Poedermetallurgieproducten

De primaire toepassing van koperpoeder is het mengen van koper en tinpoeder om bronzen onderdelen te maken. In de vroege jaren 1920 begon Metal Refining (USMR), gevestigd in de Cartwright Autonomous Region van New Jersey, VS, met de productie van elektrolytisch koperpoeder. Deze fabriek heeft een kleine oppervlakte en een grote kathodetank. Tijdens de piekproductieperiode is de poederfabriek ongeveer 455 ton koperpoeder per maand. Halverwege de jaren tachtig werden smelterijen en elektrolytische raffinagebedrijven gedwongen te sluiten. Door de sluiting van de Cartwright-fabriek, hoewel sommige bedrijven probeerden elektrolytisch koperpoeder te produceren, produceerden de Verenigde Staten niet langer elektrolytische koperpoederproducten. Tegenwoordig wordt elektrolytisch koperpoeder geproduceerd in Europa, Japan, Rusland, India en Zuid-Korea.

De elektrolytische koperpoederdeeltjes hebben dendritische kenmerken, de losse pakkingsdichtheid is minder dan 1 g / cm3 door het aanpassingsproces en de groene sterkte is groter dan 35 MPa. Door het sedimentatieproces en de poedernabehandeling aan te passen, kan het stortgewicht worden verhoogd.

In de Verenigde Staten kan koperpoeder worden geproduceerd door middel van waterverneveling en gasvernevelingsprocessen plus oxidatiereductiemethoden, en de vorm is bolvormig of onregelmatig. De fysische eigenschappen van het vernevelde poeder (zoals: stortdichtheid, vloeibaarheid, deeltjesgrootte en groensterkte) zijn gerelateerd aan de procesomstandigheden, zoals: specifieke additieven, smelttemperatuur, verstuivingsdruk, reductietemperatuur en nabehandeling van het poeder . De mediane diameter van het poeder na oxidatie en reductie is 10 micron, de bulkdichtheid is minder dan 1,5 g/cm3 en de groene dichtheid is groter dan 20 MPa. De deeltjesgrootte en reductietemperatuur van het vernevelde poeder zijn de belangrijkste factoren die het poederproduct bepalen.

De eigenschappen van het vernevelde en redoxpoeder zijn in principe dezelfde als die van het elektrolytische koperpoeder in toepassing, behalve de toepassing van dendritisch poeder en een zeer laag stortgewicht.

Het verwerken van zelfsmerende, op koper-tin gebaseerde oliehoudende lagers (met interne poriën) is een uniek kenmerk van poedermetallurgie. Dergelijke lagers zijn gesinterd tot een bepaalde dichtheid en het porieoliegehalte kan 10-30% bereiken. Dergelijke lagers moeten regelmatig worden gesmeerd om een ​​veilige werking tijdens de levenscyclus van de apparatuur te garanderen. In 1920 werden zelfsmerende lagers voor het eerst gebruikt in Buick-auto's. Het gebruik in andere industrieën is vrij groot, waardoor de industrie van huishoudelijke apparatuur verandert. De productie van zelfsmerende lagers verbruikt ongeveer 55% van de output van koperpoeder.

Cu-Pb en Cu-Pb-Sn lagers worden gebruikt in auto's, turbines, drukringen en industriële pompapparatuur. Het stalen steunmateriaal heeft de gegoten en gesmede bronzen lagers vervangen. Het poeder wordt bedekt op het stalen substraat en door sinteren en walsen wordt een bepaalde dichtheid bereikt. De porositeit van het eindproduct is minder dan 0,25%.

Messingpoeder en nikkel-zilverlegeringspoeder worden geproduceerd door verneveling. Het zinkgehalte in het messingpoeder is 10% -30%. Soms wordt lood toegevoegd om de mechanische eigenschappen te verbeteren. Het is gebruikt in sloten, instrumentwijzers en rijapparatuur. Vanwege de mooie kleur wordt messing gebruikt voor decoratieve metalen medailles. Messing poedermetallurgie onderdelen met een gewicht van 2,6 kilogram zijn recentelijk gebruikt in robotarm onderdelen. Het gesinterde deel met een sinterdichtheid van 7,7 g/cm3 heeft een treksterkte van 193 MPa en een rek van 14%. Een groot aantal poedermetallurgieonderdelen laten zien dat het gebruik van poedermetallurgietechnologie voor op koper gebaseerde materialen zeer potentieel en creatief is.

In 2002 werd het gebruik van koperpoeder in de wereld geschat op 59-64.000 ton, Noord-Amerika gebruikte 22.000 ton, Europa 18.000 ton en andere landen verbruikten 4.500 ton. Ongeveer 55% koperpoeder wordt gebruikt voor bronzen onderdelen, 13% wordt gemengd met ijzerpoeder om poedermetallurgieonderdelen te produceren, 12% wordt gebruikt voor infiltratiesinterpoeder, 10% wordt gebruikt voor messing en 10% wordt gebruikt voor andere toepassingen zoals : wrijvingsmaterialen, chemie, W-Cu en Mo-Cu zware metalen, coatings, verven, pasta's en inkten.
Poederproductiebedrijven in Noord-Amerika en de rest van de wereld zijn samengevoegd en gereorganiseerd. Twintig jaar geleden waren er in Noord-Amerika voornamelijk acht koperpoederfabrikanten. Vandaag is het aantal teruggebracht tot vier, wat nog verder kan krimpen.3