[发明专利]一种超微渗铜粉的制备方法

说明书

本申请公开了一种超微渗铜粉的制备方法，包括如下步骤：铜、铁配比好以后，铁与铜混合，在高频或中频电流感应下靠自身发热而蒸发，在蒸发过程中，通入氮气，使得铜、铁蒸汽形成区域性饱和从而成核生长，形成颗粒，得到固体粉末颗粒I；铁与钕、硼混合熔炼，得到合金铸锭，将其置于密闭容器中，在室温下将容器抽真空，再通入高纯氢气，升压，使得合金铸锭吸氢爆裂，吸氢停止后，抽真空脱氢，得到固体粉末颗粒II；将上述两步的得到固体粉末颗粒I与II混合，氮气保护下，用气流磨进一步磨成小于1.0μm的粉末。本发明所述方法制备得到的渗铜粉，可以提高零件的密度和强度，同时，没有蚀坑，没有残留铜渣。

技术领域

本申请涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种超微渗铜粉的制备方法。

背景技术

渗铜粉是以铜为主要原料的冶金粉剂，其所用主要是用于对铁基材料进行熔渗处理。所谓熔渗，是用一个比铁金属粉末零件熔点低的金属熔化后浸入相互连接的铁或铁基零件的孔隙的过程。这个过程可以提高铁基零件的抗拉强度，伸展性，坚固性和碰撞性。铁基零件经熔渗后可提高强度、硬度、韧性等力学性能，改善切削性，增加密度，增强导电和导热性。

现有的关于渗铜粉的研究，主要集中在提高熔渗率的研究，以及熔渗过程的研究。例如公开号为CN104550905B的中国专利，公开了一种高熔渗铜粉及其制备方法，将铜粉、铁粉和硅粉熔化成金属液体，混合均匀，得到金属合金熔液；利用高压水冲击金属合金熔液流体，使其冷却为铜基合金粉末；将铜基合金粉末与锰粉、锌粉以及硬脂酸锌粉末混合均匀，得到高熔渗铜粉。又如公开号为CN100392144C的中国专利，公开了一种无基准面铁基渗铜粉末冶金制品的渗铜方法，对于无基准面产品，在熔渗时采用专用支架支撑，支架采用耐火材料，支架一面为平面，一面按被渗铜产品表面台阶起伏的凹模状设计，这样将本无基准面的产品通过支架转换成有一基准面产品，其具体渗铜方法为：将压坯排放在支架上，同时在压坯上排放渗铜剂，置于1110℃～1120℃网带式烧结炉中同时烧结渗铜。

然而，现有的渗铜粉，都适用于铁基零件，而对于不锈钢，尤其是奥氏体不锈钢来说，效果并不理想，在进行熔渗处理时，存在以下的实际问题，例如，产品有形变；产品表面会发生侵蚀现象；或者是熔渗过后，会有少量剩余的铜粘附在样品表面，难以去除。理想的渗铜粉应该具有较好的流动性和润湿性，并且处理后不留残余物。目前，对于渗铜粉在奥氏体不锈钢熔渗使用过程中的侵蚀问题及残留问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本申请的主要目的在于提供一种超微渗铜粉的制备方法。通过本发明所述方法制备得到的渗铜粉，粒度直径为亚微米级，具有较好的熔渗能力，此外，处理后不留残余物。尤其适用于奥氏体不锈钢。

技术方案：本发明所提供的渗铜粉的制备方法，包括如下步骤：

铜、铁配比好以后，将铁分为两份，一份与铜混合，在高频或中频电流感应下靠自身发热而蒸发，在蒸发过程中，通入氮气，使得铜、铁蒸汽形成区域性饱和从而成核生长，形成颗粒，得到固体粉末颗粒I；另一份与钕、硼混合熔炼，得到合金铸锭，将其置于密闭容器中，在室温下将容器抽真空至1.5～1.8*10^-3帕，再通入高纯氢气，将压力升至0.4～0.5兆帕，使得合金铸锭吸氢爆裂，吸氢停止后，抽真空脱氢，得到固体粉末颗粒II；将上述两步的得到固体粉末颗粒I与II混合，氮气保护下，用气流磨进一步磨成小于1.0μm的粉末。

本发明没有采用传统的方式，而是在高频或中频电流感应下靠自身发热而蒸发，这种加热方式具有强烈的诱导搅拌作用，加热速度快、温度高，很快就能达到铜的汽化温度、铁的汽化温度。在蒸发过程中，通入氮气，使得铜、铁蒸汽中形成很高的局域性饱和而均匀成核生长，成核和生长过程都是在极短的时间内发生的，一旦核生长的半径超过临界半径，它将迅速长大。首先形成原子簇，然后继续生长成微晶，最终在收集器上收集到粉末颗粒。

具体的，所述原料的配比，按质量份数计，100份铜、4～6份铁、0.2～0.5份钕、0.1～0.15份硼。