Pó de CuCrZr

Visão geral do Pó CuCrZr

O pó CuCrZr é um pó de liga composto de cobre (Cu), cromo (Cr) e zircônio (Zr). Ele oferece uma combinação única de propriedades que o torna adequado para aplicações de alto desempenho que exigem alta resistência, boa condutividade e resistência ao amolecimento em temperaturas elevadas.

Composição do CuCrZr em Pó

CuCrZr é uma liga endurecida por precipitação, o que significa que sua alta resistência vem de precipitados coerentes formados na matriz metálica. A composição desempenha um papel fundamental para obter uma resposta ideal de endurecimento por precipitação. Aqui estão as faixas de composição típicas:

Elemento	Faixa de Composição
Cobre (Cu)	Resto
Cromo (Cr)	0,5 - 1,2 % em peso
Zircônio (Zr)	0,03 - 0,3 wt%

• O cobre forma a matriz e fornece condutividade térmica e elétrica.
• O cromo contribui para o fortalecimento da solução sólida e forma precipitados para impedir o movimento de deslocamento.
• O zircônio forma precipitados coerentes com o cobre permitindo o endurecimento por precipitação.

O teor de cromo e zircônio foi otimizado para maximizar a resistência através de endurecimento por precipitação, ainda mantendo condutividade decente.

Propriedades CuCrZr em Pó

O pó de CuCrZr oferece uma combinação excepcional de resistência, condutividade e resistência ao calor devido à sua natureza endurecida por precipitação. Aqui estão algumas das principais propriedades:

Propriedade	Valor
Densidade	8,8 g/cm³
Condutividade Elétrica	22 - 48% IACS
Condutividade térmica	200 - 300 W/m-K
Ponto de Fusão	1065¡«C
Coeficiente de expansão térmica	16,5 x 10^-6??/¡«C
Módulo de Elasticidade	124 GPa
Limite de escoamento	350 – 650 MPa
alongamento	8-15%
Resistência à oxidação	Bom até 900¡«C

• Tem?alta resistência? oriunda de cementação por precipitação mantendo condutividade moderada. A resistência pode ser personalizada via tratamento térmico.
• Condutividade elétrica excelente?comparada a aços inoxidáveis endurecidos por precipitação devido a um maior teor de cobre na matriz.
• Resistência de calor melhorcom resistência e retenção de condutividade de até 400-500 ºC. Menos sujeito a amolecimento em comparação com outras ligas de Cu.
• Resistente a oxidação e corrosãodevido à formação de camadas de óxidos protetivas de Cr2O3.

Esse perfil único de propriedade torna CuCrZr adequada para aplicações como eletrodos de solda por resistência, componentes de gerenciamento térmico e molas de alta temperatura.

Aplicações e Usos do Pó CuCrZr

As propriedades balanceadas do pó CuCrZr o tornam adequado para as seguintes aplicações:

Aplicativo	Motivo de uso
Eletrodos de solda por resistência	Alta resistência, boa condutividade, resistência à deformação em altas temperaturas
Dissipadores de calor e tubos de calor	Condutividade térmica elevada combinada à resistência a altas temperaturas
Contatos e Conectores Elétricos	Boa condutividade, alta resistência permite miniaturização
Estações termais de alta temperatura	Retenção de resistência em altas temperaturas
Ligas de Vedação de Vidro	Partida acirrada da CTE com vidro borossilicato

• Eletrodos de solda por resistência- A sua excelente condutividade gera menos calor durante a soldagem, permitindo tempos de soldagem mais rápidos. Alta resistência impede o cogumelamento das pontas de eletrodos.
• Gerenciamento térmico?- Usado em trocadores de calor, dissipadores de calor, tubos de calor, etc. onde a alta condutividade térmica dissipa rapidamente o calor enquanto se mantém a integridade mecânica.
• Contatos Elétricos?- Pode substituir contatos de cobre-berílio em muitas aplicações devido à resistência superior e condutividade semelhante.
• Estações termais de alta temperatura?- Usado para molas que operam em até 500¡«C sem perder capacidade de carga, diferentemente de molas de aço.
• Selos de vidro para metal?- Seu CTE combina com o vidro de borosilicato permitindo aplicações de vedação de vidro com baixa tensão.

