第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點

青銅粉是一種金黃色合金粉末，俗稱金粉。由銅、鋅、錫、銻等金屬粉混合而成，顆粒細，附著力強。適用的物體與鋁粉基本相同。青銅粉具有良好的耐磨性、沖擊韌性和較高的強度，所以被廣泛應(yīng)用于銅基含油軸承、摩擦、減摩材料、雙金屬材料、密封材料、金剛石工具以及導(dǎo)電功能材料等 行業(yè) 。

663青銅粉按照松裝密度可分為兩種。松裝密度低于3.5g/cm3的稱為低松比粉末，這種粉末具有較好的成形性，一般可用于含有軸承、金剛石工具等領(lǐng)域。松裝密度高于3.5個g/cm3的稱為高松比粉末，這種粉末具有較高的壓制性和流動性，一般用于自動化程度較高的雙金屬板、雙金屬襯套等 行業(yè) 。

第二節(jié) 發(fā)展歷程

青銅是人類歷史上一項偉大發(fā)明，它是紅銅和錫、鉛的合金，也是金屬冶鑄史上最早的合金。青銅發(fā)明后，立刻盛行起來，從此人類歷史也就進入新的階段－青銅時代。

中國使用銅的歷史年代久遠。大約在六、七千年以前我們的祖先就發(fā)現(xiàn)并開始使用銅。1973年陜西臨潼姜寨遺址曾出土一件半圓型殘銅片，經(jīng)鑒定為黃銅。1975年甘肅東鄉(xiāng)林家馬家窯文化遺址（約公元前3000左右）出土一件青銅刀，這是目前在中國發(fā)現(xiàn)的最早的青銅器，是中國進入青銅時代的證明。相對西亞、南亞及北非于距今約6500年前先后進入青銅時代而言，中國青銅時代的到來較晚，但卻不能否認它是獨立起源的，因為中國存在一個銅器與石器并用時代，年代距今約為5500~4500年。中國在此基礎(chǔ)上發(fā)明青銅合金，與世界青銅器發(fā)展模式相同，因而可以排除中國青銅器是由境外傳播而來之說。

上世紀我國根據(jù)工業(yè)發(fā)展的具體情況，對青銅粉的研發(fā)及應(yīng)用投入了大量的人力物力，使之在較短的時期內(nèi)取得了顯著的效果，不但滿足了我國工業(yè)快速發(fā)展的需求，也使青銅粉 行業(yè) 脫穎而出，逐步形成完整而獨立的學(xué)科，使青銅粉的應(yīng)用從最初的被動選擇形成一個積極和不斷發(fā)展的新興 行業(yè) 。

我國青銅粉的應(yīng)用推廣，已走過了從幼稚到逐步成熟的歷程，早期在我國物資匱乏的年代，主要應(yīng)用于國產(chǎn)設(shè)備上，產(chǎn)量少價格低，技術(shù)粗糙。上世紀90年代初期，隨著我國改革開放的深入發(fā)展，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和民用 行業(yè) 發(fā)展的需要，國內(nèi)各青銅粉廠家相繼開發(fā)了自身的青銅粉系列，其工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量都已成熟。

第三節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國外工業(yè)用銅粉的生產(chǎn)始于20世紀20年代，當時的生產(chǎn)工藝主要有電解法和氧化還原法兩種。50年代之后又出現(xiàn)了置換沉淀法、水治法及霧化法等新的生產(chǎn)工藝。我國1958年開始進行電解銅粉的生產(chǎn)實驗，并于60年代中期取得成功。目前，國內(nèi)銅粉生產(chǎn)工藝主要有電解法、霧化法和還原法三種。

我國第一條銅粉生產(chǎn)線建于上世紀70年代，隨著國民經(jīng)濟的快速增長，80年我國銅粉的需求量開始迅速增加，一批新建銅粉生產(chǎn)企業(yè)也相繼建立起來。

由于生產(chǎn)工藝簡單、投資小，我國90%的銅粉都是采用電解法生產(chǎn)。電解法所用的電流強度較高，金屬粉末沉積在陰極上，刮下來再經(jīng)過加熱軟化處理即成。制成的粉末較純且具有不規(guī)則之枝椏狀。雖然電解法生產(chǎn)的銅粉純度較高，壓制性好，但是生產(chǎn)能耗高，從而成本高，環(huán)境污染嚴重。

霧化法就是將熔融的金屬壓入噴嘴，再以壓縮空氣、水或惰性氣體吹散成極小的金屬顆粒珠，制成的金屬粉末多呈球形或淚滴形。霧化法有成本低、污染小的優(yōu)點，可生產(chǎn)出低松比的銅粉，但技術(shù)要求較高。國外從上世紀60年代就開始采用霧化法生產(chǎn)銅粉，即霧化--氧化--還原法，簡稱ＡＯＲ法。我國近幾年才開始著手 研究 這項技術(shù)。

