CuCrZr prášek

Přehled prášku CuCrZr

Prášek CuCrZr je slitinový prášek složený z mědi (Cu), chromu (Cr) a zirkonu (Zr). Nabízí jedinečnou kombinaci vlastností, která jej činí vhodným pro vysoce výkonné aplikace vyžadující vysokou pevnost, dobrou vodivost a odolnost vůči změkčování při zvýšených teplotách.

Složení CuCrZr prášku

CuCrZr je slitina vytvrzující vylučováním, což znamená, že její vysoká pevnost pochází z kohezních sraženin vznikajících v kovové matrix. Složení hraje klíčovou roli v dosažení optimální odezvy vytvrzování vylučováním. Zde jsou typické rozsahy složení:

Element	Rozsah složení
Měď (Cu)	Zbytek
Chrom (Cr)	0,5–1,2 hm. %
Zirkon (Zr)	0,03 – 0,3 hm.%

• Měď tvoří matrici a zajišťuje tepelnou a elektrickou vodivost.
• Chrom přispívá k zesílení tuhého roztoku a tvoří sraženiny, které brání pohybu dislokací.
• Zirkonium tvoří soudržné srážky s precipitací umožňující mědí kalení.

Obsah chromu a zirkonia je optimalizován pro maximalizaci pevnosti prostřednictvím vytvrzování srážkami, zatímco stále si zachovává dobrou vodivost.

Vlastnosti CuCrZr Prášku

Prášek CuCrZr díky precipitačně zpevněné povaze vykazuje výjimečnou kombinaci pevnosti, vodivosti a tepelné odolnosti. Zde uvádíme několik nejdůležitějších vlastností:

Nemovitost	Hodnota
Hustota	8,8 g/cm3
Elektrická vodivost	22 – 48 % IACS
Tepelná vodivost	200–300 W/m-K
Teplota tání	1065¡«C
Součinitel tepelné roztažnosti	16,5 x 10^-6 ?/¡«C
Modul pružnosti	124 GPa
Mez kluzu	350–650 MPa
Prodloužení	8-15%
Oxidační odolnost	Dobrý do 900°C

• Má?vysoká pevnostpocházející z precipitačního vytvrzování a přesto si uchovávající střední vodivost. Pevnost lze přizpůsobit prostřednictvím tepelného zpracování.
• Výborná vodivostv porovnání s vytvrzenými nerezovými ocelemi kvůli vyššímu obsahu mědi v matrici.
• Dobrá odolnost vůči teplus pevností a retencí vodivosti až do 400-500 ° C. Méně náchylné ke změkčení ve srovnání s jinými slitinami Cu.
• Odolný proti oxidaci a korozi?díky vytvoření ochranné Cr2O3 oxidické vrstvy.

Tento jedinečný profil vlastností činí CuCrZr vhodným pro aplikace, jako jsou odporové svařovací elektrody, komponenty řízení tepla a pružiny pro vysoké teploty.

Aplikace a využití prášku CuCrZr

Vyvážené vlastnosti prášku CuCrZr ho činí vhodným pro následující aplikace:

Aplikace	Důvod použití
Elektrody pro odporové svařování	Vysoká pevnost, dobrá vodivost, odolnost vůči deformacím při zvýšených teplotách
Chladiče a tepelné trubice	Vysoká tepelná vodivost v kombinaci s vysokou teplotní odolností
Elektrické kontakty a konektory	Dobrá vodivost, vysoká pevnost umožňují miniaturizaci
Vysokoteplotní prameny	Zachování pevnosti při zvýšených teplotách
Slitinové těsnění skla	Těsný zápas CTE s borosilikátovým sklem

• Elektrody pro odporové svařování?- Jeho vynikající vodivost vytváří méně tepla během svařování, což umožňuje rychlejší svařovací časy. Vysoká pevnost zabraňuje hřibovitému tvarování hrotů elektrod.
• Řízení tepelného režimu?- Používány v tepelných výměnících, chladičích, tepelných trubicích atd., kde vysoká tepelná vodivost rychle odvádí teplo při zachování mechanické integrity.
• Elektrické kontakty?- Díky vynikající pevnosti a podobné vodivosti může nahradit beryllium měděné kontakty v mnoha aplikacích.
• Vysokoteplotní prameny?- Užívané u pružín pracujících až do 500 ¡«C bez ztráty únosnosti na rozdíl od ocelových pružin.
• Skleněně-kovové přechody?- Jeho CTE se shoduje s borosilikátovým sklem, což umožňuje použití lepení skla s nízkým pnutím.