A capacidade de endurecimento por precipitação do CuCrZr possibilita a adaptação da resistência de acordo com os requisitos de aplicação específicos, simplesmente modificando os parâmetros de tratamento térmico.

Especificações do CuCrZr em Pó

O pó de CuCrZr está disponível em várias faixas de tamanhos, purezas e pode ser personalizado conforme as necessidades da aplicação. Aqui estão algumas especificações comuns:

Especificação	Detalhes
Tamanho da linha	10 – 150 mícrons
Pureza	Até 99,9%
Teor de carbono	< 100 ppm
Conteúdo de oxigênio	<500 ppm
Formas das Partículas	Esférico, irregular
Densidade Aparente	Até 80% da densidade teórica
Caudal	Até 25 s/50 g

• O tamanho do pó afeta diretamente a densidade e o acabamento superficial das peças acabadas. Pó mais fino produz maior densidade e melhor acabamento superficial.
• Alta pureza reduz problemas de contaminação durante a consolidação e aprimora propriedades finais.
• Pó atomizado a gás tem uma morfologia esférica suave, ideal para manufatura aditiva. Pó atomizado a água tem forma irregular, útil para aplicações de prensagem e sinterização.
• A aparente densidade indica o quão firmemente o pó pode ser compactado. Densidades maiores melhoram a sinterização.
• A vazão afeta a facilidade de manuseio do pó e o enchimento uniforme da matriz em processos de prensagem e sinterização.

As características do pó podem ser feitas sob medida, como distribuição do tamanho das partículas, forma, densidade aparente etc., de acordo com as exigências da aplicação.

Métodos de consolidação para o pó de CuCrZr

CuCrZr powder pode ser consolidado em componentes totalmente densos usando métodos como:

Método de Consolidação	Detalhes
Manufatura aditiva	Fusão seletiva a laser, Fusão a feixe de elétrons
Prensagem e Sinterização	Seguido por infiltração ou tratamento térmico
Prensagem isostática a quente	Densificação total do pó encapsulado
Extrusão	Forjamento de pó misturado com lubrificantes
Sinterização de plasma e faíscas	Denficação rápida com corrente pulsada

Métodos de fabricação aditiva como derretimento seletivo a laser e derretimento por feixe de elétrons são comumente usados para produzir peças complexas de CuCrZr com microestrutura fina diretamente do pó.

O método de prensar e sinterizar é econômico para produção de alto volume, mas envolve várias etapas. As propriedades finais dependem da temperatura de sinterização, tempo, atmosfera etc.

A prensagem isostática a quente aplica alta pressão, permitindo densificação total em temperaturas mais baixas. Ela reduz a porosidade em peças fabricadas por adição e melhora a vida útil contra fadiga.

A extrusão e a sinterização com plasma de faísca são métodos alternativos adequados para as geometrias mais simples. O processo de consolidação influencia a microestrutura final, as propriedades e o desempenho.

Tratamento Térmico de Liga de CuCrZr

Um dos principais benefícios da liga CuCrZr é sua resposta de endurecimento por precipitação. Os tratamentos térmicos de solução e envelhecimento podem alterar significativamente sua resistência de acordo com os requisitos:

Tratamento Térmico	Detalhes
Recozimento da Solução	850-980¡«C, água de têmpera. Dissolve precipitados, amacia a liga
Envelhecimento	350-500¡«C por 1-4 horas. Controla a precipitação e o endurecimento.
Aliviador de Estresse	350° C por 1 hora. Remove tensões residuais.

O recozimento da solução dissolve cromo e zircônio em solução sólida seguido por resfriamento rápido para formar uma solução sólida supersaturada. O tratamento de envelhecimento subsequente nucleia precipitados coerentes finos resultando em endurecimento por precipitação.

