Polvo de CuCrZr

Resumen del polvo CuCrZr

El polvo de CuCrZr es una aleación en polvo a base de cobre (Cu), cromo (Cr) y circonio (Zr). Ofrece una combinación única de propiedades que lo hacen idóneo para aplicaciones de alto rendimiento que requieren una gran resistencia, buena conductividad y resistencia al desgaste a altas temperaturas.

Composición del polvo de CuCrZr

CuCrZr es una aleación endurecida por precipitación, lo que significa que su alta resistencia proviene de precipitados coherentes formados en la matriz metálica. La composición juega un papel clave para lograr una respuesta óptima al endurecimiento por precipitación. Estos son los rangos de composición típicos:

Elemento	Intervalo de composición
Cobre (Cu)	Resto
Cromo (Cr)	0,5-1,2 % en peso
Circonio (Zr)	0.03 – 0.3 % en peso

• El cobre forma la matriz y proporciona conductividad eléctrica y térmica.
• El cromo contribuye a la [fortaleza](https://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_de_los_materiales) de la solución sólida y forma precipitados para impedir el movimiento de dislocación.
• El circonio forma precipitados coherentes con cobre, lo que permite el endurecimiento por precipitación.

El contenido de cromo y circonio está optimizado para maximizar la resistencia mediante el endurecimiento por precipitación y, a la vez, conservar una conductividad adecuada.

Propiedades de CuCrZr en polvo

El polvo CuCrZr ofrece una combinación excepcional de resistencia, conductividad y resistencia al calor debido a su naturaleza endurecida por precipitación. Aquí tienes algunas propiedades clave:

Propiedad	Valor
Densidad	8,8 g/cm3
Conductividad eléctrica	22 – 48% IACS
Conductividad térmica	200– 300 W/m-K
Punto de Fusión	1065¡«C
Coeficiente de dilatación térmica	16,5 x 10^-6
Módulo de Elasticidad	124 GPa
Resistencia elástica	350 – 650 MPa
Elongación	8-15%
Resistencia a la oxidación	Bien hasta 900°C

• ¿Lo tiene?Alta resistencia?provenientes del endurecimiento por precipitación a la vez que conservan una conductividad moderada. La resistencia se puede adaptar mediante el tratamiento térmico.
• Excelente conductividad?en comparación con aceros inoxidables endurecidos por precipitación debido al contenido más alto de cobre en la matriz.
• Buena resistencia al calor? con resistencia y retención de conductividad de hasta 400-500¡«C. Menos propenso al ablandamiento en comparación con otras aleaciones de Cu.
• Resistente a la oxidación y la corrosión?debido a la formación de una capa de óxido de Cr2O3 protectora.

Este perfil de propiedad único hace que CuCrZr sea adecuada para aplicaciones como electrodos de soldadura por resistencia, componentes de gestión térmica y muelles de alta temperatura.

Aplicaciones y Usos del Polvo CuCrZr

Las propiedades equilibradas de polvo de CuCrZr lo hacen adecuado para las siguientes aplicaciones:

Aplicación	Razón de uso
Electrodos de soldadura por resistencia	Alta resistencia, buena conductividad, resistencia a la deformación a altas temperaturas
Disipadores de calor y tubos de calor	Alta conductividad térmica combinada con resistencia a altas temperaturas
Contactos y conectores eléctricos	Buena conductividad, alta resistencia permite la miniaturización
Fuentes termales de alta temperatura	Retención de resistencia a altas temperaturas
Aleaciones de sellado de vidrio	Coeficiente de expansión térmica cercano al vidrio de borosilicato

• Electrodos de soldadura por resistencia?- Su excelente conductividad genera menos calor durante la soldadura, lo que permite tiempos de soldadura más rápidos. Su gran resistencia evita el agrietamiento de las puntas de los electrodos.
• Gestión térmicaSe utiliza en intercambiadores de calor, disipadores térmicos, tuberías de calor, etc., donde la alta conductividad térmica disipa calor rápidamente, manteniendo la integridad mecánica.
• Contactos eléctricos?- Puede reemplazar los contactos de cobre berilio en muchas aplicaciones debido a una fuerza superior y una conductividad similar.
• Fuentes termales de alta temperatura?- Se utiliza para resortes que funcionan hasta a 500 °C sin perder la capacidad de carga, a diferencia de los resortes de acero.
• Sellos vidrio-metal?- Su CTE coincide con el vidrio de borosilicato, lo que permite aplicaciones de sellado de vidrio de baja tensión.