Díky precipitační kalivosti CuCrZr je možné upravit pevnost podle specifických aplikačních požadavků pouhou změnou parametrů tepelného zpracování.

Specifikace prášku CuCrZr

CuCrZr prášek je k dispozici v různých velikostech, stupních čistoty a může být přizpůsoben podle potřeb aplikace. Zde jsou některé běžné specifikace:

Specifikace	Podrobnosti
Rozsah velikostí	10 – 150 mikronů
Čistota	Až do 99,9 %
Obsah uhlíku	<100 ppm
Obsah kyslíku	< 500 ppm
Tvar částice	Kuličkový, nepravidelný
Zdánlivá hustota	Až 80 % teoretické hustoty
Průtok	Až 25 s/50 g

• Velikost prášku přímo ovlivňuje hustotu a povrchové úpravy hotových dílů. Jemnější prášek vede k vyšší hustotě a lepší povrchové úpravě.
• Vysoká čistota snižuje riziko kontaminace při zhutňování a zlepšuje konečné vlastnosti.
• Plynový atomizovaný prášek má hladkou sférickou morfologii ideální pro aditivní výrobu. Vodou atomizovaný prášek má nepravidelný tvar vhodný pro lisování a spékání.
• Zdánlivá hustota ukazuje, jak pevně může být prášek zhuštěn. Vyšší hustoty zlepšují slinování.
• Průtok ovlivňuje snadnou manipulaci s práškem a rovnoměrné plnění lisu a peci ve lisovacím a sintrovaném procesu.

Vlastnosti sypkého materiálu lze přizpůsobit, např. rozdělení velikosti částic, tvar, zdánlivá hustota atd., podle požadavků aplikace.

Metody zpevňování prášku CuCrZr

Prášek CuCrZr může být použit pro slisování do plně hustých součástí pomocí metod, jako jsou:

Konsolidační metoda	Podrobnosti
aditivní výroba	Selektivní laserové tavení, Tavení pomocí svazku elektronů
Lisování a spékání	Po následné infiltraci nebo tepelném zpracování
Žárem assistiované izostatické lisování	Plná denzifikace zapouzdřeného prášku
Extruze	Kování prášků smíchaných s mazivy
Sinterování jiskrovým plazmatem	Rychlé zhušťování pomocí pulzního proudu

Aditivní metody výroby, jako je selektivní laserové tavení a tavení elektronovým svazkem, se běžně používají pro přímou výrobu složitých, čistých CuCrZr součástí s jemnou mikrostrukturou z prášku.

Metoda lisování a spékání je úsporná pro výrobu ve velkém objemu, ale zahrnuje několik kroků. Konečné vlastnosti závisí na teplotě spékání, čase, atmosféře atd.

Izostatické horké lisování používá vysoký tlak, který zajišťuje plné hutnění při nižších teplotách. Snižuje pórovitost v aditivně vyráběných dílech a prodlužuje životnost proti únavě.

Extruze a vypalovací plazmové spékání jsou alternující metody vhodné pro jednodušší geometrie. Proces konsolidace ovlivňuje konečnou mikrostrukturu, vlastnosti a výkon.

Tepelné zpracování slitiny CuCrZr

Důležitým prvkem slitiny CuCrZr je její reakce na vytvrzování vylučováním. Tepelné zpracování rozpouštěním a stárnutím může dle požadavků výrazně změnit její pevnost:

Tepelné zpracování	Podrobnosti
Žíhací metoda	850-980„C, hašení ve vodě. Rozpouští precipitáty, změkčuje slitinu
Stárnutí	350-500 °C po 1-4 hodin. Ovlivňuje vylučování a tvrdost.
Zmírňující stres	350 °C po dobu 1 hodiny. Odstraní zbytkové napětí.

Žíhání roztokem rozpustí chróm a zirkón v tuhém roztoku, po jehož rychlém zakalení vznikne přesytšený tuhý roztok. Následné stárnoucí ošetření vytvoří jádra jemných souvislých precipitátů, které mají za následek precipitační kalení.

