[发明专利]一种铜包铁粉及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铜包覆铁粉及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将氧化铜粉和铁粉混合均匀，得到混合料粉；在由还原气体组成的保护性气氛中，将混合料粉升温至T₁并保温，然后升温至T₂并保温，继续升温至T₃并保温，再冷却至40℃以下，得到冷却产物，其中，250≤T₁＜600℃，600≤T₂＜690℃，690≤T₃＜820℃；将冷却产物进行破碎、筛选，得到铜包铁粉。所述铜包铁粉包括采用上述方法制备出的产品。本发明的有益效果包括：制备方法简便，且过程无污染排放；铜包铁粉的各项性能指标优异，粒度分布合理、易控，粉末体的流动性好、抗氧化性强，烧结制品收缩系数小。

技术领域

本发明涉及复合金属粉末的制备领域，特别地，涉及一种金属铜包覆铁的复合粉及制取方法。

背景技术

金属粉末是制造粉末冶金机械零件及含油轴承的主要原料，现有技术已由用单值纯金属粉末向包覆粉末、合金粉末方向发展。国内外小微含油轴承的制造一般均采用铜合金粉末为原料，出于含油轴承性能要求的提高和生产成本降低的需要，含油轴承生产企业已广泛开始金属铜包覆的铁复合粉为主要原料替代铜合金粉生产含油轴承。

日本保来得株式会社的CN1241250A专利公开了一种烧结轴承用复合金属粉末及含油烧结轴承的制取方法。用粉末总重量的10～30％纯铜包覆的复合铁粉制备含油轴承，在成型前的纯铜包铁粉末中加入0.1～2％的锡或铅等低熔点金属粉末，混合均匀后，成型压制烧结成含油轴承。

特公昭55-38019专利提出用30～60％的纯铜包铁粉制取含油轴承。此专利用纯铜包铁粉混合加入低熔点金属，压制烧结制取含油轴承，不足之处在于低熔点金属粉末与铜包铁粉混合时，由于各自密度相差大，混合时易出现偏析，影响含油轴承制品的力学性能，并且低熔点金属在含油轴承压制品烧结时，出现液相，加大含油轴承压制品的收缩率和变形，使得高精度的微细轴承尺寸精度难于控制。

CN1548261A专利提出了一种铜包覆铁粉的复合粉末制造方法。该方法是在搅拌状态下，把铁粉迅速加入掺有稳定剂并且PH值为0.5～4.8的硫酸铜溶液中，继续搅拌2～10分钟，沉降3～20分钟后，去掉上清液，加水洗净烘干，进行防氧化处理，包装成产品。

CN200610065023.6专利提出了一种铜包覆铁粉的生产方法。该方法是将铁粉在搅拌状态下，加入到10～20g/L的酸铜溶液中，让其在30～50℃温度下进行置换反应，铜沉积在铁粉表面，形成一层铜膜包覆在铁粉表面而获得产品。

CN100595006C专利提出了在铜的碱性蚀刻液中加入酸，使其调整PH值到2～4.5，铜离子浓度为10～20g/L，在搅拌状态下，把铁粉加入溶液中进行置换反应，铜沉积在铁粉表面，获得铜包覆的铁粉。

CN101254542A专利提出了一种黄铜包覆铁粉的生产方法。采用液相沉积法，使铁粉在铜盐和锌盐溶液中发生置换反应，让铜和锌沉积在铁粉表面，形成铜锌包覆层，经还原焙烧后得到黄铜包覆铁的复合粉。

以上专利的不足之处在于都是用化学置换法制取铜包覆铁的复合粉，即将铁粉加入硫酸铜溶液或其它铜盐溶液中，通过置换反应的方法获得铜包铁复合粉。此置换反应获得铜包铁复合粉方法存在以下几点不足：(1)采取铁粉加入硫酸铜溶液中，置换反应时硫酸铜溶液很快溶解消耗掉铁粉中的细粒级铁粉，使包覆后的复合粉粒度分布欠佳，影响压制微细轴承制品的成形性。 (2)置换反应沉积在铁粉表面的铜层疏层，易氧化，成型后制品的尺寸烧结收缩率大。(3)置换反应每生成一吨产品要外排放几十吨工业废水，污染环境。(4)产品中还残留酸根，降低了产品的使用性能。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种铜包覆铁粉及其制备方法，以解决现有技术对环境的污染问题并提高铜包覆铁的复合粉的产品质量。