La capacidad de endurecimiento por precipitación de CuCrZr permite personalizar la resistencia según los requisitos de la aplicación específica, simplemente modificando los parámetros del tratamiento térmico.

Especificaciones del polvo CuCrZr

El polvo CuCrZr está disponible en varios rangos de tamaño, Purezas y se puede personalizar según las necesidades de la aplicación. Aquí están algunas especificaciones comunes:

Especificación	Detalles
Rango de tamaños	10 - 150 micras
Pureza	Hasta 99,9%
Contenido de carbono	<100 ppm
Contenido de Oxígeno	y lt;500 ppm
Forma de las partículas	Esférica, irregular
Densidad aparente	Hasta 80% de densidad teórica
Flujo de velocidad	Hasta 25 s/50 g

• El tamaño del polvo afecta directamente la densidad y el acabado de la superficie de las piezas terminadas. Un polvo más fino produce una densidad más alta y un mejor acabado de la superficie.
• La alta pureza reduce los problemas de contaminación durante la consolidación y mejora las propiedades finales.
• El polvo atomizado con gas tiene una morfología esférica lisa ideal para la fabricación aditiva. El polvo atomizado con agua tiene una forma irregular útil para aplicaciones de prensa y sinterizado.
• La densidad aparente indica cuán apretado se puede empacar el polvo. Las densidades más altas mejoran la sinterización.
• El caudal afecta la facilidad de manejo del polvo y el llenado uniforme de la matriz en procesos de prensa y sinterizado.

Los atributos del polvo se pueden personalizar según los requisitos de la aplicación, como la distribución de partículas, la forma y la densidad aparente.

Métodos de consolidación para polvo de CuCrZr

El polvo de CuCrZr puede consolidarse en componentes totalmente densos utilizando métodos tales como:

Método de consolidación	Detalles
fabricación aditiva	Fusión selectiva por láser, Fusión por haz de electrones
Prensar y Sinterizar	Seguida de infiltración o tratamiento térmico posterior
Prensado isostático en caliente	Completa densificación de polvo encapsulado
Extrusión	Forjado de polvo mezclado con lubricantes
Sinterización por plasma de chispa	Rápida densificación usando corriente pulsada

Los métodos de fabricación aditiva como la fundición selectiva por láser y la fundición por haz de electrones se utilizan habitualmente para producir complejas piezas CuCrZr de forma neta con una microestructura fina directamente a partir del polvo.

El método de pulsación y sinterización es rentable para la producción de alto volumen, pero implica varios pasos. Las propiedades finales dependen de la temperatura de sinterización, el tiempo, la atmósfera, etc.

El prensado isostático en caliente aplica una alta presión, lo que permite una densificación completa a temperaturas más bajas. Reduce la porosidad de las piezas fabricadas mediante fabricación aditiva y mejora la vida en fatiga.

La extrusión y la sinterización por plasma por chispa son métodos alternos adecuados para geometrías más simples. El proceso de consolidación influye en la microestructura final, las propiedades y el rendimiento.

Tratamiento térmico de la aleación CuCrZr

Un beneficio clave de la aleación CuCrZr es su respuesta de endurecimiento por precipitación. Los tratamientos térmicos de disolución y envejecimiento pueden alterar significativamente su resistencia según los requisitos.

Tratamiento térmico	Detalles
Recocido de la solución	850-980 °C, enfriamiento en agua. Disuelve precipitados, ablanda aleaciones
Envejecimiento	350-500¡«C durante 1-4 horas. Controla la precipitación y el endurecimiento.
Que alivia el estrés	350 °C por 1 hora. Elimina tensiones residuales.

El recocido de solución disuelve cromo y circonio en solución sólida seguido de enfriamiento rápido para formar una solución sólida sobresaturada. El tratamiento de envejecimiento posterior nuclea finos precipitados coherentes dando como resultado endurecimiento por precipitación.

