CuCrZr-Pulver

Übersichtsbericht über CuCrZr-Pulver

CuCrZr-Pulver ist ein Legierungspulver, das aus Kupfer (Cu), Chrom (Cr) und Zirkonium (Zr) besteht. Es bietet eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die es für Hochleistungsanwendungen geeignet macht, die hohe Festigkeit, gute Leitfähigkeit und Beständigkeit gegen Erweichung bei erhöhten Temperaturen erfordern.

Zusammensetzung von CuCrZr-Pulver

CuCrZr ist eine aushärtbare Legierung, d. h. ihre hohe Festigkeit beruht auf kohärenten Ausscheidungen in der Metallmatrix. Die Zusammensetzung ist entscheidend für eine optimale Aushärtungsreaktion. Nachfolgend die typischen Zusammensetzungsbereiche:

Element	Kompositionsbereich
Kupfer (Cu)	Rest
Chrom (Cr)	0,5 - 1,2 Gew.-%
Zirkonium (Zr)	0,03 - 0,3 Gew.-%

• Kupfer bildet die Matrix und bietet Wärme- und elektrische Leitfähigkeit.
• Chrom trägt zur Gefügefestigkeit von Lösungen bei und bildet Ausscheidungen, um die Versetzungsbewegung zu behindern.
• Zirkon bildet zusammenhängende Ausfällungen mit Kupfer und ermöglicht so, dass es ausgehärtet werden kann.

Der Chrom- und Zirkongehalt wird optimiert, um die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung zu maximieren, und bewahrt dennoch eine ansehnliche Leitfähigkeit.

Eigenschaften von CuCrZr-Pulver

CuCrZr-Pulver bietet aufgrund seiner durch Ausscheidungshärtung erzeugten Eigenschaften eine außergewöhnliche Kombination aus Festigkeit, Leitfähigkeit und Wärmebeständigkeit. Hier sind einige Haupteigenschaften:

Immobilie	Wert
Dichte	8,8 g/cm3
Elektrische Leitfähigkeit	22–48 % IACS
Wärmeleitfähigkeit	200 – 300 W/m-K
Schmelzpunkt	1065¡«C
Wärmeausdehnungskoeffizient	16,5 x 10^-6?/¡«C
Elastizitätsmodul	124 GPa
Streckgrenze	350 – 650 MPa
Verlängerung	8-15%
Oxidationsbeständigkeit	Gut bis 900¡«C

• Hat es?hohe Festigkeit? über Aushärtung resultieren und dennoch eine moderate Leitfähigkeit aufweisen. Die Festigkeit kann durch Wärmebehandlung angepasst werden.
• Extreme Leitfähigkeit?Im Vergleich zu abgestuften Edelstähle aufgrund des höheren Kupfergehalts in der Matrix.
• Gute Hitzebeständigkeit?mit Festigkeit und Leitfähigkeitserhalt bis 400-500 °C. Im Vergleich zu anderen Cu-Legierungen weniger Erweichung zuträglich.
• Oxydationsbeständig und korrosionsfest?durch die Bildung einer schützenden Cr2O3-Oxidschicht.

Dieses einzigartige Eigenschaftsprofil macht CuCrZr geeignet für Anwendungen wie Widerstandsschweißelektroden, Wärmemanagementkomponenten und Hochtemperaturfedern.

Anwendungen und Verwendungen von CuCrZr-Pulver

Die ausgewogenen Eigenschaften von CuCrZr-Pulver machen es für die folgenden Anwendungen geeignet:

Bewerbung	Grund der Verwendung
Widerstandsschweißelektroden	Hohe Beständigkeit, gute Leitfähigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Verformung bei erhöhten Temperaturen
Kühlkörper und Heatpipes	Hohe Temperaturwechselfestigkeit in Kombination mit hoher Temperaturfestigkeit
Elektrische Kontakte und Stecker	Gute Leitfähigkeit und hohe Festigkeit ermöglicht Miniaturisierung
Heiße Quellen	Festigkeitserhaltung bei hohen Temperaturen
Glas-Dichtungslegierungen	Enge Übereinstimmung von CTE mit Borosilikatglas

