CN104096837B

CN104096837B - 一种铜钨合金粉末的工业化生产方法

Info

Publication number: CN104096837B
Application number: CN201410283291.XA
Authority: CN
Inventors: 董庆; 潘永新; 石前; 汤占军
Original assignee: PERFORATING BULLET FACTORY OF DAQING PETROLEUM ADMINISTRATION BUREAU; Daqing Petroleum Administration Bureau; China National Petroleum Corp
Current assignee: PERFORATING BULLET FACTORY OF DAQING PETROLEUM ADMINISTRATION BUREAU; Daqing Petroleum Administration Bureau; China National Petroleum Corp
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2034-06-23
Also published as: CN104096837A

Abstract

一种铜钨合金粉末的工业化生产方法。属于合金制造领域。它解决了现有的铜钨合金粉末的生产方法只限于实验室生产的问题。该方法具体步骤：（一）按重量份数比取9~15份的钨粉，用NaOH溶液清洗后用去离子水清洗，再用HCl溶液清洗后用去离子水清洗；（二）向反应釜中加入3~6份的乙二胺四乙酸二钠和8~12份的酒石酸钾，然后加入2~4份的硫酸铜及1~3份的氢氧化钠；然后加入步骤（一）中得到的钨粉及2~4份的甲醛，通入压缩空气至溶液澄清；（三）将溶液倒出得到铜包钨复合粉末，用去离子水清洗后进行烘干；（四）将烘干后的铜包钨复合粉末在氢气炉中还原，即得到铜钨合金粉末。该方法实现了铜钨合金粉末的工业化生产。

Description

一种铜钨合金粉末的工业化生产方法

技术领域

本发明属于合金制造领域，具体涉及一种铜钨合金粉末的生产方法。

背景技术

射孔弹是一种原理参照反装甲的聚能破甲弹，作用是射开套管和地层，形成地层流体进入井筒的通道。在深穿透射孔弹粉末罩配方中，加入铜钨合金粉末能够显著提高射孔弹的穿深作用，进而可大大提高射孔弹的穿透性能。目前，国内的铜钨合金粉末的生产方法主要是混合制备技术，且仅局限在实验室，一直无法实现工业化批量生产。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的铜钨合金粉末的生产方法只限于实验室生产的问题，而提供一种铜钨合金粉末的工业化生产方法。

该铜钨合金粉末的工业化生产方法的具体步骤如下：

(一)按重量份数比取9～15份的钨粉，过200目筛，用0.2～0.5份浓度为5～10％的NaOH溶液清洗3～7分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗2～6遍，再用浓度为6～15％的HCl溶液清洗3～7分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗2～5遍，得到清洗后的钨粉；

(二)按重量份数比向35～50℃的反应釜中加入3～6份的乙二胺四乙酸二钠和8～12份的酒石酸钾，反应釜运行3～7分钟，然后加入2～4份的硫酸铜及1～3份的氢氧化钠；然后加入步骤(一)中得到的钨粉及2～4份的甲醛，并开始通入压缩空气，直至溶液澄清；

(三)将反应釜内溶液倒出，得到铜包钨复合粉末，用去离子水清洗铜包钨复合粉末2～5次，然后进行烘干；

(四)将烘干后的铜包钨复合粉末在400～600℃氢气炉中还原1～1.5小时，即得到铜钨合金粉末。

本发明具有如下有益效果：

该铜钨合金粉末的工业化生产方法能够实包覆过程精确控制，采用该方法生产出的铜钨合金粉末的铜可均匀地包覆在钨颗粒表面，并且铜含量(wt.％)能够达到5～20％，铜钨合金粉末的粒度分布在20～80μm。该方法能够实现一次生产1t以上的铜钨合金粉末的生产量，实现了铜钨合金粉末的工业化生产。使用该粉材的射孔弹的穿深性能比使用普通粉材的射孔弹的穿深性能要提高15～20％。

