Bột CuCrZr

Tổng quan về bột CuCrZr

Bột CuCrZr là bột hợp kim gồm đồng (Cu), crom (Cr) và zirconium (Zr). Nó cung cấp một sự kết hợp các tính chất độc đáo khiến nó phù hợp với các ứng dụng hiệu suất cao đòi hỏi độ bền cao, độ dẫn tốt và khả năng chống mềm ở nhiệt độ cao.

Thành phần của bột CuCrZr

CuCrZr là hợp kim cứng do kết tủa, có nghĩa là độ bền cao của hợp kim bắt nguồn từ các kết tủa đồng nhất hình thành trong ma trận kim loại. Thành phần đóng vai trò then chốt trong việc đạt được đáp ứng tối ưu đối với quá trình tăng cứng do kết tủa. Sau đây là các dải thành phần điển hình:

Nguyên tố	Dải tác hợp
Đồng (Cu)	SỐ DƯ
Crom (Cr)	0,5 - 1,2 wt%
Zirconi (Zr)	0,03 – 0,3% kl

• Đồng hình thành nên ma trận và cung cấp khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt.
• Crom làm tăng cường độ dung dịch rắn và tạo thành kết tủa cản trở chuyển động của sự chuyển vị.
• Zirconium sinh ra các kết tủa có tính liên kết với đồng, cho phép tôi luyện bằng nhiệt luyện.

Hàm lượng crom và zirconium được tối ưu hóa để tăng tối đa độ bền thông qua quá trình tôi luyện kết tủa mà vẫn giữ được độ dẫn điện tốt.

Tính chất của Bột CuCrZr

Bột CuCrZr mang đến sự kết hợp tuyệt vời về sức mạnh, độ dẫn và khả năng chịu nhiệt nhờ đặc tính làm cứng bằng phương pháp kết tủa của nó. Dưới đây là một số đặc tính chính:

Bất động sản	Giá trị
Mật độ	8,8 g/cm3
Độ dẫn điện	22 – 48% IACS
Độ dẫn nhiệt	200 – 300 W/m-K
Điểm Nóng Chảy	1065¡«C
Hệ số giãn nở nhiệt	16,5 x 10-6?/¡«C
Mô đun đàn hồi	124 GPa
Cường độ chảy	350 - 650 MPa
Kéo dài	8-15%
Khả năng chống ôxi hóa	Tốt đến 900°C

• Có không?độ bền cao? xuất phát từ quá trình tôi luyện kết tủa trong khi vẫn giữ được độ dẫn điện vừa phải. Độ bền có thể được tùy chỉnh theo phương pháp tôi luyện.
• Độ dẫn điện tuyệt vời?so với thép không rỉ đã làm cứng bằng kết tủa do lượng đồng trong chất nền cao hơn.
• Chịu nhiệt tốt?có độ giữ độ bền kéo và độ dẫn điện lên đến 400-500¡«C. Ít có khả năng bị làm mềm hơn so với các hợp kim đồng khác.
• Chống chịu oxy hóa và ăn mòn?do sự hình thành lớp tỷ lệ ôxít Cr2O3 bảo vệ.

Hồ sơ tính chất đặc biệt này làm cho hợp kim CuCrZr phù hợp với các ứng dụng như điện cực hàn điện trở, thành phần quản lý nhiệt và lò xo nhiệt độ cao.

Các ứng dụng và công dụng của Bột CuCrZr

Tính chất cân bằng của bột CuCrZr phù hợp với các ứng dụng sau:

Ứng dụng	Lý do sử dụng
Điện cực hàn điện trở	Cường độ cao, độ dẫn điện tốt, chống biến dạng ở nhiệt độ cao
Bộ tản nhiệt và Ống dẫn nhiệt	Kết hợp độ dẫn nhiệt cao với khả năng chịu nhiệt độ cao
Tiếp điểm điện và đầu nối	Tính dẫn tốt, độ bền cao cho phép thu nhỏ kích thước
Suối nước nóng nhiệt độ cao	Độ bền kéo ở nhiệt độ cao
Hợp kim hàn kín thủy tinh	CTEs thủy tinh borosilicat gần với giá trị CTE của kim loại

• Điện cực hàn điện trở- Độ dẫn điện tuyệt vời tạo ra ít nhiệt hơn trong khi hàn, cho phép thời gian hàn nhanh hơn. Độ bền cao, chống lại hiện tượng nấm mọc ở đầu điện cực.
• Quản lý nhiệt?- Được dùng trong bộ trao đổi nhiệt, tản nhiệt, ống dẫn nhiệt, v.v., nơi mà độ dẫn nhiệt cao nhanh chóng tản nhiệt trong khi vẫn giữ được tính toàn vẹn về mặt cơ học.
• Tiếp điểm điện?- Có thể thay thế các tiếp điểm đồng beryllium trong nhiều ứng dụng nhờ độ bền vượt trội và độ dẫn điện tương đương.
• Suối nước nóng nhiệt độ cao?- Dùng cho lò xo hoạt động lên đến 500¡«C mà không mất khả năng chịu tải, không giống như lò xo thép.
• Mối hàn thủy tinh-kim loại?- CTE của nó phù hợp với kính borosilicat cho phép ứng dụng niêm phong kín kính ứng suất thấp.

