Продукция порошковой металлургии

Основным применением медного порошка является смешивание порошка меди и олова для изготовления бронзовых деталей. В начале 1920-х компания Metal Refining (USMR), расположенная в Картрайтском автономном районе штата Нью-Джерси, США, начала производить электролитический медный порошок. Эта фабрика имеет небольшую площадь и большой катодный резервуар. В пиковый период производства порошковый завод производит около 455 тонн медного порошка в месяц. В середине 1980-х годов были вынуждены закрыться плавильные и электролизные предприятия. Из-за закрытия завода в Картрайте, хотя некоторые компании пытались производить электролитический медный порошок, Соединенные Штаты больше не производили продукты из электролитического медного порошка. На сегодняшний день электролитический медный порошок производится в Европе, Японии, России, Индии и Южной Корее.

Частицы порошка электролитической меди имеют дендритные характеристики, плотность свободной упаковки составляет менее 1 г/см3 в процессе регулировки, а прочность в сыром состоянии превышает 35 МПа. Регулируя процесс седиментации и постобработку порошка, можно увеличить насыпную плотность.

В Соединенных Штатах медный порошок может быть получен с помощью процессов распыления воды и газа, а также методов окисления-восстановления, и его форма может быть сферической или неправильной. Физические свойства распыленного порошка (такие как: объемная плотность, текучесть, размер частиц и прочность в сыром виде) связаны с условиями процесса, такими как: специальные добавки, температура плавления, давление распыления, температура восстановления и последующая обработка порошка. . Средний диаметр порошка после окисления и восстановления составляет 10 мкм, насыпная плотность менее 1,5 г/см3, плотность в неспеченном состоянии более 20 МПа. Размер частиц и температура восстановления распыленного порошка являются ключевыми факторами, определяющими порошковый продукт.

Свойства распыленного и окислительно-восстановительного порошка в основном такие же, как у порошка электролитической меди при применении, за исключением применения дендритного порошка и очень низкой объемной плотности.

Уникальной особенностью порошковой металлургии является обработка самосмазывающихся маслоудерживающих подшипников (с внутренними порами) на медно-оловянной основе. Такие подшипники спекаются до определенной плотности, а содержание масла в порах может достигать 10-30%. Такие подшипники требуют регулярной смазки для обеспечения безопасной работы в течение всего жизненного цикла оборудования. В 1920 году самосмазывающиеся подшипники впервые были использованы в автомобилях Buick. Использование в других отраслях достаточно велико, изменяя отрасль бытовой техники. На производство самосмазывающихся подшипников расходуется примерно 55% выпуска медного порошка.

Подшипники Cu-Pb и Cu-Pb-Sn используются в автомобилях, турбинах, упорных шайбах и промышленном насосном оборудовании. Стальная основа заменила литые и кованые бронзовые подшипники. Порошок наносится на стальную подложку, а определенная плотность достигается за счет спекания и прокатки. Пористость конечного продукта менее 0,25%.

Латунный порошок и порошок из никель-серебряного сплава получают путем распыления. Содержание цинка в порошке латуни составляет 10-30%. Иногда для улучшения механических свойств добавляют свинец. Он использовался в замках, указателях приборов и приводном оборудовании. Из-за красивого цвета латунь используется для декоративных металлических медалей. Латунные детали порошковой металлургии весом 2,6 кг в последнее время используются в деталях роботов-манипуляторов. Спеченная деталь с плотностью спекания 7,7 г/см3 имеет предел прочности при растяжении 193 МПа и относительное удлинение 14%. Большое количество деталей из порошковой металлургии показывает, что использование технологии порошковой металлургии для материалов на основе меди очень перспективно и креативно.

В 2002 году потребление медного порошка в мире оценивалось в 59-64 000 тонн, в Северной Америке - 22 000 тонн, в Европе - 18 000 тонн, а в других странах - 4 500 тонн. Около 55% медного порошка используется для изготовления бронзовых деталей, 13% смешивается с железным порошком для производства деталей из порошковой металлургии, 12% используется для порошка для инфильтрационного спекания, 10% используется для латуни и 10% используется для других применений, таких как : фрикционные материалы, химия, тяжелые металлы W-Cu и Mo-Cu, покрытия, краски, пасты и чернила.
Компании по производству порошков в Северной Америке и по всему миру были объединены и реорганизованы. Двадцать лет назад в Северной Америке было в основном восемь производителей медного порошка. Сегодня их число сократилось до четырех, что может сократиться еще больше.