專利名稱：一種銅包覆復(fù)合粉末的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種銅包覆復(fù)合粉末的制備方法。
背景技術(shù)：
由于新技術(shù)革命的興起以及微電子技術(shù)、空間技術(shù)、能源技術(shù)、海洋技術(shù)和生物技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)材料提出了更新和更加嚴(yán)格的要求，研究者預(yù)計(jì)未來(lái)將是復(fù)合材料的時(shí)代。作為復(fù)合材料基本単元的復(fù)合粉末，盡管是近幾十年才發(fā)展起來(lái)的ー類表面強(qiáng)化材料， 但其在航空、航海和電子等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。復(fù)合粉末的每ー顆粒子都是由兩種或多種不同材料組成的粉末，并且復(fù)合粉末綜合了每種材料的性質(zhì)。金屬包覆型粉末是復(fù)合粉末中應(yīng)用最廣泛的ー類材料。金屬包覆型粉末即是金屬鍍覆在每個(gè)中心顆粒上形成的復(fù)合粉末，它兼有鍍層金屬和中心顆粒的優(yōu)良性能，因而廣泛應(yīng)用于航空、航海、電子和通訊等領(lǐng)域。隨著金屬包覆型復(fù)合粉末的發(fā)展，研究者考慮在不銹鋼粉末表面包覆銅，在不銹鋼粉表面増加耐氧化銅層，更進(jìn)一步提高不銹鋼粉的耐蝕性。金屬?gòu)?fù)合粉末常用的制備方法是球磨法。球磨法是將不銹鋼粉與銅粉直接混合，混料時(shí)粉末容易聚集在一起，出現(xiàn)團(tuán)聚的現(xiàn)象，難以使不銹鋼粉與銅粉均勻化，同時(shí)也很難將銅粉完全包覆在不銹鋼粉表面。由此，發(fā)明人考慮用包覆的方法制備ー種銅包覆復(fù)合粉末。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供ー種具有較好均勻性和較好耐蝕性的銅包覆復(fù)合粉末的制備方法。有鑒于此，本發(fā)明提供了一種銅包覆復(fù)合粉末的制備方法，包括以下步驟將75wt% 85wt%的不銹鋼粉與15wt% 25wt%的鋅粉混合，在保護(hù)氣氛下加熱后，破碎篩分，得到混合粉末；將硫酸銅溶液、硫酸和丙烯基硫脲混合，得到混合液；將所述混合粉末和所述混合液混合，反應(yīng)后得到銅包覆復(fù)合粉末。優(yōu)選的，得到混合粉末的步驟中所述混合的時(shí)間為O. 5 2h。優(yōu)選的，所述保護(hù)氣氛為氨分解氣。優(yōu)選的，所述加熱的溫度為500 700°C。優(yōu)選的，所述混合粉末的目數(shù)為80目 450目。優(yōu)選的，所述硫酸與所述混合粉末的配比為I. 48mol 2. 95mol :1kg。優(yōu)選的，所述丙烯基硫脲與所述混合粉末的質(zhì)量比為O. 0003 O. 0006 :1。優(yōu)選的，得到銅包覆復(fù)合粉末的步驟具體為將所述混合粉末與所述混合液混合，反應(yīng)后加入稀硫酸，得到沉淀；將所述沉淀清洗和干燥，得到銅包覆復(fù)合粉末。優(yōu)選的，所述干燥的溫度為600 800°C。
優(yōu)選的，所述干燥的氣氛為氨分解氣。本發(fā)明提供了一種銅包覆復(fù)合粉末的制備方法，首先將不銹鋼粉與鋅粉混合，隨后加熱，不銹鋼粉與鋅粉發(fā)生擴(kuò)散，擴(kuò)散后的粉末破碎篩分后，得到混合粉末；隨后將混合粉末與硫酸、丙烯基硫脲和硫酸銅的混合液混合反應(yīng)，即得到銅包覆復(fù)合粉末。本發(fā)明在制備銅包覆復(fù)合粉末的過(guò)程中，首先使鋅粉擴(kuò)散至不銹鋼粉表面，得到了均勻的混合粉末，隨后將擴(kuò)散均勻的鋅粉和不銹鋼粉與硫酸、丙烯基硫脲和硫酸銅的混合液混合，混合液中的銅離子被鋅置換出來(lái)。