Doba stárnutí a teplota přímo ovlivňují vytvrzování. Nižší teplota stárnutí a kratší doby zachovávají vodivost. Vytvrzování srážením může ve srovnání se stavem tuhého roztoku ztrojnásobit pevnost.

Reliéf napětí snižuje zbytková napětí z předchozího obrábění za tepla nebo za studena, aby se minimalizovalo zdeformování při obrábění.

Porovnání prášku CuCrZr s alternativami

CuCrZr konkuruje slitinám jako vytvrzované nerezové oceli, beryliové bronzy a niklové stříbro:

Slitina	CuCrZr	17-4PH SS	Be-Cu	Nikl-Stříbro
Síla	Výborný	Výborný	Férová	Dobré
Měrná vodivost	Dobré	Špatné	Výborný	Dobré
Zpracovatelnost	Férová	Dobré	Výborný	Výborný
Schweißbarkeit	Férová	Férová	Výborný	Dobré
Cena	Střední	Vysoká	Velmi vysoký	Střední

• Nerezová 17-4PHMá srovnatelnou pevnost, ale výrazně nižší vodivost díky většímu obsahu Cr a Ni.
• Berylliumový bronz?má vynikající vodivost, ale nižší pevnost. Drahé a obsahuje toxiny.
• Alpaka?má dobrou pevnost, ale nižší provozní teploty. Vynikající tvárnost.
• CuCrZr? nabízí nejlepší rovnováhu síly, vodivosti, zpracovatelnosti a nákladů pro mnohé projekty.

Pro kombinaci pevnosti a vodivosti poskytuje CuCrZr vyšší výkonnost a nižší náklady ve srovnání s precipitačně tvrzenými nerezovými ocelemi nebo slitinami mědi a berylia.

Dodavatelé prášků CuCrZr

Prášek CuCrZr dodávají výrobci práškových kovů. Zde jsou někteří hlavní dodavatelé:

Dodavatel	Vlastnosti prášku
Sandvik	Rozsah velikosti 10-150 Ã ×m, Zjevná hustota až 65 %, Nepravidelný a sférický prášek
Hoganas	Velikost částic 45-150 Ã×m, Hustota až 80 %, Sférický prášek, Vysoká čistota
Pometon	Rozsah velikostí 10–63 Ã×m, Zdánlivá hustota až 65 %, Sférický a nepravidelný prášek
CNPC Prášek	Velikostní rozsah 10-150 Ã×m, Zdánlivá hustota až 75 %, Vysoká čistota

Různé stupně prášků jsou k dispozici optimalizované pro aditivní výrobu, aplikace lisování a spékání, nebo jsou přizpůsobeny dle konkrétních požadavků zákazníka.

Spolehliví dodavatelé mají rozsáhlou kontrolu kvality při výrobě prášku a poskytují zprávy o provedených zkouškách s důkazem o složení šarže.

Cenová nabídka prášku CuCrZr

Prášková speciální slitina CuCrZr je dražší než běžné práškové materiály. Zde je několik typických cenových rozsahů:

Zrnitost	Velikost částic	Cenové rozpětí
CuCrZr pro AM	15–45 μm	100–150 Kč/kg
CuCrZr pro lisování a spékání	45-150 µm	50–100 Kč/kg
Vysoká čistota CuCrZr	10-45 Ã×m	180–250 dolarů za kilogram

• Jemný prášek o velikosti pod 45 mikronů je obecně nad 100 $/kg a ideální pro aditivní výrobu.
• Hrubší prášek 45-150 mikronů stojí 50-100 USD/kg, je vhodný pro lisovací a výliskem slinutou trasu.
• Velmi čistý (>99,9%) prášek určený pro kritické aplikace je prémiově ceněn nad 180 $/kg.
• Snížení obsahu kyslíku a uhlíku zlepšuje konsolidaci a konečné vlastnosti.
• Cena se liší v závislosti na množství, velikosti sortimentu, úrovni kvality prášku.

S dodavateli se dá vyjednat množstevní slevy od 1 kg do vícero tun. Vysoce čistý prášek s řízenou distribucí velikosti částic láká na vyšší cenu.

