CuCrZr-poeder

CuCrZr poeder overzicht

CuCrZr-poeder is een legering poeder dat bestaat uit koper (Cu), chroom (Cr) en zirkonium (Zr). Het biedt een unieke combinatie van eigenschappen die het geschikt maken voor toepassingen met hoge prestaties die een hoge sterkte, goede geleidbaarheid en weerstand tegen verzachting bij verhoogde temperaturen vereisen.

Samenstelling van CuCrZr-poeder

CuCrZr is een neerslaghardende legering, wat betekent dat zijn grote stevigheid afkomstig is van samenhangende precipitaten die zijn gevormd in de metaalmatrix. De samenstelling speelt een belangrijke rol bij het bereiken van een optimale neerslaghardende respons. Dit zijn de typische samenstellingsbereiken:

Element	Samenstellingsbereik
Koper (Cu)	Rest
Chroom (Cr)	0,5 - 1,2 gew%
Zirkonium (Zr)	0.03 tot 0,3 gew%

• Koper vormt de matrix en biedt thermische en elektrische geleidbaarheid.
• Chroom draagt bij aan de sterkte van de vaste oplossing en vormt neerslagen om de beweging van dislocaties te belemmeren.
• Zirkonium vormt samenhangende precipitaten met koper, waardoor precipitatieharding mogelijk wordt.

De toevoeging van chroom en zirkonium wordt geoptimaliseerd om de sterkte te maximaliseren, door middel van neerslagverharding, terwijl het toch een acceptabele geleidbaarheid behoudt.

Eigenschappen van CuCrZr-poeder

CuCrZr-poeder biedt een uitzonderlijke combinatie van sterkte, geleidbaarheid en hittebestendigheid dankzij de uitscheidingsgeharde aard. Hier volgen enkele belangrijke eigenschappen:

Onroerend goed	Waarde
Dichtheid	8,8 g/cm3
Elektrische geleidbaarheid	22 – 48% IACS
Thermische geleidbaarheid	200 - 300 W/m-K
Smeltpunt	1065¡«C
Coëfficiënt van thermische uitzetting	16,5 x 10^(-6)?/¡«C
Elasticiteitsmodulus	124 GPa
Rekgrens	350-650 MPa
Verlenging	8-15%
Oxidatiebestendigheid	Goed tot 900¡«C

• Heeft het dat?hoge sterkte?verkregen door precipitatieverharding terwijl het toch een matige geleidbaarheid behouden. De sterkte kan op maat worden gemaakt via warmtebehandeling.
• Uitstekende geleidbaarheid? vergeleken met neerslaggeharde roestvast stalen door een hoger kopergehalte in de matrix.
• Goede warmtebestendigheid?met stevigheid en geleidbaarheid tot wel 400-500¡«C behoudend. Minder gevoelig voor vervorming vergeleken met andere Cu-legeringen.
• Bestand tegen oxidatie en corrosie?Door de vorming van een beschermende Cr2O3 oxideschaal.

Dit unieke eigenschapsprofiel maakt CuCrZr geschikt voor toepassingen als weerstandlaselektroden, thermisch beheersonderdelen en veren voor hoge temperaturen.

Toepassingen en gebruik van CuCrZr-poeder

De gebalanceerde eigenschappen van CuCrZr-poeder voor de volgende toepassingen:

Applicatie	Reden voor gebruik
Electrodes voor weerstandlassen	Hoge sterkte, goede geleidbaarheid, weerstand tegen vervorming bij hoge temperaturen
Koelingsplaten en warmtepijpen	Hoge thermische geleidbaarheid gecombineerd met hoge temperatuurbestendigheid
Elektrische contacten en connectoren	Goed geleidingsvermogen, hoge sterkte verzekert miniaturisatie
Hoge temperatuur bronnen	Behoud van sterkte bij verhoogde temperaturen
Glasafdichtingslegeringen	Dichtheidsaanpassing van de CTE met borosilicaatglas

• Electrodes voor weerstandlassen?- De uitstekende geleidbaarheid genereert minder warmte tijdens het lassen, waardoor er kortere lastijden kunnen worden gehanteerd. De hoge sterkte voorkomt het vergroten van elektrodetips.
• Thermisch beheer??- Wordt gebruikt in warmtewisselaars, warmteafvoerders en warmtepijpen, waar een hoge warmtegeleidbaarheid warmte snel afvoert, terwijl de mechanische integriteit behouden blijft.
• Elektrische contacten?- Kan beryllium koper contacten vervangen in veel toepassingen vanwege superieure sterkte en vergelijkbare geleidbaarheid.
• Hoge temperatuur bronnen?- Gebruikt voor veren die tot 500¡«C werken zonder laadvermogen te verliezen in tegenstelling tot stalen veren.
• Glas-metaalafdichtingen?- Het CTE komt overeen met dat van borosilicaatglas, waardoor toepassingen met een lage glasafdichtingsbelasting mogelijk zijn.