Khả năng tôi cứng kết tủa của CuCrZr cho phép điều chỉnh độ bền theo các yêu cầu ứng dụng cụ thể chỉ bằng cách sửa đổi các thông số xử lý nhiệt.

Thông số kỹ thuật bột CuCrZr

Bột CuCrZr có nhiều kích cỡ, độ tinh khiết và có thể tùy chỉnh theo nhu cầu ứng dụng. Sau đây là một số thông số kỹ thuật phổ biến:

Đặc điểm kỹ thuật	Chi tiết
Phạm vi kích thước	10 – 150 micron
Sạch sẽ	Lên đến 99,9%
Hàm lượng cac bon	<100 ppm
Hàm lượng oxy	<500 ppm
Hình dạng hạt	Hình cầu, không đều
Mật độ biểu kiến	Lên đến 80% mật độ lý thuyết
Lưu lượng	Lên đến 25 s/50 g

• Kích thước bột ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và độ bóng bề mặt của các bộ phận hoàn thiện. Bột mịn hơn tạo ra mật độ cao hơn và độ bóng bề mặt tốt hơn.
• Độ tinh khiết cao làm giảm các vấn đề về tạp chất trong quá trình cô đặc và cải thiện các tính chất cuối cùng.
• Bột phun khí có dạng hình cầu tròn mịn, lý tưởng cho sản xuất phụ gia. Bột phun nước có dạng không đều, hữu ích cho các ứng dụng ép và thiêu kết.
• Mật độ biểu kiến cho biết mức độ chặt của bột có thể đóng gói. Mật độ càng cao thì quá trình thiêu kết trong bột càng tốt.
• Tốc độ dòng chảy ảnh hưởng đến độ dễ dàng trong việc xử lý bột và độ đồng đều trong quá trình ép và thiêu kết trong khuôn.

Thuộc tính bột có thể được tùy chỉnh như sự phân bố kích thước hạt, hình dạng, mật độ biểu kiến, v.v. theo yêu cầu của ứng dụng.

Phương pháp hợp kim cho bột CuCrZr

Bột CuCrZr có thể được hợp nhất thành các thành phần đặc hoàn toàn bằng các phương pháp như:

Phương pháp hợp nhất	Chi tiết
sản xuất bồi đắp	Nung chảy Laser có chọn lọc, Nung chảy chùm tia Electron
Ép và thiêu kết	Tiếp theo là sự xâm nhiễm hoặc xử lý nhiệt tiếp theo
Ép đẳng tĩnh nhiệt	Tụy mật hoàn toàn của bột viên nang
Đùn	Đúc bột pha trộn với chất bôi trơn
Kỹ thuật thiêu kết plasma tia lửa	Làm dày nhanh bằng dòng điện xung

Các phương pháp sản xuất đắp dần như nấu chảy laser chọn lọc và nấu chảy chùm electron thường được sử dụng để sản xuất trực tiếp các bộ phận CuCrZr có hình dạng phức tạp, định hình mạng với cấu trúc vi mô tinh xảo từ bột.

Phương pháp ép và nung là phương pháp kinh tế để sản xuất số lượng lớn nhưng phải trải qua nhiều công đoạn. Độ bền cuối cùng phụ thuộc vào nhiệt độ nung, thời gian, môi trường, v.v.

Ép đẳng tĩnh nóng áp dụng áp suất cao cho phép làm đặc hoàn toàn ở nhiệt độ thấp hơn. Quy trình này làm giảm độ xốp của các bộ phận được chế tạo thành phần và kéo dài tuổi thọ chống mỏi.

Ép đùn và thiêu kết plasma tia lửa là những phương pháp thay thế thích ứng với các dạng hình học đơn giản hơn. Quá trình hợp nhất ảnh hưởng đến vi cấu trúc, tính chất và hiệu suất cuối cùng.