El tiempo y la temperatura de envejecimiento controlan directamente la respuesta de endurecimiento. Las temperaturas de envejecimiento más bajas y los períodos más cortos preservan la conductividad. El endurecimiento por precipitación puede triplicar la fuerza en comparación con la condición de solución.

La eliminación de tensiones ayuda a reducir las tensiones residuales de trabajos en frío o en caliente anteriores para minimizar la distorsión durante el mecanizado.

Comparación del polvo CuCrZr con alternativas

CuCrZr compite contra aleaciones como aceros inoxidables endurecidos por precipitación, cobre de berilio y alpaca:

Aleación	CuCrZr	Acero inoxidable 17-4 PH	Be-Cu	Ni-Ag
Fuerza	Excelente	Excelente	Justa	Bien
Conductividad	Bien	Pobre	Excelente	Bien
Viabilidad	Justa	Bien	Excelente	Excelente
Soldabilidad	Justa	Justa	Excelente	Bien
Coste	Moderado	Alto	Muy alto	Moderado

• Acero inoxidable 17-4PH? tiene resistencia comparable pero conductividad significativamente más baja debido al contenido más alto de C y N.
• Berilio-cobre? tiene una conductividad excelente pero niveles de resistencia inferiores. Problemas de coste y toxicidad.
• Alpaca¿Tiene buena resistencia pero temperaturas de operación más bajas? Excelente conformabilidad.
• CuCrZr? Ofrece el mejor equilibrio de fuerza, conductividad, manejabilidad y costo para muchas aplicaciones.

Para la combinación de fuerza y conductividad, CuCrZr ofrece mayor rendimiento y menor costo en comparación con los aceros inoxidables endurecidos por precipitación o las aleaciones de cobre-berilio.

Proveedores de polvo de CuCrZr

El polvo de CuCrZr es suministrado por productores especializados de polvo metálico. Aquí están algunos de los principales proveedores:

Proveedor	Atributos del polvo
Sandvik	Rango de tamaño de 10-150 Ã×m, Densidad aparente de hasta 65 %, Polvo irregular y esférico
Hoganas	Rango de tamaño 45-150 Ã×m, Densidad aparente de hasta 80%, Polvo esférico, Alta pureza
Pometon	Tamaño en el rango de 10-63 Ã ×m, Densidad aparente hasta 65 %, Polvo esférico e irregular
Polvo de CNPC	Rango de tamaño 10-150 ×m, Densidad aparente hasta 75%, Alta pureza

Varias calidades de polvo están disponibles optimizadas para manufactura aditiva, prensa y aplicaciones de sinterización o elaboradas a la medida para requisitos específicos del cliente.

Los proveedores de confianza tienen un amplio control de calidad en la producción de polvo y proporcionan certificados de fábrica con pruebas de composición del lote.

Precios del polvo CuCrZr

Como polvo de aleación especial, el CuCrZr es más costoso que los polvos de materiales estándar. Aquí hay algunos rangos de precios típicos:

Grado de polvo	Tamaño de partícula	Rango de precios
CuCrZr para FA	15-45 μm	$100-150 por kg
CuCrZr para prensado y sinterizado	45-150 ×m	$50-100 por kg
CuCrZr de alta pureza	10-45 Ä	USD 180-250 por kg

• Polvo fino por debajo de 45 micrones generalmente es mayor a $100/kg ideal para fabricación aditiva.
• Un polvo más grueso de 45-150 micrones cuesta entre $50-100/kg aptos para la ruta de prensado y sinterizado.
• El polvo de alta pureza (>99.9%) previsto para aplicaciones críticas alcanza precios elevados por encima de 180 USD por kg.
• La reducción del contenido de oxígeno y carbono mejora la consolidación y las propiedades finales.
• Los precios varían de acuerdo con la cantidad, el rango de tamaño y el nivel de calidad del polvo.

Los descuentos por volumen de 1 kg a varias toneladas pueden negociarse con los proveedores. El polvo de alta pureza con distribución del tamaño de partículas controlada atrae precios más altos.