De neerslagoverhardingscapaciteit van CuCrZr maakt het mogelijk om de sterkte aan te passen aan de specifieke toepassingsvereisten, eenvoudigweg door de parameters van de warmtebehandeling te wijzigen.

Specificaties voor CuCrZr poeder

CuCrZr-poeder is verkrijgbaar in diverse afmetingen en zuiverheidsniveaus en kan worden aangepast aan de behoeften van elke toepassing. Hier zijn enkele algemene specificaties:

Specificatie	Details
Groottebereik	10 - 150 micron
Zuiverheid	Tot 99,9%
Koolstofgehalte	<100 ppm
Zuurstofgehalte	<500 ppm
Vorm van deeltjes	Sferisch, onregelmatig
Schijnbare dichtheid	Tot 80% van theoretische dichtheid
Debiet	Tot 25 s/50 g

• De poedergrootte beïnvloedt direct de dichtheid en oppervlakteawerking van afgewerkte onderdelen. Finer poeder produceert een hogere dichtheid en betere oppervlakteawerking.
• Een hoge zuiverheid vermindert contaminatieproblemen tijdens consolidatie en verbetert de uiteindelijke eigenschappen.
• Met gas verneveld poeder heeft een gladde bolvormige morfologie, ideaal voor additieve productie. Met water verneveld poeder heeft een onregelmatige vorm die nuttig is voor pers- en sintertoepassingen.
• Schijnbare dichtheid geeft aan hoe strak poeder kan worden verpakt. Hogere dichtheden verbeteren het sinteren.
• Het debiet heeft invloed op de gemakkelijke poederbehandeling en uniforme matrijsvulling in het pers- en sinterproces.

Poederkenmerken kunnen naar wens worden aangepast, zoals de verdeling van de deeltjesgrootte, vorm, schijnbare dichtheid etc. Dit is afgestemd op toepassingseisen.

Consolidatiemethoden voor CuCrZr-poeder

CuCrZr-poeder kan worden geconsolideerd in volledig dichte componenten met behulp van methoden zoals:

Methode voor consolidatie	Details
additive manufacturing	Selectief laser smelten, elektronenbundel smelten
Persen en Sinteren	Vervolgd door infiltratie of verdergaande warmtebehandeling
Hot isost statisch persen	Volledige verdichting van ingekapseld poeder
Extrusie	Het smeden van poeder dat gemengd is met glijmiddelen
Plasma-ondersteunend sinteren	Snelle verdichting door gebruik van pulsstroom

Additieve fabricagemethoden zoals selective laser melting en electron beam melting worden veelal gebruikt om complexe CuCrZr-onderdelen met een nauwkeurige vorm en met een fijne microstructuur rechtstreeks uit poeder te produceren.

Persen en sinteren is voordelig voor grote productievolume maar omvat meerdere stappen. Eindeigenschappen zijn afhankelijk van sintertemperatuur, tijd, atmosfeer etc.

Heet isostatisch persen gebruikt hoge druk om volledige verdichting bij lagere temperaturen toe te passen. Het reduceert porositeit in additief gemaakte onderdelen en verbetert de levensduur van vermoeidheid.

Extrusion en Spark Plasma Sinteren zijn alternatieve methodes geschikt voor simplere geometrieën. Het consolidatieproces beïnvloedt de uiteindelijke microstructuur, eigenschappen en prestaties.

Warmtebehandeling van CuCrZr-legering

Een belangrijke voordeel van de CuCrZr-legering is zijn precipitatiehardingsreactie. Oplossend en verouderend warmtebehandelingen kunnen zijn sterkte aanzienlijk aanpassen op basis van eisen:

Warmtebehandeling	Details
Annealing voor oplossingen	850-980¡«C, blussen in water. lost oplossen, verzacht legering.
Ouder worden	350-500¡«C gedurende 1-4 uur. Regeleert precipitatie en uitharding.
Stressverlagend	350 °C gedurende 1 uur. Het restant aan spanning wegnemen.

Oplosgloeien lost chroom en zirkonium op in een vaste oplossing, gevolgd door snelle afschrikking om een oververzadigde vaste oplossing te vormen. Een daaropvolgende verouderingbehandeling initialiseert fijne samenhangende precipitaten wat resulteert in precipitatieverharding.

