專利名稱：一種制備粒徑分布均勻且球形度和分散性好的鎢粉的方法
技術領域：
本發明屬于粉末冶金領域，提供了一種制備細粒度、窄粒度分布、分散性能和球形 度良好的鎢粉的方法。
背景技術：
金屬鎢的熔點(3390 3423°C )和沸點(5700士200°C )在各種金屬中是最高的， 其蒸汽壓是所有金屬中最低的，此外，金屬鎢還具有高的密度(19. 3g/m3)、高的彈性模量和 強度以及低的熱膨脹系數等一系列優異特性，在現代國防、原子能工業、電真空、電光源等 工程應用領域占有重要地位，在一些特殊高溫應用領域甚至具有不可取代的作用。現代粉末冶金技術和粉末冶金材料的飛速發展，對分散性能良和球形度好的細粒 度、窄粒度分布的難熔金屬原料粉末的提出了越來越多的需求。例如，多孔鎢陰極、熱噴涂、 注射成形等領域就需要粒度分布均勻且球形度和分散性好的細鎢粉，等等。但是隨著鎢粉 顆粒尺寸的減小，其比表面積和表面能增大，粉末顆粒容易發生團聚，從而失去細顆粒所具 有的功能，使它的應用受到限制。因此，如何獲得粒徑分布均勻且球形度和分散性好的細鎢 粉日益受到了科技工作者的重視。
發明內容
本發明的目的是提供一種制備細粒度、窄粒度分布、分散性能和球形度良好的鎢 粉的方法，滿足現代粉末冶金技術和粉末冶金材料發展對該類鎢粉的需求。本發明的實現原理是首先利用高速渦流氣體帶動鎢粉顆粒運動，使粉末顆粒之 間相互碰幢，利用顆粒碰幢時產生的剪切力，達到研磨并使團聚粒子分散的目的，然后通過 渦輪分級機將粉末顆粒分級，從而獲得粒度分布窄而且分散性和球形度好的細粉。本發明 采用對撞式氣流磨作為試驗設備。一種制備粒徑分布均勻且球形度和分散性好的鎢粉的方法，工藝過程包括
1.清洗設備并充入氣體保護，工作氣體可為N2、Ar、He等惰性氣體；
2.氣流分散，設定適當的送粉速率1一20kg/小時，研磨腔氣體壓力0.1-1.0 Mpa，入 口氣體壓力 0. 01—0. 5 Mpa ；
3.渦輪分級，破碎后的粉料隨氣流向出口出流動，通過分選輪，符合要求的細顆粒被分 離出，粗顆粒由壁上滑回研磨區繼續研磨，直到被分離為止。分選機的轉速為2500—7000 轉/分鐘，依粒度而定；
4.物料分離與收集經分選后的物料由旋風分離器和袋式收塵器分離和收集。本發明的最大特點是
1.本方法可以得到平均粒度為0.5—10 μ m的分散性好且粒徑分布窄的細鎢粉；
2.本方法生產效率高，周期短，產出率高達95%以上，較傳統方法生產成本降低了40—
70%。3.本方法整個過程在氣氛中進行，而且利用顆粒自身碰撞，沒有雜質引入，得到粉末純度在99. 7%以上。
圖1是實施方式1原料鎢粉的粒徑分布；
圖2是實施方式1原料鎢粉的掃描電鏡照片； 圖3是實施方式1得到的鎢粉的粒徑分布； 圖4是實施方案1得到的鎢粉掃描電鏡照片。
具體實施例方式實施方式1:
本實施方式為分散平均粒度為3 μ m的超細團聚鎢粉
1.清洗設備并充入氮氣保護啟動壓縮機壓力調為0.5Mpa;并通入氮氣，氮氣供給壓 力為0. 3Mpa ；清洗整個設備，主軸清洗壓力0. 2 Mpa,分選輪主清洗壓力0. 25Mpa ；使設備內 通入氮氣保護粉體不易被氧化并設置氧含量最高上限為1% ；
2.氣流分散依次啟動研磨氣體閥、分選機、動態排氧。將入口氣體壓力調到0.005 Mpa，研磨氣體壓力調到0. 65Mpa，送粉速率2kg/小時。設備正常后啟動進料裝置，打開送料 閥，送入原料鎢粉10Kg。經分散后的物料隨氣流由粉碎室送入分級機構；
3.渦輪分級破碎后的粉料隨氣流向出口出流動，通過分選輪，調節分選機轉速為 5500轉/分，符合要求的粉末被分離出，粗顆粒由壁上滑回研磨區繼續研磨，直到被分離為 止；
4.物料分離與收集經過分級處理后的物料進入收集裝置中的旋風分離器進行氣、固 分離，分離出的粉料分別進入一級和二級收粉室，然后通過兩個蝶閥收粉。本實施方式共得到平均粒度為2. 906 μ m的分散性好粒徑分布窄的超細鎢粉 9. 83Kg，圖3、4分別是實施方案1得到的鎢粉的粒徑分布掃描電鏡照片。實施方式2:
本實施方式為分散平均粒度為5 μ m的超細團聚鎢粉
1.清洗設備并充入氮氣保護啟動壓縮機壓力調為0.45Mpa;并通入氮氣，氮氣供給 壓力為0. 3Mpa ；清洗整個設備，主軸清洗壓力0. 2 Mpa,分選輪主清洗壓力0. 25Mpa ；使設備 內通入氮氣保護粉體不易被氧化并設置氧含量最高上限為1% ；
2.氣流分散依次啟動研磨氣體閥、分選機、動態排氧。將入口氣體壓力調到0.005 Mpa，研磨氣體壓力調到0. 7Mpa，送粉速率2kg/小時。設備正常后啟動進料裝置，打開送料 閥，送入原料鎢粉5Kg。經分散后的物料隨氣流由粉碎室送入分級機構；
3.渦輪分級破碎后的粉料隨氣流向出口出流動，通過分選輪，調節分選機轉速為 5000轉/分，符合要求的粉末被分離出，粗顆粒由壁上滑回研磨區繼續研磨，直到被分離為 止；
4.物料分離與收集經過分級處理后的物料進入收集裝置中的旋風分離器進行氣、固 分離，分離出的粉料分別進入一級和二級收粉室，然后通過兩個蝶閥收粉。本實施方式共得到平均粒度為5. 013 μ m的分散性好粒徑分布窄的超細鉬粉 4. 91Kg實施方式3:
本實施方式為分散平均粒度為1.5μπι的超細團聚鎢粉
1.清洗設備并充入氮氣保護啟動壓縮機壓力調為0.5Mpa;并通入氮氣，氮氣供給壓 力為0. 3Mpa ；清洗整個設備，主軸清洗壓力0. 2 Mpa,分選輪主清洗壓力0. 25Mpa ；使設備內 通入氮氣保護粉體不易被氧化并設置氧含量最高上限為1% ；
2.氣流分散依次啟動研磨氣體閥、分選機、動態排氧。將入口氣體壓力調到0.005 Mpa，研磨氣體壓力調到0. 6Mpa，送粉速率2kg/小時。設備正常后啟動進料裝置，打開送料 閥，送入原料鎢粉5Kg。經分散后的物料隨氣流由粉碎室送入分級機構；
3.渦輪分級破碎后的粉料隨氣流向出口出流動，通過分選輪，調節分選機轉速為 6500轉/分，符合要求的粉末被分離出，粗顆粒由壁上滑回研磨區繼續研磨，直到被分離為 止；
4.物料分離與收集經過分級處理后的物料進入收集裝置中的旋風分離器進行氣、固 分離，分離出的粉料分別進入一級和二級收粉室，然后通過兩個蝶閥收粉。 本實施方式共得到平均粒度為1.281 μ m的分散性好粒徑分布窄的超細鎢粉 4. 87Kg。
權利要求
1. 一種制備粒徑分布均勻且球形度和分散性好的鎢粉的方法，其特征是 制備步驟為a.清洗設備并充入氣體保護；工作氣體為N2或Ar、He惰性氣體；b.氣流分散，設定的送粉速率為1一20kg/小時，研磨腔氣體壓力為0.1-1. 0 Mpa，入 口氣體壓力為0. 01—0. 5 Mpa ；c.渦輪分級，破碎后的粉料隨氣流向出口出流動，通過分選輪，符合要求的細顆粒被分 離出，粗顆粒由壁上滑回研磨區繼續研磨，直到被分離為止；分選機的轉速為2500— 7000 轉/分鐘，依粒度而定；d.物料分離與收集經分選后的物料由旋風分離器和袋式收塵器分離和收集。
全文摘要
本發明提供了一種制備粒徑分布均勻且球形度和分散性好的鎢粉的方法，屬于粉末制備領域。該方法利用高速氣體帶動粒子自身相互碰幢,利用碰幢時產生的剪切力使團聚粒子分散，并采用分選輪分級，旋風分離，而且根據不同粉末粒度及團聚程度確定工藝參數，得到了平均粒度為0.5—10μm的分散性好粒徑分布窄的超細粉。且較傳統的方法效率更高，產出率高達95%以上，粉末純度在99.7%以上。生產成本降低了40—70%。因而具有生產效率高、周期短、生產成本低、產品質量及純度高等特點，是一種優良的解決難熔金屬鎢粉團聚和分級問題的方法。
文檔編號B22F9/04GK102114544SQ201110086338
公開日2011年7月6日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者朱郎平, 李睿, 盛艷偉, 秦明禮, 路新, 黃化 申請人:北京科技大學