图1为本发明采用的用于制备铜钨合金粉末的反应釜的结构示意图；

图2为反应釜滚桶部分结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为底座的结构示意图；

图5为盖板的结构示意图。

1—水浴箱；2—加热器；3—底座；4—滚桶；5—搅动板；6—下转轴；7—支架；8—上转轴；9—电机；11—电控柜；12—盖板。

具体实施方式

具体实施方式一：取900kg的钨粉，过200目筛，用20kg的浓度为5％的NaOH溶液清洗3分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗2遍，再用浓度为6％的HCl溶液清洗3分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗2遍，得到清洗后的钨粉；(二)向35℃的反应釜中加入300kg的乙二胺四乙酸二钠和800kg的酒石酸钾，反应釜运行3分钟，然后加入200kg的硫酸铜及100kg的氢氧化钠；然后加入步骤(一)中得到的钨粉及200份的甲醛，并开始通入压缩空气，直至溶液澄清；(三)将反应釜内溶液倒出，得到铜包钨复合粉末，用去离子水清洗铜包钨复合粉末2次，然后进行烘干；(四)将烘干后的铜包钨复合粉末在400℃氢气炉中还原1小时，即得到铜钨合金粉末。

本实施方式可采用专用于铜钨合金制备的专用反应釜，如图1至图5所示，该反应釜包括水浴箱1，水浴箱1内固定有恒温加热器2，水浴箱1的底部固定有底座3，底座3上开有凹槽；还包括滚桶4，滚桶4内底部固定有若干搅动板5；滚桶4的外底部中心处固定有下转轴6，下转轴6的末端放置于底座3上的凹槽内；滚桶4的桶口处固定有支架7，支架7的中心处固定有上转轴8，下转轴6、上转轴8及滚桶4同轴；滚桶4的中轴线与水浴箱1的底部成锐角；上转轴8的末端连接有电机9，电机9上固定有支座，支座放置在水浴箱1的箱口处；水浴箱1的外侧连接有电控柜11，电控柜11内设置有电机控制器及水温控制器，电机控制器与电机9相连接，水温控制器与恒温加热器2相连接，水浴箱1的箱口处连接有盖板12。该反应釜带有水温控制器的恒温加热器2能够有效保证水浴箱1内水的恒温，进而保证铜钨合金制备过程中的温度恒定，有利于反应的顺利进行以及产率的提高。将铜钨合金原料加入到滚桶4中后，电机9会带动滚桶4转动，这就保证了整个施镀过程都是在恒温和转动的滚桶4内自动完成，而滚桶4内设计的特殊的搅动板能够有效提高钨粉在镀液中的分散性，进而可使施镀更均匀。电控柜11可方便操作人员控制水温及开关电机。盖板12能够有效防止生产过程中水蒸气的大量逸出，进而可有效避免水蒸气对厂房钢架结构及内部设施的腐蚀。

本实施方式能够实包覆过程精确控制，生产出的铜钨合金粉末的铜可均匀地包覆在钨颗粒表面，并且铜含量(wt.％)能够达到8％，铜钨合金粉末的粒度分布在55～80μm，并且实现了铜钨合金粉末的工业化生产。

具体实施方式二：取1500kg的钨粉，过200目筛，用50kg浓度为10％的NaOH溶液清洗7分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗6遍，再用浓度为15％的HCl溶液清洗7分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗5遍，得到清洗后的钨粉；(二)向50℃的反应釜中加入600kg的乙二胺四乙酸二钠和1200kg的酒石酸钾，反应釜运行7分钟，然后加入400kg的硫酸铜及300kg的氢氧化钠；然后加入步骤(一)中得到的钨粉及400kg的甲醛，并开始通入压缩空气，直至溶液澄清；(三)将反应釜内溶液倒出，得到铜包钨复合粉末，用去离子水清洗铜包钨复合粉末5次，然后进行烘干；(四)将烘干后的铜包钨复合粉末在600℃氢气炉中还原1.5小时，即得到铜钨合金粉末。本实施方式可采用具体实施方式一中的反应釜。

本实施方式能够实包覆过程精确控制，生产出的铜钨合金粉末的铜可均匀地包覆在钨颗粒表面，并且铜含量(wt.％)能够达到14％，铜钨合金粉末的粒度分布在25～40μm，并且实现了铜钨合金粉末的工业化生产。