• Widerstandsschweißelektroden?- Dank seiner hervorragenden Leitfähigkeit entsteht beim Schweißen weniger Wärme, sodass schnellere Schweißzeiten möglich sind. Hohe Festigkeit verhindert, dass Elektrodenpilze entstehen.
• Wärmemanagement?- Wird in Wärmetauschern, Kühlkörpern, Wärmerohren usw. verwendet, in denen eine hohe Wärmeleitfähigkeit Wärme schnell abführt und gleichzeitig die mechanische Integrität aufrechterhält.
• Elektrische KontakteKann Berylliumkupferkontakte aufgrund der höheren Festigkeit und ähnlichen Leitfähigkeit in vielen Anwendungen ersetzen?
• Heiße Quellen?- Für Federn, die bis zu 500¡«C betrieben werden, ohne die Belastbarkeit zu verlieren, im Gegensatz zu Stahlfedern.
• Glas-Metall-Verbindungen?- CTE entspricht dem von Borosilikatglas, wodurch sich Anwendungen für Glasdichtungen mit geringer Spannung ergeben.

Die Ausscheidungs-Härtefähigkeit von CuCrZr ermöglicht die Anpassung der Festigkeit an die spezifischen Anwendungsanforderungen, einfach durch die Modifikation der Wärmebehandlungsparameter.

CuCrZr-Pulverspezifikationen

CuCrZr Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen und Reinheitsgraden erhältlich und kann gemäß den Anwendungsanforderungen individuell gestaltet werden. Im Folgenden finden Sie einige gängige Spezifikationen:

Spezifikation	Details
Größenpalette	10 - 150 Mikrometer
Reinheit	Bis zu 99,9 %
Kohlenstoffgehalt	<100 ppm
Sauerstoffgehalt	< 500 ppm
Partikelform	Sphärisch, unregelmäßig
Anscheindichte	Bis zu 80 % der theoretischen Dichte
Durchflussrate	Bis zu 25 s/50 g

• Die Pul Größe wirkt sich direkt auf die Dichte und die Oberflächengüte der Fertigteile aus. Feineres Pulver erzeugt eine höhere Dichte und bessere Oberflächengüte.
• Hoher Reinheitsgrad minimiert Kontaminationsprobleme bei der Konsolidierung und verbessert die finalen Eigenschaften.
• Durch Gas zerstäubtes Pulver hat eine glatte, kugelförmige Morphologie, die ideal für additive Fertigung ist. Durch Wasser zerstäubtes Pulver hat eine unregelmäßige Form, die nützlich für Press- und Sinteranwendungen ist.
• Die Schüttdichte beschreibt, wie fest sich ein Pulver verdichten lässt. Eine größere Dichte verbessert das Sintern.
• Die Fließgeschwindigkeit beeinflusst die einfache Pulverhandhabung und die einheitliche Matrizenfüllung in Press- und Sinterprozessen.

Pulverattribute können gemäß den Anforderungen der Anwendung angepasst werden, wie z. B. Partikelgrößenverteilung, Form, Schüttdichte usw.

Konsolidierungsmethoden für CuCrZr-Pulver

CuCrZr-Pulver kann unter Verwendung von Methoden wie:

Konsolidierungsmethode	Details
Additive Fertigung	Selektives Laserschmelzen, Elektronenstrahlschmelzen
Pressen und Sintern	Anschließend infiltrieren oder wärmebehandeln
Heißisostatisches Pressen	Volle Verdichtung von eingekapseltem Pulver
Extrusion	Schmieden von Pulver mit Schmiermitteln gemischt
Funkenplasma-Sintern	Schnelle Verdichtung mit gepulstem Strom

Additive Herstellungsverfahren wie das Selektive Laserschmelzen und Elektronenstrahlschmelzen werden üblicherweise dazu eingesetzt, komplexe, netzförmige CuCrZr-Teile mit einer feinen Mikrostruktur direkt aus Pulver herzustellen.

