一种镁钛铜粉的制备方法与流程

本发明涉及合金粉制作领域，特别是一种镁钛铜粉的制备方法。

背景技术：

1、以雾化法制备铜粉，其介质有两种，一种是气体，尤其是惰性气体，制备出粉的微观形貌呈几乎规则的球形，且含氧量比较低，如果雾化过程控制的很好，制备出的铜粉，粉可以直接经过筛分成产品，但生产成本较高，并且对安全保障措施要求较高。另一种是水，虽然生产成本低、安全性高，但产出的铜粉不仅含氧量高，且微观形貌呈不规则状，对形貌有较高要求的行业无法满足需要。

2、现有技术cn106048292a公开了一种水雾法制备抗氧化的含钛的铜合金粉,其通过如下组分制备而成:铜粉500份、铬粉25～30份、钛粉8～10份、磷酸酯p-303～7份、羟基乙叉二膦酸3～7份、异硫氰酸酯4～6份、钼酸钠6～8份。使用熔炼炉进行熔炼，熔炼炉内开始加热，同时接入氩气或氦气；把原料铜粉、原料铬粉、原料钛粉放入熔炼炉内的坩埚中；合金粉变成液态，磁力震动坩埚，使液态的合金处于翻滚的状态；熔炼炉内温度到950～1070℃后恒温保持3～5分钟，得到熔炼后熔体液；高压水雾化处理的中间漏径为5mm、采用环孔式喷嘴、喷孔直径为2～4mm、喷孔数量为8～16个、喷嘴角度为10～20个、高压雾化水压在0.25mpa～0.36mpa、雾化水流量在50～68l/min；二次雾化在水雾化喷嘴下方0.5cm处再设置二次冷水雾化喷嘴，进行二次雾化。

3、但现有技术一种水雾法制备抗氧化的含钛的铜合金粉，在雾化前期由于钛金属在高温环境下会剧烈氧化，无法通过将钛和铜金属进行直接熔炼水雾化制粉。

技术实现思路

1、本发明所要达到的目的就是提供一种镁钛铜粉的制备方法，解决了钛金属在高温环境下会剧烈氧化，无法通过将钛和铜金属进行直接熔炼水雾化制粉的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种镁钛铜粉的制备方法，包括电解铜板、铜钛合金、铜镁合金、磷铜合金以及木炭，制备方法包括以下步骤；

3、步骤一；配料；选取电解铜板与铜钛合金，按照铜与钛的质量比97:3进行配料；

4、步骤二；熔炼；在保护性气氛下，首先熔化电解铜板形成电解铜液，随后逐步加入铜钛合金于电解铜液中，并适当升温促进完全熔解与均匀混合；接着，加入镁含量控制在100～300ppm的铜镁合金至上述混合液中，继续熔化并均匀混合；最后，加入磷铜合金，确保所有合金成分完全熔化并经充分搅拌后静置熔炼，得到镁钛铜合金熔体；其中在制备所述镁钛铜合金熔体过程中加入用于创建还原环境，抑制钛的氧化的木炭；

5、步骤三；雾化：将所得的所述镁钛铜合金熔体预热，使用装有漏眼的石墨坩埚进行烘烤，而后置于雾化装置中，辅以磷铜，通过调节雾化水压至50mpa至80mpa进行熔炼雾化，生产半成品镁钛铜合金粉；

6、步骤四；热处理：在氢气与氮气混合气氛中，对所述镁钛铜合金粉进行500至700℃的热处理，持续时间为2～4小时，制得成品镁钛铜合金粉。

7、进一步的，步骤一中所述的合金分别为电解铜板、铜钛20合金或铜钛30合金、铜镁10合金、磷铜14合金中的一种或几种。

8、进一步的，制备方法还包括以下步骤；脱水：通过布袋式离心机，以50hz的离心频率对雾化后的所述半成品镁钛铜合金粉进行脱水处理。

9、进一步的，制备方法还包括以下步骤；干燥：将脱水后的所述半成品镁钛铜合金粉送入真空干燥炉，在50-70℃下进行真空干燥。

10、进一步的，所述步骤二具体为：将电解铜板加热至1380-1410℃完全熔化，随后在1400-1800℃下加入铜钛30合金，待其完全熔解后再依次加入铜镁10合金和磷铜14合金，所有原料熔化混合后，进行5至10分钟的搅拌熔炼，之后静置熔炼同样时长。

