一種減少和抑制水霧化制粉中金屬粉末氧化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，具體涉及一種減少和抑制水霧化制粉中金屬粉末氧化的方法，還涉及一種采用該方法制備的金屬粉末。
【背景技術(shù)】
[0002]霧化法是一種制備金屬制粉的常用方法，該方法采用水或惰性氣體擊碎金屬或合金熔體而制得粉末。霧化法主要分為氣霧化和水霧化。氣霧化是主要制備全球形金屬粉末的方法，采用高壓氣體通過(guò)噴嘴破碎金屬熔體得到粉末，氣霧化中間包處在大氣環(huán)境下，而其霧化室處于惰性氣體環(huán)境下，制備過(guò)程中金屬或合金熔體不易被氧化，制備的金屬粉末氧含量低，約為120ppm。水霧化以水作為霧化介質(zhì)，由于水的熱容比氣體大得多，對(duì)金屬液滴的冷卻能力強(qiáng)，冷凝速度快，所以水霧化制取的金屬及合金粉末其粉末粒度細(xì)，顆粒形狀為不規(guī)則狀，具有良好的壓縮性和成型性，是制造粉末冶金零件極重要的原料。而且水霧化介質(zhì)是水，其運(yùn)行成本和設(shè)備投資都比氣霧化低，水霧化金屬及合金粉末的產(chǎn)量是氣霧化金屬及合金粉末產(chǎn)量的10倍多。
[0003]但是在高壓水霧化中金屬液粒與水產(chǎn)生反應(yīng)生成氧化物，使得金屬粉末的含氧量較高(0.5-0.8mass% )，影響了粉末的質(zhì)量，限制了粉末的使用范圍。為了消除和降低粉末的含氧量，采用過(guò)很多工藝方法，如采用惰性氣體充入霧化桶中，減少霧化桶中的含氧量，但是這種方法效果不佳，因?yàn)楦邏核旧砟芎腿廴诮饘俜磻?yīng)生產(chǎn)氧化物；也有采用將霧化粉末進(jìn)行還原反應(yīng)的工藝，雖然這種方法能夠降低部分含氧量，但不能有效解決法粉末氧化問(wèn)題，其原因是很多粉末的氧化物是不能通過(guò)氫氣和C0來(lái)進(jìn)行還原的，如Cr203、Si02、A1203、SnO、T1、MgO、ZrO、PbO、V205、CdO等，特別是對(duì)一些合金粉末，氧化還原效果不好，另外氧化還原成本較高，使得這種方法不能推廣。高壓水霧化粉末含氧量較高，一直是一個(gè)沒(méi)有解決的難點(diǎn)課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種減少和抑制水霧化制粉中金屬粉末氧化的方法，能夠抑制了金屬氧化的形成，大幅度降低了金屬粉末的含氧量。
[0005]本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種減少和抑制水霧化制粉中金屬粉末氧化的方法，采用高壓水將金屬熔體打擊粉碎制得金屬粉末，其中水中含有少量的有機(jī)物。
[0006]優(yōu)選地，所述有機(jī)物與水的重量比為(1-30): (70-99)。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述有機(jī)物與水的重量比為(2-20): (80-98)。
[0008]優(yōu)選地，所述有機(jī)物為醇類有機(jī)物、醛類有機(jī)物、酮類有機(jī)物、羧酸類有機(jī)物、胺類有機(jī)物中的一種或多種。
[〇〇〇9]優(yōu)選地，所述醇類有機(jī)物為Q 15醇，更優(yōu)選為Q i。醇，更優(yōu)選為Q s醇，更優(yōu)選為
C15醇，例如可以為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、仲丁醇和叔丁醇中的一種或多種。
[0010]優(yōu)選地，所述醛類有機(jī)物為Ci 15酸，更優(yōu)選為Ci i。酸，更優(yōu)選為Ci s酸，更優(yōu)選為Ci 5醛，例如可以為乙醛、正丙醛和異丙醛中的一種或多種。
