Proszek CuCrZr

Omówienie CuCrZr w formie proszku

Proszek CuCrZr jest proszkiem stopowym składającym się z miedzi (Cu), chromu (Cr) i cyrkonu (Zr). Oferuje wyjątkowe połączenie właściwości, które sprawiają, że nadaje się do zastosowań o wysokiej wydajności, wymagających wysokiej wytrzymałości, dobrej przewodności i odporności na zmiękczanie w podwyższonych temperaturach.

Skład Proszku CuCrZr

CuCrZr jest stopem utwardzanym przez wydzielenie, co oznacza, że jego wysoka wytrzymałość pochodzi z koherentnych wydzieleń powstałych w metalowej matrycy. Skład odgrywa kluczową rolę w osiągnięciu optymalnej odpowiedzi na utwardzenie wydzieleniowe. Oto typowe zakresy składu:

Element	Zakres kompozycji
Miedź (Cu)	Reszta
Chrom (Cr)	0,5-1,2 wt%
Cyrkon (Zr)	0,03 – 0,3 wt%

• Miedź tworzy macierz i zapewnia przewodnictwo termiczne i elektryczne.
• Chrom przyczynia się do wzmocnienia roztworu stałego i tworzenia wydzieleń w celu utrudnienia ruchu dyslokacji.
• Cyrkon tworzy spójne osady z miedzią, co umożliwia utwardzanie wydzieleniowe.

Zawartość chromu i cyrkonu jest zoptymalizowana, aby zmaksymalizować wytrzymałość poprzez umocnienie wydzieleniowe, a jednocześnie zachować przyzwoitą przewodność.

Właściwości proszku CuCrZr

Proszek CuCrZr ze względu na swoją wydzielającą się twardą naturę oferuje wyjątkową kombinację wytrzymałości, przewodności i odporności na ciepło. Oto kilka jego głównych właściwości:

Nieruchomość	Wartość
Gęstość	8.8 g/cm3
Przewodnictwo elektryczne	22 - 48% IACS
Przewodność cieplna	200 – 300 W/m-K
Temperatura topnienia	1065¡«C
Współczynnik rozszerzalności cieplnej	16,5 x 10<sup>-6</sup>?/¡«C
Moduł sprężystości	124 GPA
Wytrzymałość graniczna	350 – 650 MPa
Wydłużenie	8-15%
Odporność na utlenianie	Dobre do 900¡«C

• Ona/ono ma?bardzo wysoka wytrzymałość?pochodzących ze wzmocnienia wydzieleniowego przy jednoczesnym zachowaniu umiarkowanej przewodności. Wytrzymałość może być dostosowana za pomocą obróbki cieplnej.
• Doskonałe przewodnictwo?niż hartowanej wydzielinowo stali nierdzewnej z powodu większej zawartości miedzi w osnowie.
• Dobra odporność na ciepło?o wytrzymałości i przewodności aż do 400-500¡«C. Mniej podatne na zmiękczanie w porównaniu z innymi stopami Cu.
• Odporny na utlenianie i korozję? z powodu tworzenia ochronnej łuski tlenku Cr2O3.

Ten wyjątkowy profil właściwości sprawia, że CuCrZr jest odpowiedni do zastosowań takich jak elektrody do spawania oporowego, komponenty zarządzania termicznego i sprężyny wysokotemperaturowe.

Zastosowania i wykorzystanie proszku CuCrZr

Zrównoważone właściwości proszku CuCrZr czynią go odpowiednim do następujących zastosowań:

Aplikacja	Powód użytkowania
Elektrody do spawania oporowego	Wysoka wytrzymałość, dobre przewodnictwo, odporność na odkształcanie w podwyższonych temperaturach
Radiatory i Rurki Ciepła	Wysokie przewodnictwo cieplne w połączeniu z wysoką wytrzymałością temperaturową
Kontakty i złącza elektryczne	Dobra przewodność, wytrzymałość zapewnia miniaturyzację
Gorące źródła	Zachowanie wytrzymałości w podwyższonych temperaturach
Stopy uszczelniające do szkła	Ścisła zgodność CTE ze szkłem borokrzemowym

• Elektrody do spawania oporowego?- Jego doskonałe przewodnictwo generuje mniej ciepła podczas spawania umożliwiając szybsze czasy spawania. Wysoka wytrzymałość przeciwdziała powstawaniu grzybów na końcówkach elektrod.
• Zarządzanie temperaturą?- Stosowane w wymiennikach ciepła, radiatorach, rurach cieplnych itp. - wysoka przewodność cieplna szybciej usuwa ciepło i jednocześnie utrzymuje spójność mechaniczną.
• Kontakty elektryczne?- Może zastąpić styki z miedzi berylowej w wielu zastosowaniach ze względu na wyższą wytrzymałość i podobną przewodność.
• Gorące źródła?- Stosowane w sprężynach pracujących do 500¡«C bez utraty udźwigu, w przeciwieństwie do sprężyn stalowych.
• Uszczelnienia szklano-metalowe?- Jego CTE odpowiada szkłu borokrzemowemu, umożliwiając uszczelnianie szkła bez naprężeń.

