實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)，盤(pán)星新金屬銅合金粉末工藝及應(yīng)用

銅粉為帶有紅色光澤的金屬,在潮濕空氣中易氧化,具有較高的表面活性和良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。近幾年，隨著粉末冶金技術(shù)的不斷進(jìn)步，銅及銅合金粉末廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、家電、工具、機(jī)械、航空航天等諸多技術(shù)工程領(lǐng)域，主要用于生產(chǎn)制造粉末冶金零部件，例如含油軸承、摩擦材料、金剛石工具、電碳、導(dǎo)熱、觸點(diǎn)材料、化工催化劑、射孔彈等。

銅合金粉生產(chǎn)工藝
電解法
電解法生產(chǎn)歷史悠久，工藝成熟。其優(yōu)點(diǎn)是可制得電負(fù)性較大的金屬粉末，該類(lèi)粉末多為通常方法不能制備的高純金屬超微粒。缺點(diǎn)是要耗能大、成本高、工藝流程復(fù)雜，不易生產(chǎn)普通銅基合金粉末。其工藝流程如圖1所示。

△圖1 電解銅生產(chǎn)工藝流程

還原/機(jī)械破碎法
還原/機(jī)械破碎法在制粉過(guò)程中用得最廣、產(chǎn)品種類(lèi)也最多，如鐵粉、銅粉、鎳粉、鎢粉、鉬粉等。一些難以制取的粉末，如鈮粉、鉭粉、鋯粉等也能用此法獲得。還原法制備粉末的粒度范圍較寬，從納米級(jí)到微米級(jí)均有涉及。根據(jù)需要可以制成針狀，也可制成球狀及復(fù)合粉末。其缺點(diǎn)是粉末制取過(guò)程易混入雜質(zhì)，還原法制銅粉生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖2。

△圖2 還原法制銅粉生產(chǎn)工藝流程

霧化法
霧化法生產(chǎn)銅粉是以回收的廢銅合金零件和金屬錠為原料，進(jìn)行精煉工藝，然后通過(guò)霧化介質(zhì)（水/高壓氣體）將熔體破碎成粉，再采用后處理和分級(jí)工藝獲得松裝密度和粒度組成可調(diào)的銅合金粉。氣霧化銅粉生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖3。

△圖3 氣霧化銅粉生產(chǎn)工藝流程

銅合金粉的應(yīng)用
在粉末冶金領(lǐng)域，銅及銅合金粉末的用量?jī)H次于鐵粉，主要用于粉末冶金零部件、金剛石工具、電工合金等行業(yè)，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。

△圖4 金剛石工具

△圖5 電工合金

選區(qū)激光熔化技術(shù)作為典型的增材制造技術(shù)，在輕量化高性能結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)一體化領(lǐng)域有明顯優(yōu)勢(shì)，為復(fù)雜創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)“設(shè)計(jì)得出，造得出”提供途徑。在航天領(lǐng)域，銅粉可用于火箭推力室的夾層結(jié)構(gòu)，用于火箭噴嘴。通過(guò)選區(qū)激光熔化技術(shù)制造賽車(chē)純銅電動(dòng)機(jī)定子繞組，更高的設(shè)計(jì)自由度可以使零件凹槽中的銅含量更高，提高散熱效率，賽車(chē)性能也會(huì)有進(jìn)一步的提升。

△圖6 火箭噴嘴

△圖7 純銅電動(dòng)機(jī)定子繞組

盤(pán)星新金屬CuT2粉末特性
盤(pán)星CuT2粉末采用真空感應(yīng)熔煉氣霧化VIGA技術(shù)進(jìn)行制備，CuT2粉末成分要求及測(cè)試值如表1所示。

△表1 CuT2化學(xué)成分（wt%）

制粉過(guò)程中，通過(guò)控制關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。霧化收粉后，通過(guò)篩分、氣流分級(jí)、合批等工序制備45-106μm CuT2粉末。45-106μm激光粒度分布見(jiàn)下表2所示，符合技術(shù)要求，8個(gè)批次的粉末粒度分布見(jiàn)圖8，整體較穩(wěn)定。

△表2 CuT2（45-106μm）激光粒度

△圖8 CuT2（45-106μm）粉末粒度分布批次穩(wěn)定性

45-106μmCuT2粉末具有優(yōu)異的綜合性能，流動(dòng)性好，松裝密度高、振實(shí)密度高，見(jiàn)表3，8個(gè)批次的粉末松裝、振實(shí)密度見(jiàn)圖9，粉末流動(dòng)性見(jiàn)圖10，整體較穩(wěn)定。

△表3 CuT2（45-106μm）粉末綜合性能

△圖9 CuT2（45-106μm）粉末松裝、振實(shí)密度批次穩(wěn)定性

△圖10 CuT2（45-106μm）流動(dòng)性批次穩(wěn)定性

盤(pán)星致力粉末研發(fā)和生產(chǎn)
盤(pán)星新金屬致力于新型金屬材料、球形金屬粉末的研發(fā)生產(chǎn)，是一家以研發(fā)為導(dǎo)向，精密制造為核心的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。在粉末業(yè)務(wù)方面，盤(pán)星新金屬現(xiàn)有10條真空氣霧化生產(chǎn)線，年產(chǎn)鈦合金、高溫合金等高品質(zhì)粉末逾1000噸，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于增材制造、MIM、表面處理等領(lǐng)域。未來(lái)，盤(pán)星將推出更多元化、低成本的粉末種類(lèi)，以卓越穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，向客戶提供高效一體化的技術(shù)解決方案。