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《西北工业大学》 2000年
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铜金粉制造技术及工艺理论研究

赵麦群  
【摘要】: 铜金粉的质量直接影响包装装潢业的发展,而其质量的好坏则主要取决于加工设备和 工艺的先进性。本文在国内首次对铜金粉加工设备及工艺理论进行了系统的研究。对比了 国内外铜金粉物理性能,分析了铜锌合金色相与合金成分、氧化的关系,研制了多种雾化 器,并对雾化过程的主要影响因素进行了探讨,考察了球磨工艺及工艺理论,研究了铜合 金粉的干燥退火方法,对铜金粉的分级方法和抛光方法进行了初步探讨。并将研制出的新 工艺和新设备应用于实际生产,获得了高质量的铜金粉新产品。主要研究成果如下: 1.国内外铜金粉对比研究结果表明,国产铜金粉的片的横截面为凸透镜状,径厚比 约为18,而进口铜金粉的片的横截面为细条状,径厚比约为80。国产铜金粉粒径分布宽, 细小颗粒比例过大。不良的形状是导致国产铜金粉水面遮盖率小、视密度大、漂浮值小和 漂浮速度慢的主要原因。粒度分布不均匀和过多的小颗粒是使国产铜金粉的色相和光泽度 较差的重要原因。 2.铜锌合金的色相与合金成分和氧化关系研究结果表明,锌、硅、镍提高合金的黄 度,铝使合金黄度降低,稀土铈使铜合金明亮;锌、铝、硅、稀土元素铈提高铜合金的抗 变色性;120℃氧化使合金的黄度增加更接近纯金色相,200℃氧化出现了火红、橙、蓝、 紫等彩色。这些结果为丰富铜金粉的色相提供了新的思路。 3.研制出了四种雾化器,首次将组合雾化的思想引入单一雾化器的结构设计中,设 计出多次聚焦环孔式、180°切向进气新型雾化器。生产实验证明,四种雾化器的性能都 可满足铜合金粉雾化的要求。但多次聚焦环孔式、180°切向进气新型雾化器具有雾化压 力低、雾化粒度小等优点。通过雾化过程的动力学分析,首次揭示了雾化器堵孔的主要原 因是其下口周边的负压过大,提出并证明了雾化顺利进行的动力学条件是雾化器下口周边 压力梯度的绝对值应小于或等于雾化材料的密度与重力加速度之积。优化出了多次聚焦环 孔式、180°切向进气新型雾化器的最佳雾化工艺为:熔炼温度1150~1350℃,雾化压力 0.3~0.5MPa,液流直径4~5mm。 4.采用变频调速方法对不同转速下磨球的运动状态研究发现,球磨机经典临界转速 公式与实际临界转速相差甚远。本文首次建立了新的磨机转速公式,用该公式计算的临界 转速和工作转速和实验结果符合很好。 5.首次依据铜合金在水蒸气中可光亮加热的原理,用压实罐装法控制水蒸气释放速 度和维持罐内正压力,实现了湿铜粉干燥和光亮退火一步完成的新工艺。经生产应用证明, 新的退火方法工艺稳定、效率高、铜合金粉光亮不变色。 6.研制出了适合于铜合金粉生产的小型分级机,生产证明该分级机具有涡轮转速低、 调节灵活、切割粒径精确等优点。 西北工业大学博土学位论文 一 7.对四种抛光方法的研究结果表明,这些抛光方法均可实现不同程度的抛光,其中 刷式、圆摆式和圆筒式抛光效率较高,适用于大量生产。对抛光过程铜金粉片微观形貌的 分析表明,抛光使卷曲的铜金粉片被展平。这与抛光增加水面遮盖率和镜面效应的结果相 符合。 在阶而陆的铜金粉工艺装备及工艺基础上,生产出铜金粉新产品。其水面遮盖率、粒 度、刮样u国际先进水平,印刷迢性和转移性优于国内先进水平。
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