其中，硫酸提高了粉末顆粒的表面活性，使粉末易發(fā)生包覆；而作為絡(luò)合劑和緩和劑的丙烯基硫脲，則使置換出來(lái)的銅均勻的包覆在不銹鋼粉表面，從而得到了均勻的銅包覆復(fù)合粉末，使復(fù)合粉末的耐蝕性有了較大的提高。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一歩理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)ー步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了ー種銅包覆復(fù)合粉末的制備方法，包括以下步驟將75wt% 85wt%的不銹鋼粉與15wt% 25wt%的鋅粉混合，在保護(hù)氣氛下加熱，破碎篩分，得到混合粉末；將硫酸銅溶液、硫酸和丙烯基硫脲混合，得到混合液；將所述混合粉末和所述混合液混合，反應(yīng)后得到銅包覆復(fù)合粉末。將不銹鋼粉與鋅粉混合，為了保證粉末能夠混合均勻，所述混合的時(shí)間優(yōu)選為
O.5 2h，更優(yōu)選為lh。所述鋅粉的含量為15wt% 25wt%，優(yōu)選為20wt%，不銹鋼粉的含量為75wt% 85wt%，優(yōu)選為80wt%。為了獲得細(xì)小的混合粉末，所述鋅粉的目數(shù)優(yōu)選為300 500目。對(duì)于所述不銹鋼粉的成分和來(lái)源本發(fā)明并無(wú)特別的限制。對(duì)于混合的方式，本發(fā)明沒(méi)有特別的限制，只要為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合方式即可。不銹鋼粉與鋅粉混合后即進(jìn)行加熱，使不銹鋼粉與鋅粉發(fā)生擴(kuò)散，鋅粉均勻地分布于不銹鋼粉末顆粒表面，將擴(kuò)散的粉末破碎篩分后，得到均勻的混合粉末。不銹鋼粉與鋅粉在加熱過(guò)程中，由于鋅粉極易氧化，氧化后的鋅粉不利于后續(xù)的包覆，因此需要在保護(hù)氣氛下加熱。所述保護(hù)氣氛優(yōu)選為氨分解氣。為了保證不銹鋼粉與鋅粉擴(kuò)散更加均勻，所述加熱的溫度優(yōu)選為500 700°C，更優(yōu)選為550 650°C。所述混合粉末的目數(shù)優(yōu)選為80目 450目。將硫酸銅溶液、硫酸和丙烯基硫脲混合，得到混合液。所述混合粉末與所述混合液的制備順序本發(fā)明沒(méi)有限制，可以先制備混合粉末，也可以先制備混合液。所述混合粉末和所述混合液制備完成后，將所述混合粉末與所述混合液混合，反應(yīng)后得到銅包覆復(fù)合粉末。上述硫酸為濃硫酸，其能夠提高不銹鋼粉末的表面活性，使不銹鋼粉與銅易發(fā)生包覆。在混合液中添加的丙烯基硫服，既是絡(luò)合劑也是緩和劑，能夠保證銅均勻的包覆于不銹鋼粉表面。所述硫酸與所述混合粉末的配比優(yōu)選為I. 48mol 2. 95mol :1kg,更優(yōu)選為I. 5OmoI 2. 50mol :1kg。所述丙烯基硫脲與所述混合粉末的質(zhì)量比優(yōu)選為O. 0003 O. 0006 :1，更優(yōu)選為 O. 0005 lo為了保證銅包覆不銹鋼復(fù)合粉末中不含有未反應(yīng)的鋅粉，所述混合粉末與所述混合液反應(yīng)后優(yōu)選添加稀硫酸，將未反應(yīng)的鋅粉反應(yīng)完全，最終溶液的pH值為3 5。為了保證銅包覆復(fù)合粉末的純度，作為優(yōu)選方案，將所述銅包覆復(fù)合粉末采用去離子水清洗，沖洗pH至中性，并將清洗好的粉末進(jìn)行干燥。為了防止復(fù)合粉末被氧化，將粉末優(yōu)選置于氨分解氣中干燥，干燥溫度優(yōu)選為600 800°C，將干燥后的粉末破碎篩分，即得到純凈的銅包覆復(fù)合粉末。