Das Press- und Sinterverfahren ist wirtschaftlich für die Großserienproduktion, beinhaltet aber mehrere Schritte. Die endgültigen Eigenschaften hängen von Sintertemperatur, Zeit, Atmosphäre usw. ab.

Isotropisches Heißpressen wendet hohen Druck an, der eine vollständige Verdichtung bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht. Es verringert die Porosität bei additiv gefertigten Teilen und verbessert die Lebensdauer in Bezug auf Ermüdung.

Extrusion und Funkenerosionssintern sind alternative Methoden, die sich für einfachere Geometrien eignen. Der Verfestigungsprozess beeinflusst die endgültige Mikrostruktur, Eigenschaften und Leistung.

Wärmebehandlung der Cu-Cr-Zr Legierung

Ein wesentlicher Vorteil der CuCrZr-Legierung ist ihre Aushärtungsantwort. Lösungsglüh- und Alterungswärmebehandlungen können ihre Stärke je nach Bedarf erheblich verändern:

Wärmebehandlung	Details
Glühung zum Härten	850-980 °C, Abschrecken mit Wasser. Löst Ausscheidungen, weicht die Legierung auf
Altern	350-500 °C 1-4 Stunden. Kontrolliert Niederschlag und Aushärtung.
Stressabbau	350¡«C für 1 Stunde. Entfernt restliche Belastungen.

Die Lösungsglühung löst Chrom und Zirkonium in fester Lösung, gefolgt von einer raschen Abschreckung, um eine übersättigte feste Lösung zu bilden. Die anschließende Alterungsbehandlung führt zur Bildung feiner kohärenter Ausscheidungen, was zu einer Ausscheidungshärtung führt.

Alterungszeit und -temperatur haben einen direkten Einfluss auf die Aushärtereaktion. Niedrigere Aushärtetemperaturen und kürzere Zeiten erhalten die Leitfähigkeit. Ausscheidungshärtung kann die Stärke im Vergleich zum lösungsbehandelten Zustand verdreifachen.

Die Linderung von Spannungen hilft, Restspannungen von vorangegangenen Kaltoder Warmverformungen zu verringern, um Verformungen während der Bearbeitung zu minimieren.

Vergleich von CuCrZr-Pulver mit Alternativen

CuCrZr konkurriert mit Legierungen wie ausscheidungshärtenden rostfreien Stählen, Berylliumkupfer und Neusilber:

Legierung	KuCrZr	17-4PH martensitischer Edelstahl	Be-Cu	Ni-Ag
Stärke	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet	Mäßig	Gut
Leitfähigkeit	Gut	Arm	Ausgezeichnet	Gut
Verarbeitbarkeit	Mäßig	Gut	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet
Schweißbarkeit	Mäßig	Mäßig	Ausgezeichnet	Gut
Kosten	Mittelmässig	High	Sehr hoch	Mittelmässig

• rostfreier Stahl 17-4PH?hat vergleichbare Festigkeit, aber deutlich niedrigere Leitfähigkeit aufgrund von höherem Cr- und Ni-Gehalt.
• Beryllium-Kupfer? hat eine ausgezeichnete Leitfähigkeit, aber eine geringere Festigkeit. Teuer und toxisch.
• Neusilber? hat eine gute Festigkeit, aber niedrigere Betriebstemperaturen. Hervorragende Verformbarkeit.
• KuCrZrbietet die beste Balance aus Stärke, Leitfähigkeit, Verarbeitbarkeit und Kosten für viele Anwendungen.

Für eine Kombination aus Festigkeit und Leitfähigkeit bietet CuCrZr im Vergleich zu ausgehärteten Edelstählen oder Berylliumkupferlegierungen mehr Leistung bei geringeren Kosten.