CuCrZr prášek: Bezpečnost a ochrana zdraví

Stejně jako většina kovových prášků vyžaduje prášek CuCrZr opatrné zacházení kvůli minimalizaci zdravotních a bezpečnostních rizik:

Hazard	Preventivní opatření	OOPP
Oční kontakt	Vyhněte se přímému kontaktu. Po vystavení nedrhněte oči. Při kontaktu vypláchněte vodou.	Bezpečnostní brýle
Kontakt s pokožkou	Vyhýbejte se přímému kontaktu. Dotčená místa důkladně omyjte mýdlem a vodou.	Rukavice
Inhalace	Zabraňte vdechování prachu z prášku. Zajistěte dostatečné větrání.	Schválené respirátory
Ingestace	Nedávejte ruce do pusy. Po zvednutí umyjte ruce.	–
Oheň	K uhašení požárů kovových prášků použijte suchý písek. Nepoužívejte vodu.	Protipožární výbava

• Nošení osobních ochranných pracovních prostředků – brýle, rukavice, respirátor při manipulaci s práškem, aby se minimalizoval kontakt
• Po práci s práškem dodržujte správnou hygienu.
• Zabránit hromadění prachového prášku na površích.
• Uchovávejte uzavřené nádoby v chladném a suchém prostředí mimo zdroje zapálení.

Úplné bezpečnostní pokyny najdete v bezpečnostním listu. Při podráždění v důsledku vystavení se obraťte na lékaře. Správné bezpečnostní protokoly minimalizují rizika při manipulaci s práškem CuCrZr.

Kontrola a testování práškového CuCrZr

Kontrola a testování prášku CuCrZr by mělo být provedeno z důvodu zajištění vysoké kvality a stálosti s ohledem na:

Parametr	Metoda	Specifikace
Chemické složení	XRF, mokrá chemie	V souladu s předepsaným obsahem Cu, Cr a Zr
Distribuce velikosti částic	Laserová difrakce, prosévání	Mediana, D10, D90 jsou v požadovaném rozsahu
Morfologie prášku	Skenovací elektronová mikroskopie	Sférický tvar, minimální satelity pro práškovou metalurgickou přísadu
Zdánlivá hustota	Hlubicový průtokoměr	Jak je uvedeno pro aplikaci
Průtok	Hlubicový průtokoměr	Jak je uvedeno pro aplikaci
Nečistoty	ICP, LECO analýza	Nízký obsah kyslíku a dusíku

Správné vnitroprocesní testování kontroly kvality a konečná inspekce zajišťují, že prášek odpovídá chemickým, fyzikálním a morfologickým atributům potřebným pro zamýšlené použití. Běžné testování by měl implementovat jak výrobce, tak uživatel prášku.

Časté dotazy

Otázka: K čemu se používá slitina CuCrZr?

A. CuCrZr se používá v aplikacích vyžadujících vysokou pevnost v kombinaci s dobrou elektrickou a tepelnou vodivostí, jako jsou elektrody odporového svařování, chladiče a vysoce teplotní pružiny.

Q. Jak je vyráběn CuCrZr prášek?

A. Slitina CuCrZr se vyrábí pomocí plynové nebo vodní atomizace roztavené slitiny, která vytváří jemné kulovité nebo nepravidelné práškové částice optimální velikosti pro aditivní výrobu nebo použití postupu lisování a spékání.

Otázka: Co ovlivňuje vlastnosti dílů z CuCrZr?

A. Vlastnosti závisí na složení, kvalitě prášku, metodě zhutnění a parametrech, tepelném zpracování a mikrostruktuře. Schopnost CuCrZr zpevnit propadáním také umožňuje přizpůsobit pevnost.

Jaký je rozdíl mezi plynem atomizovaným a vodou atomizovaným práškem CuCrZr?

A. Plynom atomizovaný prášek má sférický tvar, který je ideální pro zpracování AM, zatímco vodou atomizovaný prášek má nepravidelný tvar vhodný pro použití při lisování a spékání.

Otázka: Potřebuje slitina CuCrZr tepelné zpracování?

A. Ano ano žíhání roztoku a současné tepelné zpracování umožňuje optimalizovat pevnost a vodivost ovládáním srážení v mikrostruktuře slitiny.

Q. Jaká je obvyklá cena prášku CuCrZr?

A. Prášek CuCrZr v rozmezí od 50 USD/kg pro válcovaný a spékaný stupeň k 250 USD/kg pro AM prášek s vysokou čistotou. Vyšší čistota a jemnější zlomky zvyšují cenu.