本发明涉及金属粉末生产,更具体的说,它涉及一种金属粉末的生产方法。
背景技术:
1、金属粉末以其尺寸小,比表面积大,而使得用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质,如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得其在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用,目前金属粉末的制备有多种方法。常见的有化学还原法、电解还原法和气体雾化法等,钽或铌电容器通常具有小尺寸和高电容,并且已经成为移动电话和个人计算机中的关键部件。随着对于更高性能、更高可靠性和更低成本的电子部件的日益增长的需求,存在对于改善钽和/或铌粉末的质量和更经济的生产途径的必然需求。现有生产方法涉及大量步骤导致成本非常高并且质量控制困难,目前,将工业生产的钽粉末和其他高熔点稀有金属粉末用作电容器的材料,并且这种粉末主要通过金属热还原方法生产,其中利用活性金属作为还原剂将原料还原。使用金属热还原方法的优点是可以直接通过还原反应生产粉末状的钽,然而,通过这种还原反应难以有效地生产大量的均匀粉末,尤其当反应规模增加时会导致所生成粉末的均匀度下降的缺点。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种金属粉末的生产方法,以解决背景技术中提到的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种金属粉末的生产方法,包括以下步骤:
5、步骤一:将所述金属化合物与粘合剂混合、进行成型、并且进行烧结以生产金属化合物原料成型体;
6、步骤二:使用非金属材料作为载体,采用已知的物理、化学或电化学方法在其表面覆盖金属层;
7、步骤三:应用冷坩埚真空悬浮感应熔炼方法,把金属棒材放入冷坩埚中,第一感应器提供热源及悬浮力使金属棒材熔化形成金属熔液,金属溶液与冷坩埚不接触或弹性接触,同时有电磁搅拌作用,使合金中不同金属之间成分更加均匀;
8、步骤四:在金属熔液达到一定过热度后,降低第一感应器和第二感应器的功率,金属熔液在重力下从底孔流出后形成金属液流,金属液流受到第二感应器的磁力,进一步加热金属溶液并约束金属液流的直径,使金属液流按照一定流速和一定直径稳定流出;
9、步骤五:金属及其合金加热熔化后置于比其液相温度点高的热油中,加入适当缓蚀乳化助剂,用高速旋转剪切均质乳化机进行剪切分散,使金属液体在剪切均质乳化机的作用下,乳化为液滴并悬浮在热油中,然后将热油和金属的乳化混合液冷却至合金的固相温度以下,乳化混合液中的合金液滴在表面张力的作用下凝固为球型金属粉末,粒度尺寸为2-100um,其氧含量小于80ppm。
10、本发明进一步设置为,在步骤一中将所述金属化合物原料成型体成型成从在所述金属化合物原料成型体内任意位置到所述成型体表面的距离不长于10mm的形状,所述金属化合物是选自铌、锆、钛、铪、钽、稀土金属以及锕系金属的金属元素化合物。
11、本发明进一步设置为,所述步骤五中采用的热油是沸点大于200℃的植物油或矿物油,其粘度e(20)应大于14,其温度比相应的金属液相温度点高5℃-50℃。
12、本发明进一步设置为,所述步骤一中的非金属材料包括:化学纤维布、天然纤维布、有机高分子薄膜和海绵;所述的制备的金属粉末包含:铜、镍、铁、钴、锌单相的金属粉末及两相或多相的金属粉末。
13、本发明进一步设置为,所述金属化合物原料成型体通过混合金属化合物、粘合剂以及作为反应剂的活性金属化合物进行模制成型。
14、本发明进一步设置为,将选自钙、镁、钠、钡以及钾中的至少一种活性金属用作所述还原剂。
15、本发明进一步设置为,将选自钙、镁、钠、钡以及钾中的至少一种活性金属的化合物用作所述反应剂。
16、本发明进一步设置为,所述热油中可加入油溶性缓蚀剂和乳化助剂,其分别为石油磺酸盐、十一烯基丁二酸或石蜡。其加入量为金属和热油重量的1-10%。
17、(三)有益效果
18、与现有技术相比,本发明提供了一种金属粉末的生产方法,具备以下有益效果:
19、本发明对非金属材料进行高温氧化、还原、研磨工艺处理,均为比较成熟的工艺,反应条件简单,且周期短,可用于大批量生产,此外,对原材料形状没有特殊要求,有电磁搅拌作用,使得合金成分更加均匀化,可以提高金属熔液的过热度。在制粉过程中,金属熔液的过热度的提高,可以使金属熔液粘度降低,使金属粉末更细,此外,按照本发明提供的球型低温金属粉末的生产方法,由于金属粉末的剪切分散成型及整个生产过程完全不与空气接触,并且在热油与金属粉末分离后每一个粉末表面都包裹上带有缓蚀剂的植物油或矿物油,所以在进行合适的包装后,这种生产方法制备的金属粉末具有极低的氧含量。
1.一种金属粉末的生产方法,其特征是,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种金属粉末的生产方法,其特征是:在步骤一中将所述金属化合物原料成型体成型成从在所述金属化合物原料成型体内任意位置到所述成型体表面的距离不长于10mm的形状,所述金属化合物是选自铌、锆、钛、铪、钽、稀土金属以及锕系金属的金属元素化合物。
3.根据权利要求2所述的一种金属粉末的生产方法,其特征是:所述步骤五中采用的热油是沸点大于200℃的植物油或矿物油,其粘度e(20)应大于14,其温度比相应的金属液相温度点高5℃-50℃。
4.根据权利要求3所述的一种金属粉末的生产方法,其特征是:所述步骤一中的非金属材料包括:化学纤维布、天然纤维布、有机高分子薄膜和海绵;所述的制备的金属粉末包含:铜、镍、铁、钴、锌单相的金属粉末及两相或多相的金属粉末。
5.根据权利要求4所述的一种金属粉末的生产方法,其特征是:所述金属化合物原料成型体通过混合金属化合物、粘合剂以及作为反应剂的活性金属化合物进行模制成型。
6.根据权利要求5所述的一种金属粉末的生产方法,其特征是:将选自钙、镁、钠、钡以及钾中的至少一种活性金属用作所述还原剂。
7.根据权利要求6所述的一种金属粉末的生产方法,其特征是:将选自钙、镁、钠、钡以及钾中的至少一种活性金属的化合物用作所述反应剂。
8.根据权利要求7所述的一种金属粉末的生产方法,其特征是:所述热油中可加入油溶性缓蚀剂和乳化助剂,其分别为石油磺酸盐、十一烯基丁二酸或石蜡。其加入量为金属和热油重量的1-10%。
