粉末冶金における銅の応用

粉末冶金における銅の応用

銅粉の重要かつ特徴的な用途は、粉末冶金の分野にあります。 この粉末冶金分野の材料は、製錬や鋳造では得られません。たとえば、分散強化された Cu-Al2O3 は溶接電極の強化と製造に使用され (自動車やその他の産業分野で使用されます)、W-Cu や Mo Cu も同様です。電子部品の熱管理分野で使用されます。 このような材料は、気孔率を制御する必要があります。 自己潤滑性ベアリングとフィルターは、粉末冶金の分野における典型的な用途です。 これらの材料は、油分で優れた潤滑効果を得るために、適切な気孔率制御が必要です。 以下は、粉末冶金における銅の使用に関する簡単な紹介です。

銅粉の主な用途は、銅と錫の粉を混ぜてブロンズ部品を作ることです。 1920 年代初頭、ニュージャージー州のカートライト自治区にあるメタル リファインメント (USMR) は、電解銅粉の生産を開始しました。 この工場は面積が小さく、陰極槽が大きい。 最盛期には月産約455トンの銅粉を生産。 -1980年代半ば、製錬および電解精製企業は閉鎖を余儀なくされました。-1980 カートレット工場の閉鎖により、一部の企業は電解銅粉の製造を試みましたが、米国では電解銅粉製品の製造が停止されました。 今日、電解銅粉はヨーロッパ、日本、ロシア、インド、韓国で生産されています。 広東大鴻新材料は、研究を通じて電解銅粉粒子に樹枝状の特徴があることを発見しました。 プロセスを調整することにより、ルーズ密度は 1g/cm3 未満で、グリーン強度は 35MP 以上です。 沈降プロセスと粉末の後処理を調整することにより、かさ密度を高めることができます。

Zhongwei は、水アトマイズおよびガスアトマイズプロセスとレドックス法により、球形または不規則な形状の銅粉を正確に製造できます。 アトマイズ粉末の物理的特性 (ルース密度、流動性、粒子サイズ、グリーン強度など) は、特定の添加剤、製錬温度、噴霧圧力、還元温度、粉末の後処理などのプロセス条件に関連しています。 レドックス試験に合格した粉末は、メジアン径 10 ミクロン、ルーズ密度 1.5g/cm3 未満、グリーン密度 20MP 以上です。 アトマイズ粉末の粒径と還元温度は、粉末製品を決定する重要な要素です。 Zhongwei は、アトマイズされたレドックス粉末の特性が、応用における電解銅粉末の特性と基本的に同じであることを正確に発見しました。 アプリケーションの違いは、樹枝状粉末と非常に低いかさ密度が必要なことです。

自己潤滑性銅錫基油軸受（内部気孔付）の加工は、粉末冶金ならではの特長です。 このようなベアリングは特定の密度に焼結されており、気孔の油含有量は 10-30 パーセントに達することがあります。 これらのベアリングは、機器のライフサイクル中の安全な動作を確保するために、定期的な潤滑が必要です。 1920年、ビュイック自動車業界で自己潤滑性ベアリングが初めて使用されました。 他の産業での使用はかなりのものであり、家庭用機器の産業を変えています。 自己潤滑性ベアリングの製造には、生産される銅粉の約 55% が消費されます。 Cu Pb および Cu Pb Sn 軸受は、自動車、タービン、スラスト ワッシャー、産業用ポンプ装置に使用されています。 鋳造および鍛造ブロンズのベアリングをスチール製のバック素材に置き換えました。 粉末は鋼の素地に覆われ、焼結と圧延によって一定の密度が得られます。 最終製品の気孔率は 0.25% 未満です。

真ちゅう粉、洋白合金粉はアトマイズ法で製造しています。 真鍮粉の亜鉛含有量は 10 ～ 30% で、機械的特性を改善するために鉛が追加されることもあります。 黄銅の粉は、錠前、計器の指針、駆動装置に使用されてきました。 真鍮はその美しい色合いから装飾用の金属メダルに使用されます。 重量2.6kgの真鍮粉末冶金部品が、最近ロボットアームに使用されています。 焼結密度7.7g/cm3の焼結部品の引張強さと伸びは,それぞれ193MPaと14%に達した。

2002 年、正確なデータによると、世界の銅粉の消費量は 59000 から 64000 トン、北米で 22000 トン、ヨーロッパで 18000 トン、その他の国で 4500 トンと推定されました。 銅粉の約 55% はブロンズ部品に使用され、13% は鉄粉と混合して粉末冶金部品を製造するために使用され、12% は浸透焼結粉末に使用され、10% は真鍮に使用され、10% はその他の用途に使用されます。摩擦材料、化学、W-Cu および Mo Cu 重金属、コーティング、塗料、ペースト、インクなど。 多数の P/M 部品は、P/M プロセスが銅ベースの材料を使用するための大きな可能性と創造性を持っていることを示しています。

現在の開発状況によると、粒子サイズが 10 μ m 未満の粉末は、金属粉末射出成形部品の製造に適しています。 銅粉は、金属粉末射出成形プロセスにより、複雑な形状のMIM通信医療、MIMインテリジェントウェア、MIM自動車部品に製造できます。 この製品は、良好な伝導性と熱伝導性を備えています。 高純度の銅粉を使用して、部品の最終的な密度を高めることで、導電率と熱伝導率を向上させることができます。 金属粉末射出成形プロセスは、銅粉末の密度を向上させることができ、それに応じて製品の導電率と熱伝導率が向上します。

粉末冶金分野における銅の詳細については、zhongwei 精密専門チームにご相談ください。