CuCrZr Pulveranbieter

CuCrZr-Pulver wird von spezialisierten Herstellern von Metallpulver geliefert. Hier sind einige der wichtigsten Anbieter:

Anbieter	Pulverattribute
Sandvik	Größenbereich 10-150 µm, scheinbare Dichte bis 65 %, unregelmäßiges und sphärisches Pulver
Hoganas	Größenbereich 45-150 Ã×m, Scheinbare Dichte bis zu 80%, Kugelpulver, Hohe Reinheit
Pometon	Größenbereich 10-63 Ã×m, Scheinbare Dichte bis zu 65%, Sphärisches und unregelmäßiges Pulver
CNPC-Pulver	Größenbereich 10-150 Ã × m, Scheindichte bis zu 75 %, Hohe Reinheit

Verschiedene Pulverqualitäten sind für additive Produktions-, Druck- und Sinteranwendungen lieferbar und werden auf kundenspezifische Bedürfnisse zugeschnitten.

Angesehene Lieferanten führen eine umfassende Qualitätskontrolle in der Pulverproduktion durch und liefern Mühlenzertifikate mit Nachweisen zur Partienzusammensetzung.

CuCrZr Pulverpreise

Als Speziallegierungspulver ist CuCrZr teurer als Standardmaterialpulver. Nachfolgend einige typische Preisspannen:

Pulvergütemerkmal	Teilchengrösse	Preisspanne
CuCrZr für AM	15–45 µm	100-150 € pro kg
CuCrZr für Press & Sinter	45-150 Öm	50-100 € pro kg
Kupfer-Chrom-Zirkonium von hoher Reinheit	10-45 Å	180$-250$ pro kg

• Feines Pulver unter 45 Mikrometer liegt normalerweise bei über 100 $/kg und ist ideal für additive Fertigung.
• Gröberes Pulver 45-150 Mikrometer kostet 50-100 $ / kg, geeignet für Press- und Sinterroute.
• Hochreines (>99,9%) Pulver für kritische Anwendungen hat einen Premiumpreis von über 180 USD/kg.
• Die Reduzierung des Sauerstoff- und Kohlenstoffgehalts verbessert die Konsolidierung und finale Eigenschaften.
• Die Preise variieren je nach Menge, Größenbereich, Qualitätsstufe des Pulvers.

Mengenrabatte von 1 kg bis zu mehreren Tonnen können mit Lieferanten ausgehandelt werden. Pulver mit hoher Reinheit und kontrollierter Partikelgrößenverteilung erzielen höhere Preise.

CuCrZr-Pulver: Gesundheit und Sicherheit

Wie die meisten Metallpulver muss CuCrZr-Pulver mit Sorgfalt gehandhabt werden, um Risiken für Gesundheit und Sicherheit zu minimieren:

Gefahr	Vorsichtsmaßnahmen	PSA
Blickkontakt	Vermeiden Sie direkten Kontakt. Reiben Sie sich nach Kontakt nicht die Augen. Spülen Sie mit Wasser, wenn Sie Kontakt hatten.	Schutzbrille
Hautkontakt	Direkter Kontakt vermeiden. Betroffene Hautstellen gründlich mit Wasser und Seife reinigen.	Handschuhe
Einatmung	Einatmen von Pulverstaub vermeiden. Für ausreichende Belüftung sorgen.	zugelassene Atemschutzmasken
Zufuhr	Berührung mit dem Mund vermeiden. Hände nach dem Umgang waschen.	–
Feuer	Verwenden Sie trockenen Sand, um Metallpulverfeuer zu löschen. Verwenden Sie kein Wasser.	Feuerlösch- und Sicherheitsausrüstung

• PSA tragen — Schutzbrille, Handschuhe, Atemschutzgerät bei der Handhabung von Pulver, um den Kontakt zu minimieren.
• ACHTEN SIE AUF EINE GUTE HYGIENE, NACHDEM SIE MIT PULVER GEARBEITET HABEN.
• Ablagerung von Pulverstaub auf Oberflächen verhindern.
• Verpackte Kartuschen in einem kühlen, trockenen Bereich fernab von Zündquellen lagern.