本發(fā)明利用置換反應(yīng)將銅包覆到不銹鋼表面，制備了銅包覆復(fù)合粉末。在制備復(fù)合粉末的過(guò)程中，將不銹鋼粉與鋅粉擴(kuò)散，使鋅粉均勻分布于不銹鋼粉末顆粒的表面，得到擴(kuò)散均勻地混合粉末，將混合粉末與含有硫酸銅、硫酸和丙烯基硫脲的混合液中反應(yīng)，混合液中的銅離子被鋅置換出來(lái)，在硫酸和丙烯基硫脲的作用下，銅均勻緊密地包覆在不銹鋼粉表面，從而得到了耐蝕性較好的銅包覆復(fù)合粉末。為了進(jìn)一歩理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的銅包覆不銹鋼復(fù)合粉末的制備方法進(jìn)行詳細(xì)介紹，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。實(shí)施例I
I)將80kg不銹鋼粉與20kg鋅粉放入雙錐形合批機(jī)中混合Ih后取出，得到混合粉末；2)將混合好的粉末置于有氨分解氣的鋼帶還原爐中加熱，加熱溫度為680°C ；3)加熱后的粉末結(jié)塊，進(jìn)行破碎篩分，得到混合粉末；4)稱取78kgCuS04 · H2O溶入500L水中，過(guò)濾除雜后加入8L濃硫酸和30g丙烯基硫脲，攪拌均勻，得到混合液；5)將步驟3)制備的粉末溶于混合液中，攪拌反應(yīng)，隨后加入少量的硫酸調(diào)節(jié)pH至4，直至反應(yīng)完全；6)采用連續(xù)式快速離心分離裝置將步驟5)中的沉淀分離出來(lái)，并采用去離子水清洗沉淀至中性；7)將步驟6)得到的粉末置于干燥還原爐內(nèi)進(jìn)行干燥，溫度控制為700°C，保護(hù)氣氛為氨分解氣氛；8)將步驟7)得到的粉末破碎篩分，得到銅包覆復(fù)合粉末。將復(fù)合粉末進(jìn)行測(cè)試，得到Cu的含量大于20wt%，松裝密度為2. 27g/cm3,流速為35s/50g，粒度分布為100目 400目。表I為銅包覆復(fù)合粉末的粒度分布表。表I銅包覆復(fù)合粉末的粒度分布表
粒度分布(目)+100I- - 100+200 「- 200+325 I - 325+400
巨分比(wt%)O. 350. 729.619.4由表I可知，99. 7wt%M合粉末的粒度集中在200目 400目，由此可知銅包覆復(fù)合粉末具有較好的均勻性。實(shí)施例2I)將75kg不銹鋼粉與25kg鋅粉放入雙錐形合批機(jī)中混合I. 5h后取出，得到混合粉末；2)將混合好的粉末置于有氨分解氣的鋼帶還原爐中加熱，加熱溫度為500°C ；3)加熱后的粉末結(jié)塊，進(jìn)行破碎篩分，得到混合粉末；
4)稱取98kgCuS04 · H2O溶入500L水中，過(guò)濾除雜后加入IOL濃硫酸和50g丙烯基硫脲，攪拌均勻，得到混合液；5)將步驟3)制備的混合粉末溶于混合液中，攪拌反應(yīng)，隨后加入少量的硫酸調(diào)節(jié)pH至3,直至反應(yīng)完全；6)采用連續(xù)式快速離心分離裝置將步驟5)中的沉淀分離出來(lái)，并采用去離子水清洗沉淀至中性；7)將步驟6)得到的粉末置于干燥還原爐內(nèi)進(jìn)行干燥，溫度控制為600°C，保護(hù)氣氛為氨分解氣氛；
8)將步驟7)得到的粉末破碎篩分，得到銅包覆復(fù)合粉末。實(shí)施例3I)將85kg不銹鋼粉與15kg鋅粉放入雙錐形合批機(jī)中混合I. 5h后取出，得到混合粉末；2)將混合好的粉末置于有氨分解氣鋼帶還原爐中加熱，加熱溫度為700°C ；3)擴(kuò)散后的粉末結(jié)塊，進(jìn)行破碎篩分，得到混合粉末；4)稱取60kgCuS04 · H2O溶入500L水中，過(guò)濾除雜后加入16L濃硫酸和60g丙烯基硫脲，攪拌均勻，得到混合液；5)將步驟3)制備的混合粉末溶于混合液中，攪拌反應(yīng)，隨后加入少量的硫酸調(diào)節(jié)pH至5,直至反應(yīng)完全；6)采用連續(xù)式快速離心分離裝置將步驟5)中的沉淀物分離出來(lái)，并采用去離子水清洗沉淀至中性；7)將步驟6)得到的粉末置于干燥還原爐內(nèi)進(jìn)行干燥，溫度控制為800°C，保護(hù)氣氛為氨分解氣氛；8)將步驟7)得到的粉末破碎篩分，得到銅包覆復(fù)合粉末。