Polvo de CuCrZr: salud y seguridad

Como la mayoría de los polvos metálicos, el polvo CuCrZr requiere un manejo cuidadoso para minimizar los riesgos para la salud y la seguridad:

Peligro	Precauciones	EPI
Contacto visual	Evite el contacto directo. No se frote los ojos después de la exposición. En caso de contacto, enjuáguese con agua.	Gafas de seguridad
Contacto con la piel	Evite el contacto directo. Lave las zonas afectadas a conciencia con agua y jabón.	Guantes
Inhalación	Evite respirar el polvo del polvo de talco. Asegúrese de que haya ventilación adecuada.	Respiradores aprobados
Ingestión	Evite el contacto manual. Lávese las manos después de manipular.	–
Fuego	Use arena seca para extinguir el fuego de polvo metálico. No use agua.	Equipo de seguridad contra incendios

• Use EPP – gafas, guantes y mascarilla para minimizar el contacto al manipular el polvo.
• Practica una buena higiene después de trabajar con polvo.
• Evitar la acumulación de polvo en las superficies.
• Almacenar contenedores sellados en áreas frías y secas lejos de fuentes de encendido.

Para mayor información de seguridad, consulte la SDS. Obtenga asistencia médica si la exposición produce irritación. Tener protocolos de seguridad adecuados minimiza riesgos al manipular polvo de CuCrZr.

Inspección y prueba del polvo CuCrZr

Para garantizar alta calidad y consistencia, el polvo de CuCrZr debe inspeccionarse y probarse con el fin de:

Parámetro	Método	Especificación
Composición química	XRF, química húmeda	Conformidad con contenido específico de Cu, Cr y Zr
Distribución de granulometría	Difracción láser, tamizado	Tamaño medio, D10, D90 dentro del rango especificado
Morfología del polvo	Imágenes SEM	Forma esférica, satélites mínimos para polvo AM
Densidad aparente	Flujómetro de efecto Hall	Como se indica para la solicitud
Flujo de velocidad	Flujómetro de efecto Hall	Como se indica para la solicitud
Impurezas	ICP, análisis LECO	Bajo contenido de oxígeno y nitrógeno

Las pruebas adecuadas de control de calidad del proceso y la inspección final garantizan que el polvo cumpla con los atributos químicos, físicos y morfológicos requeridos para la aplicación prevista. Tanto el productor de polvo como el usuario deben implementar pruebas de rutina.

Preguntas frecuentes

P. ¿Para qué se utiliza la aleación de CuCrZr?

A. CuCrZr se usa en aplicaciones que requieren alta resistencia combinada con buena conductividad eléctrica y térmica, como electrodos para soldadura de resistencia, disipadores de calor y resortes para altas temperaturas.

P: ¿Cómo se fabrica el polvo de CuCrZr?

A. El CuCrZr se produce mediante atomización de gas o de agua de la aleación fundida para crear finas partículas de polvo esféricas o irregulares dimensionadas de manera óptima para la fabricación aditiva (AM) o el prensado y sinterizado.

P. ¿Qué afecta las propiedades de las piezas de CuCrZr?

A. Las propiedades dependen de la composición, calidad del polvo, método y parámetros de consolidación, tratamiento térmico y microestructura. La capacidad de endurecimiento por precipitación del CuCrZr también permite la personalización de la resistencia.

P. ¿Cuál es la diferencia entre el polvo de CuCrZr atomizado por gas y atomizado por agua?

A. El polvo atomizado con gas tiene una morfología esférica ideal para el procesamiento AM, mientras que el polvo atomizado con agua tiene una forma irregular adecuada para la aplicación de prensado y sinterizado.

Q. ¿La aleación de CuCrZr necesita tratamiento térmico?

Sí, los tratamientos térmicos de solución y envejecimiento permiten optimizar la resistencia y la conductividad controlando la precipitación en la microestructura de la aleación.

P. ¿Cuál es el precio típico del polvo de CuCrZr?

A. El polvo de CuCrZr oscila entre $50/kg para grado de prensa y sinterización y $250/kg para polvo de AM de alta pureza. Las fracciones de tamaño más fino y una mayor pureza aumentan el costo.