Produse din metalurgia pulberilor
Aplicația principală a pulberii de cupru este amestecarea pulberii de cupru și staniu pentru a face piese de bronz. La începutul anilor 1920, Metal Refining (USMR), situat în regiunea autonomă Cartwright din New Jersey, SUA, a început să producă pulbere electrolitică de cupru. Această fabrică are o suprafață mică și un rezervor catod mare. În perioada de vârf de producție, fabrica de pulbere este de aproximativ 455 de tone de pulbere de cupru pe lună. La mijlocul anilor 1980, companiile de topire și rafinare electrolitică au fost nevoite să se închidă. Din cauza închiderii fabricii Cartwright, deși unele companii au încercat să producă pulbere de cupru electrolitic, Statele Unite nu au mai produs produse din pulbere de cupru electrolitic. Astăzi, pulberea electrolitică de cupru este produsă în Europa, Japonia, Rusia, India și Coreea de Sud.
Particulele de pulbere de cupru electrolitic au caracteristici dendritice, densitatea de ambalare liberă este mai mică de 1 g/cm3 prin procesul de ajustare, iar rezistența verde este mai mare de 35MPa. Prin ajustarea procesului de sedimentare și a post-tratării pulberii, densitatea în vrac poate fi crescută.
În Statele Unite, pulberea de cupru poate fi produsă prin procese de atomizare a apei și de atomizare a gazelor plus metode de oxidare-reducere, iar forma sa este sferică sau neregulată. Proprietățile fizice ale pulberii atomizate (cum ar fi: densitatea în vrac, fluiditatea, dimensiunea particulelor și rezistența verde) sunt legate de condițiile procesului, cum ar fi: aditivi specifici, temperatura de topire, presiunea de atomizare, temperatura de reducere și post-tratarea pulberii. . Diametrul mediu al pulberii după oxidare și reducere este de 10 microni, densitatea în vrac este mai mică de 1,5 g/cm3, iar densitatea verde este mai mare de 20 MPa. Dimensiunea particulelor și temperatura de reducere a pulberii atomizate sunt factorii cheie care determină produsul pulbere.
Proprietățile pulberii atomizate și redox sunt practic aceleași cu cele ale pulberii de cupru electrolitic în aplicare, cu excepția aplicării pulberii dendritice și a densității în vrac foarte scăzute.
Prelucrarea rulmenților de reținere a uleiului pe bază de cupru-staniu (cu pori interni) este o caracteristică unică a metalurgiei pulberilor. Astfel de rulmenți sunt sinterizați la o anumită densitate, iar conținutul de ulei din pori poate ajunge la 10-30%. Astfel de rulmenți necesită lubrifiere regulată pentru a asigura funcționarea în siguranță pe parcursul ciclului de viață al echipamentului. În 1920, rulmenții auto-lubrifianți au fost utilizați pentru prima dată la mașinile Buick. Utilizarea în alte industrii este destul de mare, schimbând industria echipamentelor de uz casnic. Fabricarea rulmenților cu autolubrifiere consumă aproximativ 55% din producția de pulbere de cupru.
Rulmenții Cu-Pb și Cu-Pb-Sn sunt utilizați în automobile, turbine, șaibe de presiune și echipamente de pompe industriale. Materialul de suport din oțel a înlocuit rulmenții din bronz turnat și forjat. Pulberea este acoperită pe substratul de oțel și se obține o anumită densitate prin sinterizare și laminare. Porozitatea produsului final este mai mică de 0,25%.
Pulberea de alamă și pulberea de aliaj de nichel-argint sunt produse prin atomizare. Conținutul de zinc din pulberea de alamă este de 10%-30%. Uneori se adaugă plumb pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice. A fost folosit în încuietori, indicatori de instrumente și echipamente de conducere. Datorită culorii sale frumoase, alama este folosită pentru medalii metalice decorative. Piese de metalurgie a pulberilor din alamă cu o greutate de 2,6 kilograme au fost folosite recent în piese de braț robot. Piesa sinterizată cu o densitate sinterizată de 7,7 g/cm3 are o rezistență la tracțiune de 193MPa și o alungire de 14%. Un număr mare de piese din metalurgia pulberilor arată că utilizarea tehnologiei metalurgiei pulberilor pentru materialele pe bază de cupru este foarte potențială și creativă.
În 2002, utilizarea în lume a pulberii de cupru a fost estimată la 59-64.000 de tone, America de Nord a folosit 22.000 de tone, Europa 18.000 de tone, iar alte țări au consumat 4.500 de tone. Aproximativ 55% pulbere de cupru este folosită pentru piese de bronz, 13% este amestecat cu pulbere de fier pentru a produce piese de metalurgie a pulberilor, 12% este utilizat pentru pulbere de sinterizare prin infiltrare, 10% este utilizat pentru alamă și 10% este utilizat pentru alte aplicații, cum ar fi : materiale de frecare, chimie, metale grele W-Cu și Mo-Cu, acoperiri, vopsele, paste și cerneluri.
Companiile de producție de pulbere din America de Nord și din întreaga lume au fost fuzionate și reorganizate. În urmă cu douăzeci de ani, în America de Nord existau în principal opt producători de pulbere de cupru. Astăzi, numărul a fost redus la patru, care ar putea să se micșoreze și mai mult.