具体实施方式三：取1100kg的钨粉，过200目筛，用40kg浓度为8％的NaOH溶液清洗5分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗4遍，再用浓度为8％的HCl溶液清洗5分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗4遍，得到清洗后的钨粉；(二)向45℃的反应釜中加入500kg的乙二胺四乙酸二钠和1000kg的酒石酸钾，反应釜运行5分钟，然后加入300kg的硫酸铜及200kg的氢氧化钠；然后加入步骤(一)中得到的钨粉及300kg的甲醛，并开始通入压缩空气，直至溶液澄清；(三)将反应釜内溶液倒出，得到铜包钨复合粉末，用去离子水清洗铜包钨复合粉末4次，然后进行烘干；(四)将烘干后的铜包钨复合粉末在500℃氢气炉中还原1.2小时，即得到铜钨合金粉末。本实施方式可采用具体实施方式一中的反应釜。

本实施方式能够实包覆过程精确控制，生产出的铜钨合金粉末的铜可均匀地包覆在钨颗粒表面，并且铜含量(wt.％)能够达到20％，铜钨合金粉末的粒度分布在20～35μm，并且实现了铜钨合金粉末的工业化生产。

Claims

1.一种铜钨合金粉末的工业化生产方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：

（一）按重量份数比取9~15份的钨粉，过200目筛，用0.2~0.5份浓度为5~10%的NaOH溶液清洗3~7分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗2~6遍，再用浓度为 6~15%的HCl溶液清洗3~7分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗2~5遍，得到清洗后的钨粉；

（二）按重量份数比向35~50℃的反应釜中加入3~6份的乙二胺四乙酸二钠和8~12份的酒石酸钾，反应釜运行3~7分钟，然后加入2~4份的硫酸铜及1~3份的氢氧化钠；然后加入步骤（一）中得到的钨粉及2~4份的甲醛，并开始通入压缩空气，直至溶液澄清；

（三）将反应釜内溶液倒出，得到铜包钨复合粉末，用去离子水清洗铜包钨复合粉末2~5次，然后进行烘干；

（四）将烘干后的铜包钨复合粉末在400~600℃氢气炉中还原1~1.5小时，即得到铜钨合金粉末；

所述反应釜包括水浴箱（1），水浴箱（1）内固定有恒温加热器（2），水浴箱（1）的底部固定有底座（3），底座（3）上开有凹槽；还包括滚桶（4），滚桶（4）内底部固定有若干搅动板（5）；滚桶（4）的外底部中心处固定有下转轴（6），下转轴（6）的末端放置于底座（3）上的凹槽内；滚桶（4）的桶口处固定有支架（7），支架（7）的中心处固定有上转轴（8），下转轴（6）、上转轴（8）及滚桶（4）同轴；滚桶（4）的中轴线与水浴箱（1）的底部成锐角；上转轴（8）的末端连接有电机（9），电机（9）上固定有支座，支座放置在水浴箱（1）的箱口处；水浴箱（1）的外侧连接有电控柜（11），电控柜（11）内设置有电机控制器及水温控制器，电机控制器与电机（9）相连接，水温控制器与恒温加热器（2）相连接，水浴箱（1）的箱口处连接有盖板（12）。

2.根据权利要求1所述的一种铜钨合金粉末的工业化生产方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：

（一）按重量份数比取11份的钨粉，过200目筛，用0.4份浓度为8%的NaOH溶液清洗5分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗4遍，再用浓度为 8%的HCl溶液清洗5分钟，然后倒掉溶液，用去离子水清洗4遍，得到清洗后的钨粉；

（二）按重量份数比向45℃的反应釜中加入5份的乙二胺四乙酸二钠和10份的酒石酸钾，反应釜运行5分钟，然后加入3份的硫酸铜及2份的氢氧化钠；然后加入步骤（一）中得到的钨粉及3份的甲醛，并开始通入压缩空气，直至溶液澄清；

（三）将反应釜内溶液倒出，得到铜包钨复合粉末，用去离子水清洗铜包钨复合粉末4次，然后进行烘干；

（四）将烘干后的铜包钨复合粉末在500℃氢气炉中还原1.2小时，即得到铜钨合金粉末。