Aplicación del cobre en la pulvimetalurgia

Oct 28, 2022

La importante y característica aplicación del polvo de cobre se encuentra en el campo de la pulvimetalurgia. Los materiales en este campo de la pulvimetalurgia no se obtienen mediante fundición y fundición, por ejemplo: el Cu-Al2O3 reforzado por dispersión se utiliza para reforzar y fabricar electrodos de soldadura (utilizados en automóviles y otros campos industriales), y el W-Cu y el Mo Cu también se utilizan utilizado en el campo de la gestión térmica de los componentes electrónicos. Dichos materiales necesitan controlar su porosidad. Los cojinetes y filtros autolubricantes son aplicaciones típicas en el campo de la pulvimetalurgia. Estos materiales requieren un control de porosidad adecuado para lograr un excelente efecto de lubricación con contenido de aceite. La siguiente es una breve introducción al uso del cobre en la pulvimetalurgia.

La aplicación principal del polvo de cobre es mezclar polvo de cobre y estaño para fabricar piezas de bronce. A principios de la década de 1920, Metal Refinement (USMR), ubicada en la Región Autónoma Cartwright de Nueva Jersey, comenzó a producir polvo de cobre electrolítico. Esta fábrica tiene un área pequeña y un baño catódico grande. En el período de máxima producción, la fábrica de polvo tiene alrededor de 455 toneladas de polvo de cobre por mes. A mediados-1980, las empresas de fundición y refinación electrolítica se vieron obligadas a cerrar. Debido al cierre de la planta de Kartlett, aunque algunas empresas intentaron producir polvo de cobre electrolítico, los Estados Unidos ya no producían productos de polvo de cobre electrolítico. Hoy en día, el polvo de cobre electrolítico se produce en Europa, Japón, Rusia, India y Corea del Sur. Guangdong Dahong New Materials ha aprendido que las partículas de polvo de cobre electrolítico tienen características dendríticas a través de la investigación. Al ajustar el proceso, la densidad suelta es inferior a 1 g/cm3 y la resistencia en verde es superior a 35 MP. Al ajustar el proceso de sedimentación y el tratamiento posterior del polvo, se puede aumentar la densidad aparente.

Zhongwei puede producir con precisión polvo de cobre con forma esférica o irregular a través del proceso de atomización de agua y gas más el método redox. Las propiedades físicas del polvo atomizado (como densidad suelta, fluidez, tamaño de partícula y resistencia en verde) están relacionadas con las condiciones del proceso, como aditivos específicos, temperatura de fundición, presión de atomización, temperatura de reducción y postratamiento del polvo. El polvo que pasa la prueba redox tiene un diámetro medio de 10 micrones, una densidad suelta de menos de 1,5 g/cm3 y una densidad verde de más de 20 MP. El tamaño de partícula y la temperatura de reducción del polvo atomizado son los factores clave para determinar el producto en polvo. Zhongwei descubrió con precisión que las propiedades del polvo redox atomizado son básicamente las mismas que las del polvo de cobre electrolítico en la aplicación. La diferencia en la aplicación es que se requiere polvo dendrítico y una densidad aparente muy baja.

El procesamiento de cojinetes de aceite base de estaño y cobre autolubricantes (con poros internos) es una característica única de la pulvimetalurgia. Dichos rodamientos se sinterizan a una cierta densidad y el contenido de aceite de poro puede alcanzar el 10-30 por ciento. Estos rodamientos requieren lubricación periódica para garantizar un funcionamiento seguro durante el ciclo de vida del equipo. En 1920, los cojinetes autolubricantes se utilizaron por primera vez en la industria automotriz Buick. El uso en otras industrias es considerable, cambiando la industria del equipamiento doméstico. La fabricación de cojinetes autolubricantes consume alrededor del 55 por ciento de la producción de polvo de cobre. Los cojinetes de Cu Pb y Cu Pb Sn se utilizan en automóviles, turbinas, arandelas de empuje y equipos de bombas industriales. El material posterior de acero ha reemplazado los cojinetes de bronce fundido y forjado. El polvo se cubre sobre el sustrato de acero y se logra cierta densidad mediante la sinterización y el laminado. La porosidad del producto final es inferior al 0,25 por ciento.

El polvo de latón y el polvo de aleación de níquel plata se producen por atomización. El contenido de zinc en el polvo de latón es del 10 al 30 por ciento y, a veces, se agrega plomo para mejorar las propiedades mecánicas. El polvo de latón se ha utilizado en cerraduras, punteros de instrumentos y equipos de conducción. Debido a su hermoso color, el latón se utiliza para la decoración de medallas de metal. Recientemente se han utilizado piezas pulvimetalúrgicas de latón que pesan 2,6 kg en brazos robóticos. La resistencia a la tracción y el alargamiento de las piezas sinterizadas con una densidad de sinterización de 7,7 g/cm3 alcanzaron los 193 MPa y el 14 %, respectivamente.

En 2002, según datos precisos, el consumo de polvo de cobre en el mundo se estimó en 59000 a 64000 toneladas, 22000 toneladas en América del Norte, 18000 toneladas en Europa y 4500 toneladas en otros países. Alrededor del 55 por ciento del polvo de cobre se usa para piezas de bronce, el 13 por ciento se mezcla con polvo de hierro para producir piezas de pulvimetalurgia, el 12 por ciento se usa para penetrar el polvo de sinterización, el 10 por ciento se usa para latón y el 10 por ciento se usa para otras aplicaciones como como materiales de fricción, química, metales pesados W-Cu y Mo Cu, recubrimientos, pinturas, pastas y tintas. Una gran cantidad de piezas P/M muestran que el proceso P/M tiene un gran potencial y creatividad para el uso de materiales a base de cobre.

De acuerdo con la situación de desarrollo actual, el polvo con un tamaño de partícula inferior a 10 μm es adecuado para la producción de piezas moldeadas por inyección de polvo metálico. El polvo de cobre se puede fabricar en piezas médicas de comunicación MIM, desgaste inteligente MIM y piezas de automóvil MIM con forma compleja a través del proceso de moldeo por inyección de polvo metálico. Este producto tiene buena conductividad y conductividad térmica. Podemos utilizar polvo de cobre de alta pureza para mejorar la conductividad y la conductividad térmica aumentando la densidad final de las piezas. El proceso de moldeo por inyección de polvo metálico puede mejorar la densidad del polvo de cobre, y la conductividad y la conductividad térmica del producto mejorarán en consecuencia.

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