Zdolność utwardzania wydzieleniowego CuCrZr umożliwia dostosowanie wytrzymałości według specyficznych wymagań aplikacji wyłącznie poprzez zmianę parametrów obróbki cieplnej.

Specyfikacja proszku CuCrZr

Proszek CuCrZr jest dostępny w różnych zakresach rozmiarów, czystości i może być dostosowany do potrzeb aplikacji. Oto kilka typowych specyfikacji:

Specyfikacja	Szczegóły
Zakres rozmiarów	10-150 mikronów
Czystość	Do 99,9%
Zawartość węgla	<100 ppm
Zawartość tlenu	<500 ppm
Kształt cząstki	Kulisty, nieregularny
Gęstość Nasypowa	do 80% teoretycznej gęstości
Szybkość przepływu	Do 25 s/50 g

• Wielkość proszku bezpośrednio wpływa na gęstość i wykończenie powierzchni gotowych części. Mniejszy proszek powoduje wyższą gęstość i lepsze wykończenie powierzchni.
• Wysoka czystość ogranicza problemy z zanieczyszczeniami podczas konsolidacji i poprawia właściwości końcowe.
• Proszek atomizowany gazem ma gładką, kulistą morfologię, która jest idealna do wytwarzania przyrostowego. Proszek atomizowany wodą ma nieregularny kształt, który przydaje się do zastosowań prasowania i spiekania.
• Gęstość nasypowa wskazuje, jak ciasno proszek może być ubity. Większe gęstości polepszają spiekanie.
• Prędkość przepływu wpływa na łatwość obsługi proszku i jednolitych wypełnień matrycy w procesie prasowania i spiekania.

Atrybuty proszku można dostosować, takie jak rozkład wielkości cząstek, kształt, gęstość pozorna itp. zgodnie z wymogami aplikacji.

Metody konsolidacji proszku CuCrZr

Proszek CuCrZr może zostać skonsolidowany w pełni zagęszczone komponenty przy użyciu takich metod, jak:

Metoda Konsolidacji	Szczegóły
wytwarzanie przyrostowe	Selektywne topienie laserowe, topienie wiązką elektronów
Prasowanie i spiekanie	Następnie infiltracji i dalszej obróbce cieplnej
Gorące prasowanie izostatyczne	Pełne zagęszczenie enkapsulowanego proszku
Ekstruzja	Kucie proszków z dodatkiem środków poślizgowych
Spiekanie plazmowe iskier	Szybkie zagęszczanie przy pomocy prądu pulsacyjnego

Metody wytwarzania przyrostowego, takie jak selektywne topienie laserowe i topienie wiązką elektronów, są powszechnie stosowane do produkcji złożonych elementów CuCrZr o docelowym kształcie i drobnej mikrostrukturze bezpośrednio z proszku.

Metoda prasowania i spiekania jest ekonomiczna przy produkcji wielkoseryjnej, ale obejmuje wiele etapów. Ostateczne właściwości zależą od temperatury spiekania, czasu, atmosfery itp.

Gorące prasowanie izostatyczne stosuje wysokie ciśnienie umożliwiające pełne zagęszczenie w niższych temperaturach. Zmniejsza ono porowatość w dodatkowo wytwarzanych częściach i poprawia trwałość zmęczeniową.

Ekstruzja i spiekanie plazmowe iskrami to alternatywne metody odpowiednie do prostszych geometrii. Proces konsolidacji wpływa na ostateczną mikrostrukturę, właściwości i wydajność.

Obróbka cieplna stopu CuCrZr

Kluczową zaletą stopu CuCrZr jest jego odpowiedź na utwardzanie poprzez wydzielanie. Obróbki cieplne rozpuszczania i starzenia mogą znacząco zmienić jego wytrzymałość zgodnie z wymaganiami:

Obróbka Cieplna	Szczegóły
Wyżarzanie roztworu	850-980¡«C, hartowanie wodne. Rozpuszcza wydzielenia, zmiękcza stop
Starzenie się	350-500¡«C na 1-4 godziny. Kontroluje opady i twardnienie.
Relaksujące	350¡«C przez 1 godzinę. Usuwa naprężenia szczątkowe.

Wyżarzanie w roztworze rozpuszcza w roztworze ciał stałych chrom i cyrkon, a następnie nastąpi hartowanie w celu utworzenia przesyconego roztworu ciał stałych. Następna obróbka starzenia wyodrębnia drobne, zwarte osady, co prowadzi do utwardzania wydzieleniowego.