O tempo e a temperatura de envelhecimento controlam diretamente a resposta ao endurecimento. Temperatura de envelhecimento mais baixa e tempos mais curtos preservam a condutividade. O endurecimento por precipitação pode triplicar a resistência em comparação com a condição de solução.

Aliviar tensões ajuda a reduzir as tensões residuais de trabalhos anteriores a frio ou calor para minimizar a distorção durante o corte.

Comparação do pó CuCrZr com alternativas

CuCrZr concorre com ligas como aços inoxidáveis endurecidos por precipitação, cobre berílio e prata de níquel:

Liga	CuCrZr	17-4PH SS	Be-Cu	Ni-Ag
Força	Excelente	Excelente	Razoável	Bom
Condutividade	Bom	Pobre	Excelente	Bom
Trabalhabilidade	Razoável	Bom	Excelente	Excelente
Soldabilidade	Razoável	Razoável	Excelente	Bom
Custo	Moderado	Alto	Muito alto	Moderado

• Aço inoxidável 17-4PH?tem resistência comparável, mas significativamente menor condutividade devido ao alto teor de Cr e Ni.
• Cobre berílio?possui excelente condutividade, mas níveis de resistência menores. Questões caras e de toxicidade.
• Alpaca??? tem boa resistência mas menores temperaturas de operação. Excelente maleabilidade.
• CuCrZr?oferece o melhor equilíbrio de resistência, condutividade, aplicabilidade e custo para muitas aplicações.

Para a combinação de resistência mais condutividade, o CuCrZr oferece um desempenho superior e um custo menor em comparação com os aços inoxidáveis endurecidos por precipitação ou com as ligas de cobre berílio.

Fornecedores de pó de CuCrZr

Pó CuCrZr é fornecido por produtores especializados de pó de metal. Aqui estão alguns dos principais fornecedores:

Fornecedor	**Atributos do Pó**
Sandvik	Faixa de tamanho 10-150 Ã×m, Densidade aparente de até 65%, Pó irregular e esférico
Hoganas	Faixa de tamanho de 45 a 150 Ã × m, Densidade aparente de até 80%, Pó esférico, Alta pureza
Pometon	Faixa de tamanho 10-63 Ã × m, Densidade aparente de até 65%, Pó esférico e irregular
CNPC Powder	Faixa de tamanho 10-150 Ã×m, Densidade aparente de até 75%, Alta pureza

Vários tipos de pós estão disponíveis, otimizados para aplicações de manufatura aditiva, prensagem e sinterização ou personalizados para requisitos específicos do cliente.

Fornecedores de renome possuem amplo controle de qualidade na produção de pó e fornecem certificados de moinho com comprovação da composição do lote.

Preço do pó CuCrZr

Como um pó de liga especial, o CuCrZr é mais caro que os pós de material padrão. Aqui estão algumas faixas típicas de preços:

Nivel de Pó	Tamanho das partículas	Faixa de preço
CuCrZr para AM	15-45 úm	R$ 100-150 por kg
CuCrZr para prensa e sinterização	45-150 Ã~m	$ 50,00 a 100,00 por kg
Alta Pureza CuCrZr	10h45min	$ 180-250 por kg

• Pó fino abaixo de 45 mícrons geralmente acima de US$ 100/kg ideal para AM
• O pó mais grosso com 45 a 150 micrômetros custa entre US$ 50 e US$ 100 por kg, adequado para a rota de prensagem e sinterização.
• Pó de alta pureza (>99,9%) destinado a aplicações críticas tem preço premium de mais de US$ 180/kg.
• A redução de oxigênio e carbono melhora a consolidação e as propriedades finais.
• Os preços variam conforme a quantidade, tamanho da faixa, nível de qualidade do pó.

Descontos por volume de 1 kg a várias toneladas podem ser negociados com fornecedores. Pó de alta pureza com distribuição de tamanho de partícula controlada atraem preços mais altos.