Siehe SDS für vollständige Sicherheitshinweise. Bei Hautreizungen ärztliche Hilfe einholen. Geeignete Sicherheitsprotokolle minimieren die Risiken beim Hantieren mit CuCrZr-Pulver.

Inspizieren und Testen von CuCrZr-Pulver

Um eine hohe Qualität und Konsistenz sicherzustellen, sollte CuCrZr-Pulver für folgende Dinge untersucht und geprüft werden:

Parameter	Methode	Spezifikation
Chemische Zusammensetzung	RFA, Nasschemie	Entsprechung des festgelegten Cu-, Cr- und Zr-Gehalts
Korngrößenverteilung	Laserbeugung, Siebung	Mittlere Größe, D10, D90 im vorgegebenen Bereich
Pulvermorphologie	SEM-Bildgebung	Kugelform, minimaler Satelliten für AM-Pulver
Anscheindichte	Hallen-Durchflussmessgerät	Wie für den Einsatz angegeben
Durchflussrate	Hallen-Durchflussmessgerät	Wie für den Einsatz angegeben
Verunreinigungen	ICP, LECO-Analyse	Niedriger Sauerstoff- und Stickstoffgehalt

Durch ordnungsgemäße Qualitätskontrolle während des Prozesses und eine abschließende Inspektion wird sichergestellt, dass das Pulver die chemischen, physikalischen und morphologischen Eigenschaften erfüllt, die für die vorgesehene Anwendung benötigt werden. Routinemäßige Tests sollten sowohl vom Pulverhersteller als auch vom -anwender durchgeführt werden.

FAQs

F. Wofür wird die CuCrZr-Legierung verwendet?

A. CuCrZr wird in Anwendungen verwendet, die eine hohe Festigkeit in Verbindung mit einer guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit erfordern, wie z. B. Widerstandsschweißelektroden, Kühlkörper und Hochtemperaturfedern.

Q. Wie wird CuCrZr-Pulver hergestellt?

A. CuCrZr wird durch Gas- oder Wasserzerstäubung der geschmolzenen Legierung hergestellt, um feine sphärische oder unregelmäßige Pulverteilchen zu erhalten, deren Größe für den AM- oder Press- und Sinter-Einsatz optimiert ist.

F. Was beeinflusst die Eigenschaften von CuCrZr-Teilen?

A. Eigenschaften hängen ab von der Zusammensetzung, Qualität des Pulvers, Konsolidierungsverfahren und -parametern, von Wärmebehandlung sowie von der Mikrostruktur. Die Fähigkeit zur Ausscheidungshärtung von CuCrZr erlaubt auch die individuelle Anpassung der Festigkeit.

F. Worin besteht der Unterschied zwischen gaszerstäubtem und wasserzerstäubtem CuCrZr-Pulver?

A. Gasverdampftes Pulver hat eine kugelförmige Morphologie, die sich ideal für die AM-Bearbeitung eignet, wohingegen wasserverdampftes Pulver eine unregelmäßige Form hat, die für die Press- und Sinteranwendung geeignet ist.

F. Benötigt die CuCrZr-Legierung eine Wärmebehandlung?

A. Ja, Lösungsglühung und Alterungswärmebehandlungen ermöglichen eine Optimierung von Festigkeit und Leitfähigkeit, indem sie die Ausfällung in der Legierungsfeinstruktur steuern.

F. Was ist der typische Preis für CuCrZr-Pulver?

A. CuCrZr-Pulver liegt im Bereich von 50 $/kg für Press- und Sinterqualität bis 250 $/kg für hochreines AM-Pulver. Feinkörnigere Fraktionen und höhere Reinheit steigern die Kosten.