[发明专利]低氧MIM用球形或类球形金属粉末的制备方法

说明书

本发明公开一种低氧MIM用球形或类球形金属粉末的制备方法，涉及金属粉末技术领域，包括以下步骤：(1)将金属原料氢化，得到氢化后的金属；(2)将氢化后的金属在惰性气体保护下进行初次机械破碎至10mm以下；(3)将初次破碎后的金属粉末在惰性气体保护下进行二次气流破碎至MIM用；(4)将二次气流破碎后的粉末脱氢得到非球形粉末；(5)然后进行等离子球化，得到增氧量小于100ppm的球形粉末；或进采用流化床气流磨得到增氧量小于200ppm的类球形粉末。本发明的有益效果在于：采用本发明中的方法制得的金属粉末粒径在0‑25μm占比较高，可达90％以上；本发明制得的粉末氧含量较低，低于1500ppm。

技术领域

本发明涉及金属粉末技术领域，具体涉及一种低氧MIM用球形或类球形金属粉末的制备方法。

背景技术

3C产品零部件对金属粉末需求量高，粉末粒度一般为25μm以下，粉末氧含量一般不超过1500ppm。金属注射成形(MIM)作为一项近净成形技术，可制备高度复杂结构的零件，制品微观组织均匀、密度高、力学性能好等优点，广泛应用于汽车、电子、生物医疗器械、机械、五金、体育器械、兵器及航空航天等工业领域。一般说来，MIM用原料粉末要求粒度为细小、均匀、形状接近球形，具有较高的松装密度和合理的粒度分布。

球形或类球形金属粉末的制备方法一般有雾化法(GA)、等离子旋转电极法(PREP)、等离子雾化法(PA)、机械破碎法、还原法、氢化脱氢法等。采用氢化脱氢方法可以制取非球形金属粉末，但使用球磨机破碎的粉末中0-20μm粒度的金属粉末不超过10％，氧含量一般高于3000ppm，但可应用的25μm粒度以下段粉末占比不超过10％，如公开号为CN112191839 A的专利申请获得的金属粉末的氧含量高于3000ppm，产品成材率及其低下。工艺技术方面，无法获得关键的突破。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有方法中球形金属粉末可应用的25μm粒度以下段粉末占比不超过10％，提供一种低氧MIM用球形或类球形金属粉末的制备方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：

一种低氧MIM用球形或类球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：

(1)将金属原料氢化，得到氢化后的金属；氢化过程，设备内氢气压力不低于0.2MPa。

(2)将氢化后的金属在惰性气体保护下进行初次机械破碎至10mm以下；初次机械破碎过程中惰性气体保护环境氧含量小于100ppm；

(3)将初次破碎后的金属粉末在惰性气体保护下进行二次气流破碎，达到MIM使用要求，二次气流破碎过程中惰性气体保护环境氧含量小于100ppm；

(4)将二次气流破碎后的粉末脱氢得到非球形粉末；

(5)然后进行等离子球化，得到增氧量小于100ppm的球形粉末；或进采用流化床气流磨得到增氧量小于200ppm的类球形粉末。

有益效果：本发明采用两步破碎法，使得粉末粒度能生产的更细，0-25μm或指定粒度段的粉末，达到MIM使用要求，产出率更高，可达90％以上，这样可以大幅度降低生产成本。

本发明在氢化和脱氢之间采用两步破碎，且是在惰性气体保护下的破碎，破碎过程环境中含氧量不超过100ppm，保证了破碎环节粉末氧增量非常有限，该过程氧增量小于200ppm，最终保证了粉末的氧含量符合MIM甚至3D打印的要求。

本发明采用气流带动粉体相互冲击碰撞的方法，实现粉体初步球化。在破碎过程中，气流引起颗粒间相互碰撞，使得颗粒表面变得更加圆滑，使得做成MIM喂料后，仍能保证良好的流动性，从而适合MIM生产的要求。

本发明采用等离子球化，使不规则粉体形成球形粉体，球化效果优于气流磨球化，完全适合MIN用粉末的流动性要求。