[发明专利]一种扩散制备铜锡合金粉末的方法

说明书

本发明提供一种扩散制备铜锡合金粉末的方法，包括以下步骤：步骤1：称取铜粉49％～95％，锡粉4％～50％，铜钆合金粉0.1％～1％，混合；步骤2：球磨，磨球与混合粉料的质量比为7：3～3：2，球磨时间为3～8h，球磨转速为50～80r/min；步骤3：扩散，保护气氛为氢氮混合气体，还原炉的扩散温度为200～500℃；步骤4：破碎；步骤5：通过筛分、抗氧化处理后，得到扩散铜锡合金粉末。得到的铜锡合金粉粒度均匀稳定、烧结工艺窗口宽、组织细腻，具有很好的冷压成型性，提高了铜锡合金粉末在金刚石工具中的使用比例，解决铜锡合金粉末成分偏析问题，可有效改善以上问题，广泛应用于金刚石工具中。

技术领域

本发明涉及一种扩散制备铜锡合金粉末的方法，属于金属材料粉末冶金技术领域。

背景技术

近年来，金属预合金粉末已广泛应用于超硬材料工具制作的各个领域，应用量逐步扩大并呈迅猛发展的势头。目前预合金粉末消费量较大的应用领域集中于石材及陶瓷加工工具，消费量约占市场总量的80％以上。其中，铜锡合金粉更是被广泛用于粉末冶金含油轴承、金刚石工具、过滤器、粉末冶金制品、轴瓦材料等行业。由于铜锡合金粉末具有含氧量低、粒度细、压制性好等特点，常被用于金刚石锯片、金刚石刀头、金刚石磨轮、金刚石钻头等金刚石工具的专用粉体。

金刚石工具中，Cu具有一定的可塑形，可改善制品的冷压成型性，Sn属于低熔点能够降低烧结温度，能够强化胎体中各元素的界面结合，提高胎体的致密度。但由于单质Sn粒度较粗，容易产生烧结偏析粗化，导致物相组织不均匀，影响工具胎体性能。因此，需要对铜锡合金粉的制备方法作进一步的研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种扩散制备铜锡合金粉末的方法，得到的铜锡合金粉粒度均匀稳定、烧结工艺窗口宽、组织细腻，具有很好的冷压成型性，提高了铜锡合金粉末在金刚石工具中的使用比例，解决铜锡合金粉末成分偏析问题，可有效改善以上问题，广泛应用于金刚石工具中。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种扩散制备铜锡合金粉末的方法，包括以下步骤：

步骤1：按质量百分数计，称取铜粉49％～95％，锡粉4％～50％，铜钆合金粉0.1％～1％，进行配比混合；

步骤2：将混合后的粉末加入到干法球磨机中进行球磨，磨球与混合粉料的质量比为7：3～3：2，球磨时间为3h～8h，球磨转速为50r/min～80r/min；

步骤3：将球磨后的混合粉末加入到还原炉中进行扩散，保护气氛为氢氮混合气体，使铜粉和锡粉充分的扩散合金化；还原炉的扩散温度为200℃～500℃，氢氮混合气体中氢气与氮气的体积比为3：1～6：1；

步骤4：将扩散合金化后的粉末进行破碎；

步骤5：通过筛分、抗氧化处理后，得到扩散铜锡合金粉末。

步骤1所述铜粉为电解铜粉，粒度为-200目～-400目。

步骤1所述锡粉为雾化锡粉，粒度为-200目～-400目。

步骤1所述铜钆合金粉的粒度为-400目～-600目。

步骤2所述磨球的直径为三种直径的重量比为磨球的材质为304不锈钢。

步骤4所述破碎采用连续击打式破碎机破碎。

步骤5使用带有超声波装置的筛分机进行筛分，超声波电流为260mA，筛网为200目～400目。

步骤5所述抗氧化处理是将筛分处理后的筛下物装入混料桶内，并加入占筛下物质量3‰的抗氧化剂，充分混合60min～70min。

所述抗氧化剂为苯丙三氮唑。

本发明有益效果：