的金属粉末的方法中，由于其设备成本极高，所得到的金属粉末也非常昂贵，工业上的实际应用很困难。并且在利用等离子体的方法中，难以得到氧含量低的金属粉末。一般而言，使用Ar气体作为等离子体源的非活性气体，但是通常，由于Ar气体中不可避免地存在约100ppm的氧，所以无法避免氧进入到所得的金属粉末中。

此外，对于3D打印、热等静压、金属注射成型用金属粉末，其含氧量的高低对产品性能有着直接关系，其含氧量越低，成型效果越好。例如铜粉以其优异的物理性能、化学纯度高、成型性好、导电性能好等优点，广泛应用于粉末冶金、含油轴承、金刚石工具、电碳制品、电工合金、摩擦材料、金属涂料与电子浆料等产品。由于微细铜粉比表面积大，化学性质活泼，在空气中易发生氧化，导致材料颜色变暗，装饰性变差。而铜粉表面被氧化后，使得导电材料很难在长时间使用过程中保持良好的性能。在其作为合金组分时，铜粉氧化后将导致其抗拉强度和柔韧性会出现大幅下降。

因此，现有技术的一般处理方法是在铜粉中加入防氧化剂，约每吨铜粉加防氧化剂180g～220g，以铜粉每天产量在20吨(年产7000吨，属于行业中下游水平)为计算依据，每天需加防氧化剂～5kg，每年需要加入防氧化剂～1.825吨。由于防氧化剂比较轻、体积大，需破碎待用。以往添加防氧化剂采用的是人工操作，工人劳动强度大，加量不均匀，严重影响了铜粉质量。并且，防氧化剂的加入也增大了企业的生产成本。

另外，中国专利CN106964433A公开了一种防氧化球磨机，以期获得含氧量较低的超细金属粉末。包括机架和筒体，筒体中放置有若干研磨球，机架上转动安装有转轴，转轴上固定安装有所述的筒体，筒体上设有进出料的物料门，机架的顶部设有支架，支架的顶部固定安装有横杆，横杆上活动安装有入料斗，横杆上固定安装有惯性锤，入料斗底部设有与物料门相配合的出料门，入料斗的内壁开有多组环绕在入料斗内壁的斜槽；斜槽开口倾斜向上，斜槽中装有氮化钠粉末。

该防氧化球磨机装置通过在斜槽中混入防氧化的氮化钠粉末，利用氮化钠粉末撞击后产生的氮气来进行防氧化，但是，如果氮化钠粉末混进了金属粉末中，在后续烧结过程中，氮化钠粉末难以去除，导致金属材料质量严重下降。