以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種銅包覆復(fù)合粉末的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 將75wt% 85wt%的不銹鋼粉與15wt% 25wt%的鋅粉混合，在保護(hù)氣氛下加熱，破碎篩分，得到混合粉末； 將硫酸銅溶液、硫酸和丙烯基硫脲混合，得到混合液； 將所述混合粉末和所述混合液混合，反應(yīng)后得到銅包覆復(fù)合粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，得到混合粉末的步驟中所述混合的時(shí)間為O. 5 2h。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)氣氛為氨分解氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述加熱的溫度為500 700°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述混合粉末的目數(shù)為80目 450目。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述硫酸與所述混合粉末的配比為I. 48mol 2. 95mol :1kg。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述丙烯基硫脲與所述混合粉末的質(zhì)量比為O. 0003 O. 0006 lo
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，得到銅包覆復(fù)合粉末的步驟具體為 將所述混合粉末與所述混合液混合，反應(yīng)后加入稀硫酸，得到沉淀； 將所述沉淀清洗和干燥，得到銅包覆復(fù)合粉末。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述干燥的溫度為600 800°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述干燥的氣氛為氨分解氣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種銅包覆復(fù)合粉末的制備方法，包括以下步驟將75wt%～85wt%的不銹鋼粉與15wt%～25wt%的鋅粉混合，在保護(hù)氣氛下加熱，破碎篩分，得到混合粉末；將硫酸銅溶液、硫酸和丙烯基硫脲混合，得到混合液；將所述混合粉末和所述混合液混合，反應(yīng)后得到銅包覆復(fù)合粉末。在制備銅包覆復(fù)合粉末的過(guò)程中，首先使鋅粉擴(kuò)散至不銹鋼粉表面，隨后將擴(kuò)散均勻的混合粉末與硫酸、丙烯基硫脲和硫酸銅的混合液混合，混合液中的銅離子被鋅置換出來(lái)，在硫酸和丙烯基硫脲的作用下，置換出來(lái)的銅均勻的包覆在不銹鋼粉表面，從而得到了均勻的銅包覆復(fù)合粉末，使復(fù)合粉末的耐蝕性有了較大的提高。
文檔編號(hào)B22F1/02GK102689011SQ201210196838
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者戴煜, 譚興龍 申請(qǐng)人:湖南頂融科技有限公司