還原法就是利用氫氣、一氧化碳等還原性氣體將金屬化合物（通常是氧化物）還原成多孔而疏松的團塊，然后再經(jīng)研磨即成。此法制成的粉末多呈不規(guī)則形。

據(jù)專家介紹，銅基粉體材料包括電解銅粉、低松裝密度水霧化銅粉、銅合金粉、青銅粉、納米銅粉和噴涂用抗氧化仿金銅合金粉等六大類。

電解銅粉呈淺玫瑰紅樹枝狀粉末，在潮濕空氣中易氧化，能溶于熱硫酸或硝酸。廣泛應(yīng)用于金剛石工具、粉末冶金制品、磨擦材料、電碳制品、導(dǎo)電油墨等。

低松裝密度水霧化銅粉呈淺玫瑰紅不規(guī)則粉末。主要應(yīng)用于金剛石工具、粉末冶金零件、化學(xué)催化劑、碳刷、磨擦材料及焊接電極。

銅合金粉包括錫青銅粉和黃銅粉。錫青銅粉廣泛用于粉末冶金含油軸承及金剛石工具;黃銅粉廣泛用于軸套材料、金剛石工具等。

青銅粉用作油漆及化學(xué)試劑，陶瓷、搪瓷的顏料等。納米銅粉粒徑均勻、球形狀、結(jié)晶度大、分散性好等。主要用于制造多層陶瓷電容器的終端和內(nèi)部電極、電子元件的電子漿料等。

噴涂用抗氧化仿金銅合金粉主要用于高檔裝飾、裝潢、加點表面噴涂、摩托車、汽車表面涂裝、紡織物印染、陶瓷及工藝美術(shù)制作及塑料復(fù)合材料制造業(yè)等領(lǐng)域。近年來，高檔建筑內(nèi)外墻體、室內(nèi)裝飾均開始使用高品質(zhì)仿金銅合金粉，同時，受日趨嚴格的環(huán)保要求，化學(xué)鍍銅和電鍍銅 行業(yè) 將逐步被噴涂高品質(zhì)仿銅合金粉所替代，從而為這種產(chǎn)品應(yīng)用開辟了十分廣闊的市場前景。

第四節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

目前，青銅粉主要是采用霧化法制得的。霧化制粉的基本工藝流程主要為：

熔煉——澆注——霧化準備——霧化——粉末沉降——出粉——后續(xù)處理。

霧化制粉的方法有很多，如氣體（空氣、氮氣、氬氣、等）霧化、液體（水和油等）霧化、真空霧化、轉(zhuǎn)盤霧化、輥桶霧化、電磁離心霧化、旋轉(zhuǎn)電極霧化、振動電極霧化等。

霧化制粉的優(yōu)點主要在于：

（1）容易制得所需成分的，純度高和組織均勻的，且工藝性能好的優(yōu)質(zhì)金屬粉末。

（2）粉末顆粒形狀、大小和粒度分布等，均可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。

（3）可以使用廉價原料（廢金屬等），且工藝流程短，設(shè)備簡單，因而總體成本也低。

由于目前霧化青銅粉的技術(shù)目前還不成熟，現(xiàn)階段用得較多的是銅錫擴散粉或銅錫混合粉。國內(nèi)基于霧化銅粉的擴散青銅粉同樣存在松比高、氧含量高、燒結(jié)強度低等缺陷，集中表現(xiàn)在：

1、類似于霧化青銅粉，松比和氧含量比較高；

2、由于錫粉在燒結(jié)時向表面擴散或其他原因，燒結(jié)后產(chǎn)品的表面有“綠”色，影響了產(chǎn)品外觀；

3、燒結(jié)后強度低。一般進口粉燒結(jié)強度為21kg/cm2，目前國產(chǎn)粉僅為17kg/cm2，相對低的燒結(jié)強度限制了國產(chǎn)銅粉使用范圍；

4、燒結(jié)尺寸穩(wěn)定性差。銅粉和錫粉進行混合時，由于錫粉較細容易產(chǎn)生偏析，導(dǎo)致了燒結(jié)時同一批次產(chǎn)品有大有小或同一產(chǎn)品變形嚴重，嚴重影響到整形后尺寸的精度。

5、封閉孔隙率高。國產(chǎn)銅粉表面形狀雖然不規(guī)則，但整體看表面比較光滑，顆粒內(nèi)部也沒有形成孔隙，含油軸承的封閉孔隙率比較高，導(dǎo)致相同密度的產(chǎn)品出現(xiàn)含油率不足的現(xiàn)象。

