Academic Forum
李养杰
（杭州市富阳鸿源再生资源利用有限公司，浙江 杭州 311400）
摘要：本文主要是分析铜合金粉的生产工艺，介绍雾化法制备铜粉的工艺流程，同时分析铜合金粉的应用现状与发展过程，深入分析铜粉产业存在的问题，希望可以全面促进我国铜合金粉行业的发展。 关键词：铜合金粉；生产工艺；应用发展
铜粉表面红金属感，在潮湿环境下容易氧化，表面活性、导热性与导电性均比较高。粉末冶金技术的快速发展，铜和铜合金粉末开始应用于家电行业、汽车领域、航天航空领域，可以生产和制造粉末冶金零部件，例如金刚石工具、摩擦材料、含油轴承、射孔弹与化工催化剂。此次研究主要是论述雾化法制作铜粉末的生产工艺，同时针对铜合金粉的应用与未来发展提出建议。 1 铜合金粉生产工艺概述 铜与铜合金粉产品种类比较多，包含铜合金粉末、雾化铜、电解铜粉，包裹粉末与超细铜粉等。制备工艺包含还原/机械破碎法、电解法与雾化法。 1.1 电解工艺 电解工艺的应用实践比较长，技术工艺成熟度高，可以制作高电负性金属粉末、高纯金属超微粒，因此被应用于高产品纯度的高纯铜粉中。然而电解工艺也
存在弊端与不足，能源消耗大，成本费用高，整个工艺操作比较复杂，无法生产出普通型铜合金粉。 1.2 还原/机械破碎工艺 在金属粉生产期间，多应用还原/机械破碎工艺，例如镍粉、铁粉、钨粉、铜粉等。部分制取难度高的粉末，例如锆粉、钽粉、铌粉等，也可以通过还原/机械破碎工艺制取。还原法制备粉末具备较宽的粒度范围，可以达到纳米级和微米级。按照实际需求，可以将粉末制作为不同状态，例如复合粉末、针状和球状等。然而还原/机械破碎工艺也存在技术缺陷，粉末制取工艺中日益容易混合杂质。 1.3 雾化工艺 通过雾化工艺生产铜粉时，可以将金属锭、废铜合金零部件作为原材料，之后通过精炼工艺，采用水和高压气体作为雾化介质，将熔体破碎为粉，通过还原后处理与分级工艺，获得铜合金粉，且
松装密度与粒度均可以调整。下图为雾化工艺流程图。 图1 雾化工艺流程图 第一，熔炼处理。在雾化处理工艺中，熔炼属于重要处理工艺，可以对铜的熔炼过程进行控制，以此降低铜粉松装密度。熔炼处理期间，将电解铜块投入到电弧炉加热至1200℃左右。在同熔化期间，对杂质含量进行控制，以此
确保成品粉末的高导电性和流动性。 第二，雾化处理。在雾化处理期间，通过高压介质击碎熔铜液，获得流动状态的铜粉。按照不同雾化介质，可以将其分为气雾化法和水雾化法。通常情况下，水雾化生产效果高于气雾化法。在应用水雾化方法时，液态铜流动速度为每分钟27kg，水压为13MPa。使用惰性气体和空气雾化液态铜，所应用的压力为10MPa，制取粉末约为球形，生坯强度比较低。采用氧化还原处理工艺，标准称取颗粒量，以此满足粉末冶金制品的铜粉需求。 第三，氧化处理。在氧化处理期间，氧化过程会极大影响松装密度不佳的铜粉，氧化方式主要包括动态与静态两种。在生产期间发现，氧化处理方式、温度与时间会严重影响松装密度不佳的铜粉。在采用静态氧化处理时，氧化速度比较慢，并且会出现结块问题。动态氧化则速度比较快，因此会出现明显的氧化效果。在氧化处理期间，还应当合理控制氧化温度与氧化时间。 第四，还原处理。整个还原过程比较简单，还原时间约为1h-2h，
温度在500℃。在雾化处理期间，部分氧会转化为氧化铜，渗透到颗粒内部，因此必须提升还原温度来烧结铜，此时就需要将烧结块进行磨碎处理。 第五，破碎处理。在还原处理之后，铜块会呈现出块状，因此必须做好破碎处理。所应用的破碎方式会对成品成型性能造成影响，主要为松装密度指标。 2 铜合金粉的应用分析
在粉末冶金行业内，铜合金粉的使用量比较大，多应用于粉末冶金部件、电工合金及金刚石工具等领域，因此在工业生产中的作用价值比较高。 在粉末冶金零件制造中，青铜粉多应用于含油轴承、轴瓦
、过
滤器制作中，紫铜粉末多应用于自动润滑轴承生产中。混合石墨、锡和铜粉，可以获得互联孔隙的部件，该类孔隙可以形成润滑油膜，可以吸收大量油脂。 在催化剂和润滑油领域中，铜合金粉可以在润滑油内形成稳定悬浮液，该类润滑剂含有大量金属微粒，和固体表面结合后，可以
形成保护层，以此降低摩擦与损伤。超细铜粉可以作为催化剂，应用到化工生产领域，例如乙炔聚合等。 在电磁屏蔽领域中，需要处理塑料表面金属化问题。铜粉导电涂料具备良好的电磁屏蔽效果，涂装成本低，且整个应用范围比较广，因此可以应用于工程塑料的电子产品抗电磁干扰中。 3 我国铜粉行业的发展 铜粉工业化生产比较早，电解铜粉可以应用于铜-石墨电刷材料
与铜基摩擦材料中。在上世纪中期，雾化工艺生产铜合金粉进入到工业化生产阶段。 在上世纪50年代，我国开始建立铜粉生产线。在60年代，建设雾化工艺制备铜合金粉末生产线。随着铜粉市场的发展，生产量
也不断增加，从单一电解铜粉，逐渐发展为电解铜粉、雾化铜和铜合金粉末。产品规格齐全，并且成为有金属粉末生产大国。 4 铜粉产业的发展建议
第一，加大政策扶持。铜合金粉属于龙头项目，多应用于国防领域、航空领域与机械制造领域，且依
赖于各行业发展。所以必须争取国家政策扶持，加大科研投入力度和资金扶植力度，以此提升企业的创新能力。
第二，注重消化吸收，加大研究与开发力度。当前，我国多数
企业都不断加大研究开发力度，铜粉生产工艺日益成熟，仅仅依靠
设备引入，无法形成开发与创新能力，且整个投资成本比较大。所以，企业必须开发成套的生产设备，以此满足国内铜合金粉的生产需求。 第三，提升铜粉行业的自动化与智能化生产效益。我国在铜合
金粉生产期间，自动化水平低下，所以必须加大技术投入力度，基本实现自动化生产，以此提升铜合金粉的生产品质。 5 结语 综上所述，我国铜合金生产工艺水平不断提升，为了扩大生产效益，企业必须优化调整产品结构，加大技术研发力度。同时，铜粉加工行业发展期间，还可以减少盲目性与重复性投资。企业加大技术研发，以国有产品代替进口产品，以此实现高端超细铜粉发展
效益。 参考文献： [1]崔利，韩胜利，李达人，胡可.W 粉粒度对粉末温轧制备钨铜合金板组织和性能的影响[J].粉末冶金工业,2019(06):1-5. [2]闫志巧，陈峰，刘咏，汪涛.扩散法制备Al_2O_3弥散强化铜-锡合金粉末及其表征[J].中南大学学报(自然科学版),2019(09):2084-2090.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议