11、进一步的，所述步骤三具体为：雾化过程是在将装有φ8漏眼的石墨坩埚预热至400～500℃后，再进行熔炼雾化，雾化过程中额外加入总量0.1％的磷铜。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果为；

13、通过本发明的配料、熔炼、雾化和热处理步骤，有效解决了对金属钛易氧化，无法进行水雾化制粉的问题，首先，采用电解铜板与铜钛合金以特定比例配料，奠定良好的合金化基础，铜的稳定性有效减缓了钛的氧化速率。熔炼过程中，分阶段逐步加入不同的合金元素，确保了各元素充分溶解且不发生过早的氧化反应，同时在保护性气氛及木炭的还原作用下，进一步抑制了钛的氧化，铜镁合金的加入，丰富了合金性能，重要的是镁元素还协同木炭共同对抗氧化，为后续雾化创造了有利条件。雾化步骤，利用高水压技术快速冷却并分散合金液，结合石墨坩埚预热与少量磷铜的辅助，极大提升了粉末的细度与均匀性，同时减少了氧化风险。最终的热处理在还原性混合气氛中进行，不仅巩固了合金内部结构，还进一步提升了粉末的综合性能。这一系列工艺的有机结合，不仅成功制造出高质量的镁钛铜合金粉，展现了卓越的抗氧化性能、优良的物理机械性能及潜在的功能性优势，为高性能合金材料的制备提供了新途径。

14、附表说明

15、下面结合附表对本发明作进一步说明：

16、表1为本发明制得的成品镁钛铜合金粉抗氧化数据表；

17、表2为镁含量对镁钛铜合金粉性能影响数据表。

技术特征：

1.一种镁钛铜粉的制备方法，其特征在于，包括电解铜板、铜钛合金、铜镁合金、磷铜合金以及木炭，制备方法包括以下步骤；

2.根据权利要求1所述的镁钛铜粉的制备方法，其特征在于；步骤一中所述的合金分别为电解铜板、铜钛20合金或铜钛30合金、铜镁10合金、磷铜14合金中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的镁钛铜粉的制备方法，其特征在于；制备方法还包括以下步骤；脱水：通过布袋式离心机，以50hz的离心频率对雾化后的所述半成品镁钛铜合金粉进行脱水处理。

4.根据权利要求1所述的镁钛铜粉的制备方法，其特征在于；制备方法还包括以下步骤；干燥：将脱水后的所述半成品镁钛铜合金粉送入真空干燥炉，在50～70℃下进行真空干燥。

5.根据权利要求1所述的镁钛铜粉的制备方法，其特征在于；所述步骤二具体为：将电解铜板加热至1380～1410℃完全熔化，随后在1400～1800℃下加入铜钛30合金，待其完全熔解后再依次加入铜镁10合金和磷铜14合金，所有原料熔化混合后，进行5至10分钟的搅拌熔炼，之后静置熔炼同样时长。

6.根据权利要求1所述的镁钛铜粉的制备方法，其特征在于；所述步骤三具体为：雾化过程是在将装有φ8漏眼的石墨坩埚预热至400～500℃后，再进行熔炼雾化，雾化过程中额外加入总量0.1％的磷铜。

技术总结
本发明公开一种镁钛铜粉的制备方法，属于合金粉制作领域，采用电解铜板、铜钛合金、铜镁合金、磷铜合金及木炭为原料，首先，通过控制铜与钛质量比为97:3进行配料，保留铜的优秀导电导热性，钛的加入增强了合金强度、硬度及耐腐蚀性，熔炼阶段，先熔电解铜板，分步加入铜钛合金、镁含量在100～300PPM的铜镁合金及磷铜合金，木炭的加入抑制钛氧化，保障了合金纯净度，雾化步骤，预热合金熔体并采用石墨坩埚及高压雾化技术，辅以磷铜，形成半成品镁钛铜粉，热处理步骤，在还原性氢氮混合气中进行，提升成品粉的综合性能且优化外观，重要的是镁元素的介入不仅细化晶粒、增强韧性与抗疲劳性，更协同木炭有效对抗氧化，为镁钛铜合金粉带来了良好的抗氧化性能。

技术研发人员：郑圆圆,郭殿月,田太玉,刘忠庆,程国栋,杨建,王威翔,丁德沛
受保护的技术使用者：贵州铂韬新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23