Verouderingstijd en temperatuur beheersen rechtstreeks de hardingsreactie. Lagere verouderingstemperatuur en kortere tijden behouden de geleidbaarheid. Neerslagharden kan de sterkte verdrievoudigen in vergelijking met de oplossingstoestand.

Stressarm verlicht de residuale spanningen in voorafgaand koud- of warm bewerkte onderdelen om vervormingen tijdens de bewerking te minimaliseren.

Vergelijking van CuCrZr-poeder met alternatieven

CuCrZr is een concurrent voor legeringen zoals neerslaggehardroogde roestvrije staalsoorten, berylliumkoper en nikkelzilver:

Legering	CuCrZr	17-4PH SS	Be-Cu	Ni-Ag
Kracht	Uitmuntend	Uitmuntend	Redelijk	Goed
Geleidbaarheid	Goed	Slecht	Uitmuntend	Goed
Bewerkbaarheid	Redelijk	Goed	Uitmuntend	Uitmuntend
Lasbaarheid	Redelijk	Redelijk	Uitmuntend	Goed
Kosten	Gewoonlijk	Hoog	Heel hoog	Gewoonlijk

• Roestvast staal 17-4PH?heeft vergelijkbare sterkte, maar significant lagere geleidbaarheid vanwege een hoger Cr- en Ni-gehalte.
• Berylliumkoper?heeft een uitstekende geleidbaarheid maar lagere sterkte. Duur en toxiciteitsproblemen.
• Nikkelsilver?heeft een goede sterkte maar heeft lagere bedrijfstemperaturen. Uitstekende vervormbaarheid.
• CuCrZr?Biedt voor veel toepassingen de beste balans tussen sterkte, geleidbaarheid, bewerkbaarheid en kost

Voor een combinatie van sterkte en geleidbaarheid biedt CuCrZr betere prestaties en lagere kosten in vergelijking met neerslaggeharde roestvrijstalen of beryllium koperlegeringen.

Leveranciers van CuCrZr-poeder

CuCrZr poeder wordt geleverd door gespecialiseerde metaalpoederfabrikanten. Dit zijn enkele van de belangrijkste leveranciers:

Provider	Poedereigenschappen
Sandvik	Maatbereik 10-150 Ã×m, Schijnbare dichtheid maximaal 65%, Ongregelmatig en bolvormig poeder
Hoganas	Groottebereik 45-150 Ã×m, Schijnbare dichtheid tot 80%, Bolvormig poeder, Hoge zuiverheid
Pometon	Omvang 10-63 Ãx µm, Schijnbare dichtheid tot 65%, Bolvormig en onregelmatig poeder
CNPC Powder	Maatbereik 10-150 µm, Schijnbare dichtheid tot 75%, Hoge zuiverheid

Verschillende poederkwaliteiten zijn beschikbaar, geoptimaliseerd voor additieve productie-, pers- en sintertoepassingen, of afgestemd op specifieke klantvereisten.

Betrouwbare leveranciers hebben een uitgebreide kwaliteitscontrole op de poederproductie en leveren molencertificaten met bewijs van de samenstelling van de batch.

CuCrZr Poederprijzen

CuCrZr als specialistisch legeringpoeder is duurder dan standaardmateriaalpoeders. Hier zijn enkele typische prijsbereiken:

Poederklasse	Deeltjesgrootte	Prijsbereik
CuCrZr voor additieve fabricage	15-45 ∈m	100-150 euro per kg
CuCrZr voor Persen & Sinteren	45-150 ×m	$ 50-100 per kg
Hoge zuiverheid CuCrZr	10-45 nm	$180-250 per kg

• Fijn poeder onder 45 micron kost meestal meer dan $ 100 / kg, ideaal voor additieve productie.
• Grover poeder 45-150 microns kosten $50-100/kg en zijn geschikt voor pers- en sinterroutes.
• Poeder met hoge zuiverheid (>99,9%) dat bedoeld is voor kritische toepassingen is prijzig; meer dan $180/kg.
• Door het zuurstof- en koolstofgehalte te verlagen worden de consolidatie en de uiteindelijke eigenschappen verbeterd.
• De prijzen variëren afhankelijk van de hoeveelheid, het bereik van de grootte, het kwaliteitsniveau van het poeder.

Voor hoeveelheden van 1 kg tot tonnen kunnen volumekortingen met leveranciers worden onderhandeld. Hooggereinigde poeder met gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling trekt een hogere prijs aan.