[0011] 優(yōu)選地，所述酮類有機(jī)物為c215si更優(yōu)選為為c2 i。酮，更優(yōu)選為c2 8更優(yōu)選為c2 5酮，例如可以為丙酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮和環(huán)戊酮中的一種或多種。
[0012]優(yōu)選地，所述羧酸類有機(jī)物為Ci 15羧酸，更優(yōu)選為為Ci i。羧酸，更優(yōu)選為Ci s羧酸，更優(yōu)選為c15羧酸，例如可以為甲酸、乙酸、草酸、琥珀酸、丙三酸和丁二酸中的一種或多種。
[0013] 優(yōu)選地，所述胺類有機(jī)物選自C115伯胺(更優(yōu)選為。伯胺，更優(yōu)選為C1S伯胺，更優(yōu)選為C15伯胺，例如可以為甲胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、正丁胺、仲丁胺和叔丁胺中的一種或多種)、c215仲胺(更優(yōu)選為c2 i。仲胺，更優(yōu)選為c2 s仲胺，更優(yōu)選為c2 5仲胺，例如可以為二甲胺、二乙胺和N-乙基丙胺中的一種或多種)、C3 15叔胺(更優(yōu)選為C3 i。仲胺，更優(yōu)選為C3 s仲胺，更優(yōu)選為C3 6仲胺，例如可以為三甲胺、三乙胺、N，N-二甲基正丙胺、N，N-二甲基乙胺和N，N-二甲基丁胺中的一種或多種)、C4 15季銨鹽(更優(yōu)選為C4 i。季銨鹽，例如可以為四甲基季銨鹽、四乙基季銨鹽、四丙基季銨鹽中的一種或多種)、Q i。酰胺(更優(yōu)選為C1S伯胺，更優(yōu)選為C15伯胺，例如可以為甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、二乙酰胺二甲基乙酰胺中的一種或多種)中的一種或多種。
[0014]其中，所述金屬粉末可以為 Mg、Al、Fe、N1、Cu、Ag、Cd、Sn、Pb、Co、Cr、Mn、S1、B、V或 Nb 金屬粉末，或者可以為 Mg、Al、Fe、N1、Cu、Ag、Cd、Sn、Pb、Co、Cr、Mn、S1、B、V 和 Nb 中的兩種或兩種以上組成的合金粉末。
[0015]優(yōu)選地，高壓水將金屬熔體打擊粉碎后，回收含有有機(jī)物的水，循環(huán)使用。
[0016]本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種金屬粉末，所述金屬粉末采用本發(fā)明第一個(gè)方面所述的任意一種方法制備而成。
[0017]本發(fā)明在金屬熔體霧化的水體中放入有機(jī)物，有機(jī)物與熔融金屬反應(yīng)產(chǎn)生C0和ch4等還原性氣體，抑制了金屬氧化的形成，大幅度降低了金屬粉末的含氧量，水霧化金屬粉末含氧量從〇.5-0.8mass%大幅下降到0.08-0.15mass%，大大提高了粉末的質(zhì)量，拓寬了粉末的應(yīng)用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為金屬熔體高壓水霧化制粉示意圖。
[0019]其中圖標(biāo)為:1金屬熔體、2中間漏包、3水霧化噴嘴、4霧化水箱、5高壓水泵、6霧化桶、7攪拌裝置、8離心甩干機(jī)、9真空干燥箱、10篩分機(jī)、11金屬粉末。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參照?qǐng)D1，本發(fā)明中金屬熔體高壓水霧化制粉的過(guò)程為:金屬熔體1經(jīng)中間漏包2的中間漏包出口進(jìn)入霧化桶6,霧化水箱4中的水霧化介質(zhì)(常規(guī)為純水，本發(fā)明中為含有有機(jī)物的水)在高壓水泵5作用形成高壓水，經(jīng)水霧化噴嘴3進(jìn)入霧化桶6,將金屬熔體1打擊粉碎，然后混合物經(jīng)離心甩干機(jī)8甩干，真空干燥箱9干燥，篩分機(jī)10過(guò)篩，最終得到金屬粉末11。由于本發(fā)明中水霧化介質(zhì)為含有有機(jī)物的水，為了使有機(jī)物與水混合均勻，霧化水箱4中可以設(shè)有攪