[发明专利]一种水气联动制备低松装密度纯铜粉的方法

说明书

本发明公开一种水气联动制备低松装密度纯铜粉的方法，涉及金属粉末制备领域。本发明公开的水气联动制备低松装密度纯铜粉的方法包括：铜原料熔炼至雾化温度后，捞渣；通入水雾化装置中进行雾化，并在中间包靠近漏眼部分同方向控制压力吹入空气，得到铜液与空气的混合物，且在充有氮气的雾化桶中，同时保证雾化桶内一定水位的存在，然后离心脱水；初始铜粉进行团化还原；破碎、细碎，筛分，即可。本发明提供的水气联动制备低松装密度纯铜粉的方法，是通过调节铜粉的水雾化、还原工艺等来控制铜粉的形貌，以获得具有不规则形状粉末结构、松装密度低、生胚强度好、散热效率高的铜粉，并降低了生产能耗，节约了成本。

技术领域

本发明属于金属粉末制备的技术领域，尤其涉及一种水气联动制备低松装密度纯铜粉的方法。

背景技术

铜粉材料的导热性、导电性、耐腐蚀性优异，而且储量丰富，因此在电子通讯、船舶、航空航天、国防等领域得到广泛应用。而低松装密度纯铜粉，主要用于IT行业的散热部件等方面，其意义在于改善传统的散热方式，更优化了电子元件结构小、空间小、结构紧促等造成散热不良的问题。铜粉的制造方法与铜粉的颗粒形貌有直接关系。通常在应用过程中铜粉末的形貌越复杂，比表面积越大，松装密度越低，成形性越好。而用一般雾化法生产的铜粉多呈球形不规则状，其松装密度一般为2.6～4.0g/cm³，在应用上受到了限制。

目前，常规制备低松装密度铜粉的工艺主要有两种：一种是添加氧化铜，在铜原料中添加氧化铜，氧化铜的使用增加了金属液体的比表面张力，从而在雾化的时候，喷出来的金属粉末为不规则从而降低了松装密度可以达到1.8g/cm³，但添加氧化铜会造成成本比较高，松装密度要达到1.8g/cm³左右，需要添加氧化铜50％以上的比例，也就是说炉子内一半都是氧化铜，而氧化铜的熔点比较高，当氧化铜比例高于40％的时候，铜液的表面由于张力过大从而粘稠，雾化时金属液体基本上很难流出来，从而需要更大的能量也就是1350℃以上的温度来熔化，然而会导致在操作上比较困难，且同样的会造成经常性的堵中间包漏眼，严重时基本上影响一晚上的生产，进而成本很高，而且生产比较困难；另一种是吹空气法，主要也是以吹空气生成氧化铜替代氧化的添加，但目前是在在金属液表面吹空气，须控制其吹空气的时间节点，不然空气在高温下易与金属液出现类似真空状态，且很难控制其氧含量的问题，从而造成产品质量的波动比较大、不稳定，致使松装密度范围在2.0～2.5g/cm³，制备出来的60％粉末松装密度高于2.3g/cm³以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水气联动制备低松装密度纯铜粉的方法，通过调节铜粉的水雾化、还原工艺等来控制铜粉的形貌，以获得具有不规则形状粉末结构、松装密度低、生胚强度好、散热效率高的铜粉，并降低了生产能耗，节约了成本。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种一种水气联动制备低松装密度纯铜粉的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1.将铜原料加入到1100℃～1300℃熔炼炉中进行熔炼，待铜液达到雾化温度后，保持30min，然后捞渣。

S2.将捞渣后的铜液通入水雾化装置中进行雾化，雾化过程中，当铜液从中间包漏眼流出的同时，在中间包靠近漏眼部分同方向控制气体压力吹入空气，得到铜液与空气的混合物，然后经高压水破碎并冷却后，进入到充有氮气的雾化桶中，同时保证雾化桶内一定的水位存在，维持雾化桶内部的高度不变，尽可能保证桶内部无粉料存在，且不含水，及时将获得的铜粉抽至离心机中，进行离心脱水，维持30min后，得到初始铜粉。

S3.将上述初始铜粉推进还原炉中，通入还原气体进行团化还原。因为初始铜粉末不一定全部都是不规则的粉末，雾化的时候粗颗粒由于温度高而冷却不规则所需要的能量不够从而产生椭球形或者块状的粉末，而团化也就是我们指的粘接，进一步的避免单体颗粒的粉末产生，更多的经过团化之后，粉末和粉末粘接在一起形成粉体形貌的不规则多样化，因此，初始铜粉末经过还原炉高温还原时会粘接，同时用氨分解气还原铜粉内的氧化铜和氧。