实现连续、稳定、高效生产,盘星新金属铜合金粉末工艺及应用

3D打印动态
2022
08/01
10:32
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铜粉为带有红色光泽的金属,在潮湿空气中易氧化,具有较高的表面活性和良好的导电、导热性能。近几年,随着粉末冶金技术的不断进步,铜及铜合金粉末广泛应用在汽车、家电、工具、机械、航空航天等诸多技术工程领域,主要用于生产制造粉末冶金零部件,例如含油轴承、摩擦材料、金刚石工具、电碳、导热、触点材料、化工催化剂、射孔弹等。

铜合金粉生产工艺
电解法
电解法生产历史悠久,工艺成熟。其优点是可制得电负性较大的金属粉末,该类粉末多为通常方法不能制备的高纯金属超微粒。缺点是要耗能大、成本高、工艺流程复杂,不易生产普通铜基合金粉末。其工艺流程如图1所示。
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△图1 电解铜生产工艺流程


还原/机械破碎法
还原/机械破碎法在制粉过程中用得最广、产品种类也最多,如铁粉、铜粉、镍粉、钨粉、钼粉等。一些难以制取的粉末,如铌粉、钽粉、锆粉等也能用此法获得。还原法制备粉末的粒度范围较宽,从纳米级到微米级均有涉及。根据需要可以制成针状,也可制成球状及复合粉末。其缺点是粉末制取过程易混入杂质,还原法制铜粉生产工艺流程见图2。

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△图2 还原法制铜粉生产工艺流程

雾化法
雾化法生产铜粉是以回收的废铜合金零件和金属锭为原料,进行精炼工艺,然后通过雾化介质(水/高压气体)将熔体破碎成粉,再采用后处理和分级工艺获得松装密度和粒度组成可调的铜合金粉。气雾化铜粉生产工艺流程见图3。

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△图3 气雾化铜粉生产工艺流程

铜合金粉的应用
在粉末冶金领域,铜及铜合金粉末的用量仅次于铁粉,主要用于粉末冶金零部件、金刚石工具、电工合金等行业,在工业生产中发挥着重要的作用。

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△图4 金刚石工具

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△图5 电工合金

选区激光熔化技术作为典型的增材制造技术,在轻量化高性能结构及结构一体化领域有明显优势,为复杂创新型结构“设计得出,造得出”提供途径。在航天领域,铜粉可用于火箭推力室的夹层结构,用于火箭喷嘴。通过选区激光熔化技术制造赛车纯铜电动机定子绕组,更高的设计自由度可以使零件凹槽中的铜含量更高,提高散热效率,赛车性能也会有进一步的提升。

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△图6 火箭喷嘴

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△图7 纯铜电动机定子绕组

盘星新金属CuT2粉末特性
盘星CuT2粉末采用真空感应熔炼气雾化VIGA技术进行制备,CuT2粉末成分要求及测试值如表1所示。

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△表1 CuT2化学成分(wt%)

制粉过程中,通过控制关键参数,实现连续、稳定、高效生产。雾化收粉后,通过筛分、气流分级、合批等工序制备45-106μm CuT2粉末。45-106μm激光粒度分布见下表2所示,符合技术要求,8个批次的粉末粒度分布见图8,整体较稳定。

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△表2 CuT2(45-106μm)激光粒度

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△图8 CuT2(45-106μm)粉末粒度分布批次稳定性

45-106μmCuT2粉末具有优异的综合性能,流动性好,松装密度高、振实密度高,见表3,8个批次的粉末松装、振实密度见图9,粉末流动性见图10,整体较稳定。


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△表3 CuT2(45-106μm)粉末综合性能


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△图9 CuT2(45-106μm)粉末松装、振实密度批次稳定性

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△图10 CuT2(45-106μm)流动性批次稳定性
盘星致力粉末研发和生产
盘星新金属致力于新型金属材料、球形金属粉末的研发生产,是一家以研发为导向,精密制造为核心的国家高新技术企业。在粉末业务方面,盘星新金属现有10条真空气雾化生产线,年产钛合金、高温合金等高品质粉末逾1000吨,产品广泛应用于增材制造、MIM、表面处理等领域。未来,盘星将推出更多元化、低成本的粉末种类,以卓越稳定的产品质量,向客户提供高效一体化的技术解决方案。

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