Pulvermetallurgiprodukter

Den primära tillämpningen av kopparpulver är blandning av koppar och tennpulver för att göra bronsdelar. I början av 1920-talet började Metal Refining (USMR), som ligger i den autonoma regionen Cartwright i New Jersey, USA, tillverka elektrolytiskt kopparpulver. Denna fabrik har en liten yta och en stor katodtank. Under toppproduktionsperioden är pulverfabriken cirka 455 ton kopparpulver per månad. I mitten av 1980-talet tvingades smältverks- och elektrolytraffineringsföretag att stänga. På grund av stängningen av Cartwright-fabriken, även om vissa företag försökte producera elektrolytiskt kopparpulver, producerade USA inte längre elektrolytiska kopparpulverprodukter. Idag tillverkas elektrolytiskt kopparpulver i Europa, Japan, Ryssland, Indien och Sydkorea.

De elektrolytiska kopparpulverpartiklarna har dendritiska egenskaper, den lösa packningsdensiteten är mindre än 1 g/cm3 genom justeringsprocessen, och grönstyrkan är större än 35MPa. Genom att justera sedimenteringsprocessen och pulverefterbehandlingen kan skrymdensiteten ökas.

I USA kan kopparpulver framställas genom vattenförstoftning och gasförstoftningsprocesser plus oxidationsreduktionsmetoder, och dess form är sfärisk eller oregelbunden. Det finfördelade pulvrets fysikaliska egenskaper (såsom: skrymdensitet, fluiditet, partikelstorlek och grönstyrka) är relaterade till processförhållandena, såsom: specifika tillsatser, smälttemperatur, finfördelningstryck, reduktionstemperatur och efterbehandling av pulvret . Pulvrets mediandiameter efter oxidation och reduktion är 10 mikron, bulkdensiteten är mindre än 1,5 g/cm3 och gröndensiteten är större än 20 MPa. Det finfördelade pulvrets partikelstorlek och reduktionstemperatur är nyckelfaktorerna som bestämmer pulverprodukten.

Egenskaperna för det finfördelade pulvret och redoxpulvret är i princip desamma som för det elektrolytiska kopparpulvret vid användning, förutom appliceringen av dendritiskt pulver och mycket låg bulkdensitet.

Att bearbeta självsmörjande koppar-tennbaserade oljehållande lager (med inre porer) är en unik egenskap inom pulvermetallurgin. Sådana lager sintras till en viss densitet, och poroljehalten kan nå 10-30%. Sådana lager kräver regelbunden smörjning för att säkerställa säker drift under utrustningens livscykel. 1920 användes självsmörjande lager först i Buick-bilar. Användningen i andra industrier är ganska stor, vilket förändrar industrin för hushållsutrustning. Tillverkningen av självsmörjande lager förbrukar cirka 55 % av kopparpulverproduktionen.

Cu-Pb- och Cu-Pb-Sn-lager används i bilar, turbiner, tryckbrickor och industriell pumputrustning. Stålstödmaterialet har ersatt de gjutna och smidda bronslagren. Pulvret täcks på stålsubstratet och en viss densitet uppnås genom sintring och valsning. Den slutliga produktens porositet är mindre än 0,25 %.

Mässingspulver och nickel-silverlegeringspulver framställs genom finfördelning. Zinkhalten i mässingspulvret är 10%-30%. Ibland tillsätts bly för att förbättra de mekaniska egenskaperna. Den har använts i lås, instrumentpekare och körutrustning. På grund av sin vackra färg används mässing för dekorativa metallmedaljer. Mässingspulvermetallurgiska delar som väger 2,6 kg har nyligen använts i robotarmdelar. Den sintrade delen med en sintrad densitet på 7,7 g/cm3 har en draghållfasthet på 193 MPa och en töjning på 14 %. Ett stort antal pulvermetallurgiska delar visar att användningen av pulvermetallurgiteknik för kopparbaserade material är mycket potentiell och kreativ.

År 2002 uppskattades världens användning av kopparpulver till 59-64 000 ton, Nordamerika använde 22 000 ton, Europa 18 000 ton och andra länder förbrukade 4 500 ton. Cirka 55% kopparpulver används för bronsdelar, 13% blandas med järnpulver för att producera pulvermetallurgiska delar, 12% används för infiltrationssintringspulver, 10% används för mässing och 10% används för andra applikationer som t.ex. : friktionsmaterial, kemi, W-Cu och Mo-Cu tungmetaller, beläggningar, färger, pastor och bläck.
Pulvertillverkningsföretag i Nordamerika och runt om i världen har slagits samman och omorganiserats. För tjugo år sedan fanns det huvudsakligen åtta kopparpulvertillverkare i Nordamerika. Idag har antalet minskat till fyra, vilket kan krympa ytterligare.