CuCrZr-poeder: gezondheid en veiligheid

CuCrZr-poeder moet, net als de meeste metaalpoeders, met zorg worden behandeld om gezondheids- en veiligheidsrisico's tot een minimum te beperken:

Gevaar	Voorzorgsmaatregelen	PBM
Oogcontact	Vermijd direct contact. Niet in de ogen wrijven na blootstelling. Spoel met water bij contact.	Veiligheidsbril
Huidcontact	Vermijd direct contact. Was de aangetaste plaatsen grondig met water en zeep.	Handschoenen
Inhalatie	Inhaleer geen poederstof. Zorg voor voldoende ventilatie.	Gecertificeerde beademingsapparaten
Inname	Vermijd contact met de mond. Was de handen na het gebruik.	–
Vuur	Gebruik droog zand om metaalpoederbranden te blussen. Gebruik geen water.	Brandveiligheidsuitrusting

• Draag persoonlijke beschermingsmiddelen – veiligheidsbril, handschoenen, ademhalingsmasker bij het hanteren van poeder om contact te minimaliseren.
• Houd je aan goede hygiënevoorschriften na het werken met poeder.
• Voorkom ophoping van poeder op oppervlakken
• Bewaar gesloten verpakkingen op een koele, droge plaats, verwijderd van ontstekingsbronnen.

Raadpleeg het SDS voor volledige veiligheidsinformatie. Zoek medische hulp als blootstelling irritatie veroorzaakt. Het hebben van de juiste veiligheidsprotocollen minimaliseert risico's bij het hanteren van CuCrZr poeder.

Inspectie en beproeving van CuCrZr-poeder

Om een hoge kwaliteit en consistentie te garanderen, moet CuCrZr-poeder worden gecontroleerd en getest op:

Parameter	Methode	Specificatie
Chemische samenstelling	XRF, natte chemie	Conformiteit aan het gespecificeerde Cu, Cr en Zr-gehalte
Particle size distribution	Laserdiffractie, zeven	Mediane grootte, D10, D90 binnen opgegeven bereik
Poedermorfologie	SEM-beeldvorming	Sferische vorm, minimale satellieten voor AM-poeder
Schijnbare dichtheid	Hall flowmeter zou vertaald kunnen worden als "Hall stroommeter" in het Nederlands.	Zoals aangegeven voor toepassing
Debiet	Hall flowmeter zou vertaald kunnen worden als "Hall stroommeter" in het Nederlands.	Zoals aangegeven voor toepassing
Onzuiverheden	ICP, LECO-analyse	Laag gehalte aan zuurstof en stikstof

De juiste kwaliteitscontrole tijdens het proces en de afsluitende inspectie garandeert dat het poeder voldoet aan de chemische, fysieke en morfologische kenmerken die vereist zijn voor de desbetreffende toepassing. Zowel de producent als de gebruiker van het poeder zouden routinematig testen moeten uitvoeren.

FAQ's

Q. Waar wordt de CuCrZr-legering gebruikt?

A. CuCrZr wordt gebruikt in toepassingen die een hoge sterkte gecombineerd met een goede elektrische en thermische geleidbaarheid vereisen, zoals weerstandlas-elektroden, koellichamen en veren voor hoge temperaturen.

V. Hoe wordt CuCrZr-poeder geproduceerd?

A. CuCrZr wordt geproduceerd via gas- of wateratomisatie van het gesmolten metaal om fijne sferische of onregelmatige poederdeeltjes te maken die de optimale grootte hebben voor gebruik in additieve productie of persen en sinteren.

V. Welke factoren beïnvloeden de eigenschappen van CuCrZr-onderdelen?

A. Eigenschappen hangen af van samenstelling, poederkwaliteit, consolidatiemethode en -parameters, warmtebehandeling en microstructuur. Het neerslagharden van CuCrZr maakt het ook mogelijk om de sterkte aan te passen.

V. Wat is het verschil tussen met gas en water verneveld CuCrZr poeder?

A. Gasgeatomiseerd poeder heeft een sferische morfologie ideaal voor AM-bewerking, terwijl watergeatomiseerd poeder een onregelmatige vorm heeft die geschikt is voor pers- en sintertoepassingen.

Q. Is een warmtebehandeling van CuCrZr-legering noodzakelijk?

A. Ja, oplossingsgloeien en temperen zijn warmtebehandelingen die het mogelijk maken om de sterkte en geleidbaarheid te optimaliseren door de precipitatie in de microstructuur van de legering te beheersen.

Q. Wat is de normale prijs voor CuCrZr poeder?

A. CuCrZr-poeder varieert van $ 50/kg voor pers- en sinterklasse tot $ 250/kg voor AM-poeder met een hoge zuiverheid. Fijnere fracties en een hogere zuiverheid verhogen de kosten.