Czas starzenia i temperatura mają bezpośredni wpływ na twardość uzyskanego materiału. Niższa temperatura starzenia i krótszy czas pozwalają zachować przewodność. Hartowanie wydzieleniowe może spowodować trzykrotny wzrost wytrzymałości w porównaniu do stanu roztworu.

Łagodzenie naprężeń pomaga zmniejszyć naprężenia szczątkowe wskutek poprzedniej pracy na zimno lub na gorąco, by minimalizować zniekształcenia w trakcie obróbki mechanicznej.

Porównanie proszku CuCrZr z alternatywami

CuCrZr konkurować przeciwko takim stopom jak stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo, beryl miedź i srebro niklowe:

Stop	CuCrZr	17-4PH SS	Be-Cu	Ni-Ag
Siła	Wyśmienicie	Wyśmienicie	Uczciwa	Dobrze
Przewodność	Dobrze	Biedny	Wyśmienicie	Dobrze
Praktyczność	Uczciwa	Dobrze	Wyśmienicie	Wyśmienicie
Zdatność spawalnicza	Uczciwa	Uczciwa	Wyśmienicie	Dobrze
Koszt	Średnia	Wysoki	Bardzo wysokie	Średnia

• 17-4PH Stal nierdzewna?ma porównywalną wytrzymałość, ale znacznie niższą przewodność ze względu na wyższą zawartość Cr i Ni.
• Miedź berylowa?ma doskonałą przewodność, ale niższe poziomy wytrzymałości. Kosztowne i toksyczne.
• Nowe srebro?posiada dobrą wytrzymałość, ale niższe temperatury robocze. Doskonała podatność na kształtowanie.
• CuCrZr?oferuje najlepszą równowagę wytrzymałości, przewodności, obrabialności i kosztów dla wielu zastosowań.

CuCrZr zapewnia lepsze właściwości i niższy koszt w porównaniu do utwardzanych wydzieleniowo stali nierdzewnych lub stopów miedzi berylowej, łącząc wytrzymałość z przewodnością.

Dostawcy proszków CuCrZr

Proszek CuCrZr dostarczają specjaliści produkujący proszki metalowe. Oto najwięksi dostawcy:

Dostawca	Atrybuty proszków
Sandvik	Zakres wielkości 10-150 ×m, Gęstość pozorana do 65%, Proszek nieforemny i kulisty
Hoganas	Zakres wielkości 45–150 Ã×m, Gęstość właściwa do 80%, Proszek sferyczny, Wysoka czystość
Pometony	Zakres rozmiarów 10–63 Ã×m, Gęstość pozorowana do 65%, Proszek kulisty i nieregularny
CNPC Powder	Zakres wielkości 10-150 Ã×m, Gęstość pozorna do 75%, Wysoka czystość

Oferowane są rozmaite rodzaje proszków zoptymalizowane pod kątem produkcji addytywnej, zastosowań związanych z prasowaniem i spiekaniem lub dostosowane do określonych wymagań klienta.

Znani producenci mają rozległą kontrolę jakości w produkcji proszku i dostarczają certyfikaty z mołyna ze sprawdzonymi partiami składu.

Ceny proszku CuCrZr

Jako sproszkowany stop specjalny CuCrZr jest droższy niż standardowe materiały proszkowe. Oto niektóre typowe zakresy cenowe:

Granulacja proszku	Wielkość cząstek	Przedział cenowy
CuCrZr do AM	15-45 µm	100-150 zł za kg
CuCrZr dla prasowania i spiekania	45—150 Öm	50-100 za kg
Wysoko czysty CuCrZr	10-45 ×m	180-250 zł za kg

• Drobny proszek o wielkości poniżej 45 mikronów kosztuje ponad 100 USD za kilogram i dobrze nadaje się do produkcji addytywnej.
• Grubszy proszek kosztuje 45-150 mikronów 50-100 USD/kg pasuje do trasy prasy i spiekania.
• Proszek o wysokiej czystości (>99,9%) przeznaczony do zastosowań o kluczowym znaczeniu osiąga ceny na poziomie powyżej 170 €/kg.
• Zmniejszenie zawartości tlenu i węgla poprawia konsolidację i końcowe właściwości.
• Ceny różnią się w zależności od ilości, zakresu rozmiarów, poziomu jakości proszku.

Zniżki od 1 kg do wielu ton można negocjować z dostawcami. Proszek o wysokiej czystości z kontrolowanym rozkładem wielkości cząstek wymaga wyższych cen.

