[发明专利]一种超细Fe-Cu合金粉的制备方法

说明书

本发明涉及一种超细Fe‑Cu合金粉的制备方法，取氧化铁粉末放入研磨设备内，投入研磨球，进行预先研磨，预研磨后粒度D50≤0.2微米；取预研磨氧化铁粉，氧化铜粉、稀土氧化物粉，氧化铜粉末粒度D50≤20微米、稀土氧化物粉末粒度D50≤15微米；置于研磨设备中，研磨球与原料的质量比为5‑15:1，研磨时间在1‑3h，研磨后取出干燥得到前驱体粉末；将其平铺于烧舟内，放入还原炉内，通还原气体，加热，制得铁铜合金粉末。优点是：对生产设备要求低，工艺流程简单，缩短了制粉周期，避免对水资源的污染和浪费，易于工业化，所制得的铁铜合金粉末粒度小且分布均匀，分散性好，呈完全固溶状态。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，尤其涉及一种超细Fe-Cu合金粉的制备方法。

背景技术

超细合金粉末尺寸小，比表面积大，其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质，如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性等。这些特殊性质使得超细合金粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。

Fe-Cu合金粉末的制备方法众多，已有的方法仍在不断改进，新的方法不断被发现和采用，可根据金属自身的性质及应用要求选择合适的制备方法。制备Fe-Cu合金粉末的方法有很多，如：机械合金化法，是将铁铜粉末按一定配比机械混合，经历高能研磨时反复的挤压、冷焊合及粉碎，在粉末原子间相互扩散或进行固态反应形成弥散分布的超细铁铜合金粉末的过程。Echerkt等以粒径小于或等于100μm的Fe粉和Cu粉为原料，在氩气保护下，球料质量比为4：1，经过8h或更长时间研磨，得到了晶粒大小为十几纳米的Fe-Cu合金粉末(参见“Reversible grain size changes in ball-milled nan℃rystalline Fe-Cu alloys”Eckert J,et al.Journal of Materials Research,2011,7(8):1980-1983)，机械合金法生产设备比较简单，效率比较高，但是所制取的粉末取决于应力施加方式，粉碎方法，粉碎工艺条件，粉碎环境等诸多因素，实际生产过程中很难以控制，制取的粉末差异性也比较大，不利于生产，且原料在研磨过程中极易氧化，对合金粉的产出质量有很大影响；水雾化法，即高压水雾化，利用高压水流冲击熔融的铁铜合金金属流，达到粉碎合金的目的，姜兴斌等利用水雾化法制备的FeCu₃₀合金粉纯度高，粉末颗粒的组织成份较均匀，性能稳定，但对生产设备要求高，生产过程中需要大量水资源，且需要二次还原，能耗大，冶炼过程烧损合金较为严重，特别是粗颗粒回炉处理烧损更为严重(参见“雾化法生产FeCu₃₀合金粉的工艺研究”姜兴斌等.金刚石与磨料磨具工程,2015(5):72-74)；中国专利CN106670454A中公开了一种利用氧化铜粉和铁铜预合金粉在还原气氛中进行活性扩散烧结，继而进行破碎筛分得到铁铜合金粉末的方法，该方法制备的合金粉末具有较低的松装密度以及良好的成型性，但该方法经过水雾化，还原、烧结、破碎等过程工艺流程复杂，生产周期长，成本高，且在还原过程中由于铜的还原温度较低，容易造成铜的流失，合金含量较低，制备的合金粉末粒度大且分布范围较宽，而且在破碎过程中容易发生氧化或引进杂质。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种超细Fe-Cu合金粉的制备方法，对生产设备要求低，工艺流程简单，缩短制粉周期，且所制得的铁铜合金粉末粒度小且分布均匀。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种超细Fe-Cu合金粉的制备方法，包括以下步骤：

1)预研磨

取氧化铁粉末放入研磨设备内，投入研磨球，进行预先研磨后，取出备用；所述的氧化铁粉末粒径D50≤50微米，预研磨后粒度D50≤0.2微米；

2)配料

根据配比称量出所需要的预研磨氧化铁粉，氧化铜粉、稀土氧化物粉，氧化铜粉末粒度D50≤20微米、稀土氧化物粉末粒度D50≤15微米；