机械制造工艺薄壁(粉末冶金——薄壁管形多孔铜的制备方法)

薄壁管形多孔铜的制备方法

将球形铜粉和粘结剂按体积百分比50～60％:50～40％进行配比，将粘结剂加热至80℃～95℃，完全熔化时，加入球形铜粉，在80℃～95℃温度下混合1～1.5小时，将上述混合好的流体混合物倒入模温为80℃～90℃的模具型腔内，成型坯件，冷却后脱模；将成型坯件放入脱脂炉，埋入Al2O3粉中，在氢气保护下，以8～12℃/min的速度加热至45～55℃，保温20～40分钟，再以1～3℃/min的速度加热至210～230℃，保温1～4小时，然后以8～12℃/min的速度加热至810℃～890℃，烧结1～3小时；

粘结剂是由石蜡和硬脂酸组成，石蜡和硬脂酸的重量百分比为90～99％:10～1％。

2.成型坯件放入脱脂炉后，以10℃/min的速度加热至50℃，保温0.5小时，再以2℃/min的速度加热至220℃，保温后以10℃/min的速度加热。

3.薄壁管形多孔铜的壁厚为0.5mm～4mm。

现有技术

有关粉末冶金法制备高孔隙率多孔铜的报道不多，有代表性的为浙江竞远机械设备有限公司、河北工业大学、云南理工大学、南京理工大学。

浙江竞远机械设备有限公司采用烧结——脱溶原理，以球形金属铜粉和尿素颗粒为原料，其中尿素颗粒为造孔材料，将两者按一定比例混合均匀后，装入模具，在300MPa压力下单轴压实，900℃烧结后，将造孔颗粒材料溶解脱除，得到开孔型多孔铜。这种方法的优点是孔径和孔隙率可调，缺点是模具承受较大压力，损耗快，制造成本高。

河北工业大学和云南理工大学制备多孔铜的方法与浙江竞远机械设备有限公司相似，都是采用在铜粉中加入造孔剂，经过压制、烧结、去除造孔剂的方法制备多孔铜，只是选用的造孔剂不同，制备工艺略有变化。

南京理工大学研制生产的烧结青铜过滤元件，以球形铜粉为原料，将球形铜粉装入模具中松装烧结制成。该种制备方法的优点是制造工序少，工艺过程简单，缺点是烧结时带模具烧结，模具烧蚀损耗大，而且对模具材料的耐高温要求高，制造成本高。

高孔隙率薄壁管形多孔铜由于管壁薄，采用加入造孔剂模压成形较难实现，采用松装烧结虽然简单易行，但成本较高。因此需要开发出一种工艺简单、成本低的制备高孔隙率薄壁管形多孔铜的方法。

实列

以下结合实例作进一步详细描述。

实例1：取球形铜粉55%（按体积百分比），粘结剂45%（按体积百分比），粘结剂中石蜡和硬脂酸按重量百分比98%:2%配合。将粘结剂加热至80℃~95℃，完全熔化时，加入球形铜粉，在80℃~95℃温度下混合1.2小时，将上述混合好的80℃~95℃的流体混合物倒入模温为80℃~90℃的模具型腔内，成型壁厚为2mm管形坯件，冷却后脱模。将成型坯件放入脱脂炉，埋入Al2O3粉中，在氢气保护下，以10℃/min的速度加热至50℃，保温0.5小时，以2℃/min的速度加热至220℃，保温1.5小时，然后以10℃/min的速度加热至850℃，烧结2小时。

实例2：取球形铜粉50%（按体积百分比），粘结剂50%（按体积百分比），粘结剂中石蜡和硬脂酸按重量百分比99%:1%配合。将粘结剂加热至80℃~95℃，完全熔化时，加入球形铜粉，在80℃~95℃温度下混合1.5小时，将上述混合好的80℃~95℃的流体混合物倒入模温为80℃~90℃的模具型腔内，成型壁厚为0.5mm管形坯件，冷却后脱模。将成型坯件放入脱脂炉，埋入Al2O3粉中，在氢气保护下，以10℃/min的速度加热至50℃，保温0.5小时，以2℃/min的速度加热至220℃，保温1小时，然后以10℃/min的速度加热至810℃，烧结3小时。

实例3：取球形铜粉60%（按体积百分比），粘结剂40%（按体积百分比），粘结剂中石蜡和硬脂酸按重量百分比90%:10%配合。将粘结剂加热至80℃~95℃，完全熔化时，加入球形铜粉，在80℃~95℃温度下混合1.5小时，将上述混合好的80℃~95℃的流体混合物倒入模温为80℃~90℃的模具型腔内，成型壁厚为4mm管形坯件，冷却后脱模。将成型坯件放入脱脂炉，埋入Al2O3粉中，在氢气保护下，以10℃/min的速度加热至50℃，保温0.5小时，以2℃/min的速度加热至220℃，保温4小时，然后以10℃/min的速度加热至890℃，烧结1小时。[0018]实施例4：[0019]取球形铜粉53%（按体积百分比），粘结剂47%（按体积百分比），粘结剂中石蜡和硬脂酸按重量百分比95%:5%配合。将粘结剂加热至80℃~95℃，完全熔化时，加入球形铜粉，在80℃~95℃温度下混合1小时，将上述混合好的80℃~95℃的流体混合物倒入模温为80℃~90℃的模具型腔内，成型壁厚为3mm管形坯件，冷却后脱模。将成型坯件放入脱脂炉，埋入Al2O3粉中，在氢气保护下，以10℃/min的速度加热至50℃，保温0.5小时，以2℃/min的速度加热至220℃，保温3小时，然后以10℃/min的速度加热至870℃，烧结2小时。

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