Produkte aus der Pulvermetallurgie

Die Hauptanwendung von Kupferpulver ist das Mischen von Kupfer- und Zinnpulver zur Herstellung von Bronzeteilen. In den frühen 1920er Jahren begann Metal Refining (USMR) in der Autonomen Region Cartwright in New Jersey, USA, mit der Herstellung von elektrolytischem Kupferpulver. Diese Fabrik hat eine kleine Fläche und einen großen Kathodentank. Während der Spitzenproduktionszeit produziert die Pulverfabrik etwa 455 Tonnen Kupferpulver pro Monat. Mitte der 1980er Jahre mussten Hütten- und elektrolytische Raffinationsbetriebe schließen. Obwohl einige Unternehmen versuchten, elektrolytisches Kupferpulver herzustellen, stellten die Vereinigten Staaten aufgrund der Schließung des Werks in Cartwright keine elektrolytischen Kupferpulverprodukte mehr her. Heute wird Elektrolytkupferpulver in Europa, Japan, Russland, Indien und Südkorea hergestellt.

Die Elektrolytkupferpulverpartikel haben dendritische Eigenschaften, die lose Packungsdichte beträgt durch den Anpassungsprozess weniger als 1 g/cm3 und die Grünfestigkeit ist größer als 35 MPa. Durch Anpassung des Sedimentationsprozesses und der Pulvernachbehandlung kann die Schüttdichte erhöht werden.

In den Vereinigten Staaten kann Kupferpulver durch Wasserzerstäubungs- und Gaszerstäubungsverfahren sowie Oxidations-Reduktionsverfahren hergestellt werden, und seine Form ist kugelförmig oder unregelmäßig. Die physikalischen Eigenschaften des zerstäubten Pulvers (wie: Schüttdichte, Fließfähigkeit, Partikelgröße und Grünfestigkeit) hängen mit den Prozessbedingungen zusammen, wie z. B.: spezifische Additive, Schmelztemperatur, Zerstäubungsdruck, Reduktionstemperatur und Nachbehandlung des Pulvers . Der mittlere Durchmesser des Pulvers nach Oxidation und Reduktion beträgt 10 Mikron, die Schüttdichte weniger als 1,5 g/cm3 und die Gründichte mehr als 20 MPa. Die Partikelgröße und die Reduktionstemperatur des zerstäubten Pulvers sind die Schlüsselfaktoren, die das Pulverprodukt bestimmen.

Die Eigenschaften des Zerstäubungs- und Redoxpulvers sind im Wesentlichen die gleichen wie die des elektrolytischen Kupferpulvers in der Anwendung, mit Ausnahme der Anwendung von dendritischem Pulver und sehr niedriger Schüttdichte.

Die Verarbeitung selbstschmierender Öllager auf Kupfer-Zinn-Basis (mit inneren Poren) ist ein einzigartiges Merkmal der Pulvermetallurgie. Solche Lager werden auf eine bestimmte Dichte gesintert, und der Porenölgehalt kann 10-30% erreichen. Solche Lager müssen regelmäßig geschmiert werden, um einen sicheren Betrieb während des gesamten Lebenszyklus der Ausrüstung zu gewährleisten. 1920 wurden erstmals selbstschmierende Lager in Buick-Autos verwendet. Der Einsatz in anderen Branchen ist recht groß und verändert die Branche der Haushaltsgeräte. Die Herstellung von selbstschmierenden Lagern verbraucht etwa 55 % der Kupferpulverproduktion.

Cu-Pb- und Cu-Pb-Sn-Lager werden in Automobilen, Turbinen, Anlaufscheiben und industriellen Pumpenanlagen verwendet. Das Stahlträgermaterial hat die gegossenen und geschmiedeten Bronzelager ersetzt. Das Pulver wird auf das Stahlsubstrat aufgetragen, und durch Sintern und Walzen wird eine bestimmte Dichte erreicht. Die Porosität des Endprodukts beträgt weniger als 0,25 %.

Messingpulver und Neusilberlegierungspulver werden durch Verdüsung hergestellt. Der Zinkgehalt im Messingpulver beträgt 10%-30%. Manchmal wird Blei hinzugefügt, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Es wurde in Schlössern, Instrumentenzeigern und Antriebsausrüstungen verwendet. Wegen seiner schönen Farbe wird Messing für dekorative Metallmedaillen verwendet. Pulvermetallurgische Messingteile mit einem Gewicht von 2,6 Kilogramm wurden kürzlich in Roboterarmteilen verwendet. Das Sinterteil mit einer Sinterdichte von 7,7 g/cm3 hat eine Zugfestigkeit von 193 MPa und eine Dehnung von 14 %. Eine Vielzahl von pulvermetallurgischen Bauteilen zeigt, dass der Einsatz der pulvermetallurgischen Technologie für kupferbasierte Werkstoffe sehr potenzial- und kreativ ist.

Im Jahr 2002 wurde der weltweite Verbrauch von Kupferpulver auf 59-64.000 Tonnen geschätzt, Nordamerika verbrauchte 22.000 Tonnen, Europa 18.000 Tonnen und andere Länder verbrauchten 4.500 Tonnen. Etwa 55 % Kupferpulver wird für Bronzeteile verwendet, 13 % werden mit Eisenpulver gemischt, um pulvermetallurgische Teile herzustellen, 12 % werden für Infiltrationssinterpulver verwendet, 10 % werden für Messing verwendet und 10 % werden für andere Anwendungen wie z : Reibmaterialien, Chemie, W-Cu- und Mo-Cu-Schwermetalle, Beschichtungen, Farben, Pasten und Tinten.
Pulverproduktionsunternehmen in Nordamerika und auf der ganzen Welt wurden zusammengelegt und neu organisiert. Vor zwanzig Jahren gab es in Nordamerika hauptsächlich acht Kupferpulverhersteller. Heute wurde die Zahl auf vier reduziert, was möglicherweise weiter schrumpft.