希望國產(chǎn)銅粉能克服上述問題，爭取達到國外銅粉的水平，打破在高端銅粉市場進口粉一統(tǒng)天下的局面。

第五節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

隨著現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列新的制粉技術(shù)和工藝，使金屬粉末的制備和生產(chǎn)滿足了高性能粉末冶金材料和制品對原料粉末的要求。

1、金屬粉末霧化技術(shù)

在現(xiàn)代粉末冶金霧化制粉技術(shù)中，高壓水霧化法、離心霧化法、旋轉(zhuǎn)盤霧化法及超聲霧化法是目前應(yīng)用和 研究 的熱點。其中高壓水霧化工藝發(fā)展最快，在低合金和高合金鋼粉制備中具有重大的經(jīng)濟效益和技術(shù)效果是當前鋼鐵粉末生產(chǎn)的重要發(fā)展方向之一。

離心霧化和旋轉(zhuǎn)盤霧化法在快速冷凝制粉工藝中得到了充分的應(yīng)用，派生出多種新型的快冷制粉新技術(shù)和新設(shè)備。中南工業(yè)大學(xué)除研制成功快速冷凝多級沖擊霧化技術(shù)裝置外，還研制了雙極電弧熔煉二次霧化制粉裝置，采月雙電極設(shè)計，不僅可以霧化熔點很高的合金(約2400℃)，還克服了單電極熔不透的缺點，避免阻嘴，從而可以實現(xiàn)粉末的連續(xù)生產(chǎn)。

2、機械合金化制粉技術(shù)

機械合金化制粉工藝自70年代問世以來，就受到了人們的重視，它是粉末冶金取得突破性進展的新工藝之一。

采用機械合金化制粉工藝研制的合金粉末，可以根據(jù)需要任意選擇組分，各組分的含量也可任意調(diào)整可為研制某些特殊性能的合金提供優(yōu)質(zhì)原料，使采用粉末冶金工藝制取高性能的新材科成為可能。采用機械合金化制粉工藝開展非晶粉末、金屬間化合物粉末制備 研究 工作為制備大塊非晶材料和解決金屬間化合物成型加工同題奠定了基礎(chǔ)。此外，采用機械合金化工藝，將各種粉末冶金原科在高能球磨機中通過機械合金化過程制成質(zhì)點高度彌散的、純凈細小而均勻的彌散強化高溫合金粉末，是制備氧化物彌散強化合金的先決條件。

3、自蔓延高溫合成技術(shù)

自蔓延高溫合成是近三十年來發(fā)展起來的制取材料，特別是高溫、難熔和耐磨材料的新方法。采用自蔓延高溫合成工藝制取粉末材料，成本低廉，性能優(yōu)異。倒如用金屬鈦粉制取TiC粉，自蔓延高溫合成法的成本約為傳統(tǒng)方法的50%，而以TiO2為原料制取TiC粉末，成本僅為傳統(tǒng)方法的13%，研磨性能可以與金剛石磨料相比，這是傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的TiC不可能達到的。自蔓延高溫合成工藝可以制取多種粉末材料，諸如碳化物、氮化物、碳氮化物、氫化物、硅化物、硼化物、硫化物、金屬間化合物，等等，該法是一種實用性強、很有發(fā)展前途的制粉新工藝。

4、超微粉末制備技術(shù)

超微金屬粉末一般是指粒徑為10~1000A的微細粒子，具有異常的物理化學(xué)性能，是一種新型的粉末冶金材料和原材料。超徽粉末的制備方法有：沉淀法、電解法、汞合法、羰基法、溶膠——凝膠法、冷凍干燥法超聲粉碎法、氣體蒸發(fā)法、油面蒸發(fā)法和等離子法等等。

由于超微粉末具有很好的應(yīng)用前景，其研制工作引起了世界各工業(yè)國家的重視。我國在超徽粉末 研究 方面也很活躍。核工業(yè)部第八 研究 所采用真空蒸發(fā)法制備超細鋁、銅等粉末。用醇鹽法和溶膠——凝膠法制取超細粉的 研究 在我國也很活躍，并且取得了不少成績。倒如用醇鹽法制得了超細Nd(OH)3和Nd2o3粉末，粒度為0.01~0.05nm；用溶膠凝膠法制得了粒度為0.02~0.03nm的含2.5m0l%Y2O3的ZrO3粉口。

盡管如此，超細粉末及其應(yīng)用仍是粉末冶金領(lǐng)域的前沿課題之一，要進行大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)以及實際應(yīng)用，仍有許多基礎(chǔ) 研究 工作要做，如蒸發(fā)和凝聚、化學(xué)氣相反應(yīng)沉積、粉末成型和生長過程等理論問題；如何控制超徽粉末的粒度、粒度組成及粒形；以及超微粉末的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)、電磁、光學(xué)、熱力學(xué)特性等等。

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