Pó CuCrZr: Saúde e Segurança

Como a maioria dos pós metálicos, o pó de CuCrZr requer manuseio cuidadoso para minimizar riscos à saúde e segurança:

Perigo	Precauções	EPI
Contacto visual	Evite o contato direto. Não esfregue os olhos após contato. Em caso de contato, enxague com água.	Óculos de segurança
Contato de Pele	Evite contato direto. Lave bem as áreas afetadas com água e sabão.	Luvas
Inalação	Evite respirar o pó do fermento químico. Garanta a ventilação adequada.	Respiradores aprovados
Ingestão	Evite o contato direto com as mãos. Lave as mãos após manusear.	–
Fogo	Use areia seca para apagar fogo de pó metálico. Não use água.	Equipamento de segurança contra incêndio

• Use EPI - óculos, luvas, máscara ao manusear pó para minimizar o contato
• Pratique uma boa higiene após trabalhar com pó.
• Evite o acúmulo de pó em superfícies.
• Armazene recipientes fechados hermeticamente em área fresca e seca, longe de fontes de ignição.

Consulte a FISPQ para obter informações completas sobre segurança. Procure assistência médica se a exposição causar irritação. Ter protocolos de segurança adequados minimiza os riscos ao manusear o pó CuCrZr.

Inspeção e Testes de Pó CuCrZr

Para garantir alta qualidade e consistência, o pó de CuCrZr deve ser inspecionado e testado para:

Parâmetro	Método	Especificação
Composição química	XRF, química líquida	Conformidade ao teor de Cu, Cr e Zr especificado
Distribuição de Tamanho de Partícula	Difração a laser, peneiração	Tamanho mediano, D10, D90 dentro da faixa especificada
Morfologia do pó	imagens SEM	Formato esférico, satélites mínimos para pó AM
Densidade Aparente	Medidor de vazão com corredor	Conforme especificado para aplicação
Caudal	Medidor de vazão com corredor	Conforme especificado para aplicação
Impurezas	ICP, análise LECO	Baixo teor de oxigênio e nitrogênio

Testes de CQ no processo adequados e inspeção final garantem que o pó atenda aos atributos químicos, físicos e morfológicos necessários para a aplicação pretendida. Testes de rotina devem ser implementados pelo produtor e usuário do pó.

Perguntas frequentes

P. Qual é a finalidade da liga de CuCrZr?

A. O CuCrZr é usado em aplicações que requerem alta resistência combinada com boa condutividade elétrica e térmica como eletrodos de solda a resistência, dissipadores de calor e molas para altas temperaturas.

Q. Como o pó de CuCrZr é feito?

A. CuCrZr é produzido por atomização de gás ou atomização de água da liga fundida para criar partículas de pó esféricas ou irregulares finas com tamanho ideal para AM ou uso de prensa e sinterização.

Q. O que afeta as propriedades das peças CuCrZr?

A. As propriedades dependem da composição, qualidade do pó, método e parâmetros de consolidação, tratamento térmico e microestrutura. A capacidade de endurecimento por precipitação do CuCrZr também permite a personalização da resistência.

P. Qual é a diferença entre o pó CuCrZr atomizado a gás e o atomizado a água?

A. O pó atomizado a gás apresenta uma morfologia esférica ideal para o processamento de FM; por outro lado, o pó atomizado a água tem uma forma irregular adequada para prensagem e sinterização

P. A liga CuCrZr necessita de tratamento térmico?

A. Sim, tratamentos térmicos para solução e envelhecimento permitem otimizar a resistência e condutividade ao controlar a precipitação na microestrutura da liga.

P. Qual o preço típico para o pó CuCrZr?

A. O pó de CuCrZr varia de US$ 50/kg para prensa e grau de sinterização a US$ 250/kg para pó de grau AM de alta pureza. Frações de tamanho mais finas e maior pureza aumentam o custo.