Proszek CuCrZr: Zdrowie i Bezpieczeństwo

Jak większości metalicznych proszków, proszek CuCrZr wymaga ostrożnego obchodzenia, aby zminimalizować zagrożenia dla zdrowia i bezpieczeństwa:

Niebezpieczeństwo	Środki ostrożności	ŚOI
Kontakt wzrokowy	Unikaj kontaktu bezpośredniego. Nie pocieraj oczu po narażeniu. Spłucz wodą w razie kontaktu.	Okulary ochronne
Kontakt ze skórą	Unikaj bezpośredniego kontaktu. Dokładnie umyj dotknięte miejsca mydłem i wodą.	Rękawiczki
Wdychanie	Unikaj wdychania pyłu proszkowego. Zapewnij, że urządzenie jest odpowiednio wentylowane.	Zatwierdzone respiratory
Spożycie	Unikaj kontaktu dłoni z ustami. Umyj ręce po dotykaniu.	–
Ogień	Gaszenie ognia sproszkowanego metalu suchym piaskiem. Nie używać wody.	Sprzęt przeciwpożarowy

• Noś środki ochrony osobistej (PPE) – okulary ochronne, rękawice, respirator podczas obsługiwania prochu, aby zminimalizować kontakt.
• Zachowaj dobrą higienę po pracy z proszkiem.
• Unikaj osadzania się pyłu na powierzchniach.
• Przechowuj zamknięte pojemniki w chłodnym, suchym miejscu z dala od źródeł zapłonu.

Aby uzyskać pełne informacje dotyczące bezpieczeństwa, zapoznaj się z kartą charakterystyki. W przypadku wystąpienia podrażnienia wskutek zadziałania środka, należy uzyskać pomoc lekarską. Posiadanie odpowiednich protokołów bezpieczeństwa minimalizuje ryzyko w przypadku obchodzenia się z proszkiem CuCrZr.

Kontrola i testy proszku CuCrZr

Aby zagwarantować wysoką jakość i spójność, proszek CuCrZr należy zbadać i przetestować pod kątem:

Parametr	Metoda	Specyfikacja
Skład chemiczny	XRF, chemia mokra	Zgodność ze określoną zawartością Cu, Cr i Zr
Rozpiętość wielkości cząsteczek	Dyfrakcja laserowa, przesiewanie	Średni rozmiar, D10, D90 w określonym zakresie
Morfologia proszku	Mikroskopia SEM	Kształt sferyczny, minimalne satelity do proszku AM
Gęstość Nasypowa	Przepływomierz halowy	Zgodnie z wymaganiami aplikacji
Szybkość przepływu	Przepływomierz halowy	Zgodnie z wymaganiami aplikacji
Zanieczyszczenia	ICP, analiza LECO	Niski poziom tlenu i azotu

Właściwe test QC w trakcie produkcji oraz końcowa inspekcja gwarantują, że proszek spełni chemiczne, fizyczne i morfologiczne atrybuty wymagane dla przeznaczonego zastosowania. Testy rutynowe powinny być wdrażane zarówno przez producenta proszku, jak i użytkownika końcowego.

Często zadawane pytania (FAQ)

Q. Do czego służy stop CuCrZr?

A. CuCrZr jest stosowany w aplikacjach, które wymagają wysokiej wytrzymałości połączonej z dobrą przewodnością elektryczną i cieplną, takich jak elektrody do spawania oporowego, radiatory i sprężyny wysokotemperaturowe.

Q. Jak powstaje proszek CuCrZr?

A. CuCrZr jest produkowany poprzez atomizację gazową lub atomizację wodną stopionego stopu, aby stworzyć drobne sferyczne lub nieregularne cząsteczki proszku o optymalnej wielkości do zastosowania w AM lub prasie i spiekaniu.

Q. Jakie czynniki wpływają na właściwości elementów CuCrZr?

A. Właściwości zależą od składu, jakości proszku, metody konsolidacji i parametrów, obróbki cieplnej i mikrostruktury. Zdolność utwardzania wydzielinowego CuCrZr umożliwia również dostosowanie wytrzymałości.

Q. Jaka jest różnica między sproszkowanym stopem CuCrZr atomizowanym gazem, a sproszkowanym stopem CuCrZr atomizowanym wodą?

A. Atomizowana gazem zawiera proszek o sferycznej morfologii, idealnej do przetwarzania AM, podczas gdy atomizowana wodą zawiera proszek o nieregularnym kształcie, który nadaje się do zastosowania prasy i spiekania.

Pytanie. Czy CuCrZr wymaga obróbki cieplnej?

A. Tak, procesy obróbki cieplnej polegające na wyżarzaniu zmiękczającym i starzeniu pozwalają na optymalizację wytrzymałości i przewodności poprzez kontrolowanie wydzieleń w mikrostrukturze stopu.

Q. Jaka jest typowa cena proszku CuCrZr?

Proszek CuCrZr kosztuje od 50 USD/kg za gatunek do prasowania i spiekania do 250 USD/kg za wysoką czystość gatunku do wytwarzania dodatkowego. Mniejsze frakcje i większa czystość zwiększają cenę.