Xử lý nhiệt hợp kim CuCrZr

Một lợi ích chính của hợp kim CuCrZr là phản ứng kết tủa cứng của hợp kim này. Các phương pháp xử lý nhiệt dung dịch hóa và ủ có thể thay đổi đáng kể độ bền của hợp kim theo mong muốn:

Xử lý Nhiệt	Chi tiết
Ủy Nhiệt Dung Dịch	850-980¡«C, tôi nước. Hòa tan kết tủa, làm mềm hợp kim
Lão hóa	350-500¡«C trong 1-4 giờ. Kiểm soát sự kết tủa và làm cứng.
Giảm stress	350¡«C trong 1 giờ. Loại bỏ các lực căng còn lại.

Ủy hóa dung dịch làm tan crom và zirconi trong dung dịch rắn rồi sau đó làm nguội nhanh để tạo dung dịch rắn quá bão hòa. Quá trình lão hóa tiếp theo hình thành các hạt kết tủa kết dính tốt, tạo ra sự cứng từ kết tủa.

Thời gian và nhiệt độ lão hóa ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng làm cứng. Nhiệt độ lão hóa thấp hơn và thời gian ngắn hơn giúp bảo toàn độ dẫn điện. Độ cứng tôi luyện có thể gấp ba lần sức mạnh so với trạng thái dung dịch.

Giải tỏa ứng suất giúp giảm ứng suất còn lại từ gia công nguội hoặc gia công nóng trước đó để giảm thiểu độ biến dạng trong quá trình gia công.

So sánh bột CuCrZr với các loại vật liệu thay thế

CuCrZr cạnh tranh với các hợp kim như thép không gỉ được làm cứng bằng kết tủa, đồng beryllium và niken bạc:

Hợp kim	CuCrZr	Thép không gỉ 17-4PH	Beri-Cu	Niken-Bạc
Sức mạnh	Xuất sắc	Xuất sắc	Công bằng	Tốt
Độ dẫn điện	Tốt	Yếu	Xuất sắc	Tốt
Tính dễ gia công	Công bằng	Tốt	Xuất sắc	Xuất sắc
Khả năng hàn	Công bằng	Công bằng	Xuất sắc	Tốt
Chi phí	Vừa đủ	Cao	Rất cao	Vừa đủ

• Thép không gỉ 17-4PH?sức mạnh tương đương nhưng độ dẫn điện thấp hơn đáng kể do lượng Cr và Ni cao hơn.
• Đồng beri?có độ dẫn điện tuyệt vời nhưng độ bền thấp hơn. Tốn kém và có vấn đề về độc tính.
• Bạc niken?có độ bền tốt nhưng nhiệt độ hoạt động thấp hơn. Có khả năng gia công tuyệt vời.
• CuCrZr?mang lại sự cân bằng tốt nhất về sức mạnh, độ dẫn điện, khả năng gia công và chi phí cho nhiều ứng dụng.

Để có được sự kết hợp giữa độ bền và độ dẫn điện, CuCrZr cho hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn so với thép không gỉ cứng kết tủa hoặc hợp kim đồng berili.

Nhà cung cấp bột CuCrZr

Bột CuCrZr được cung cấp bởi các nhà sản xuất bột kim loại chuyên dụng. Sau đây là một số nhà cung cấp chính:

Nhà cung cấp	Các đặc tính của bột
Sandvik	Kích thước từ 10-150 Ã×m, Tỷ trọng biểu kiến lên đến 65%, Bột dạng hình cầu và không đều
Hoganas	Kích thước dao động 45-150 Ã~m, Mật độ biểu kiến tới 80%, Bột hình cầu, Độ tinh khiết cao
Pometon	Kích thước từ 10-63 Ã×m, Mật độ biểu kiến lên đến 65%, Bột hình cầu và không đều
CNPC Powder	Kích thước từ 10-150 Ã×m, Tỷ trọng nổi lên tới 75%, Độ tinh khiết cao

Có thể cung cấp nhiều mác bột được tối ưu hóa cho sản xuất phụ gia, ép và nung nóng, hoặc được thiết kế riêng cho các yêu cầu cụ thể của khách hàng.

Các nhà cung cấp có uy tín thường kiểm soát chất lượng chặt chẽ trong sản xuất bột và cung cấp giấy chứng nhận nhà máy với bằng chứng về thành phần theo từng đợt sản xuất.

Giá của bột CuCrZr

Là một loại bột hợp kim đặc biệt, giá của bột CuCrZr cao hơn giá của bột vật liệu tiêu chuẩn. Dưới đây là một số mức giá điển hình:

Phân loại chất bột	Kích thước hạt	Mức giá
CuCrZr cho AM	15-45 Å	$100-150 cho một kg
CuCrZr dùng cho ép và thiêu kết	45-150 õm	$50-100 mỗi kg
Hợp chất CuCrZr có độ tinh khiết cao	10-45 giờ chiều	180.000-250.000 VNĐ/1kg

• Bột mịn dưới 45 micron thường có giá hơn 100 đô la/kg lý tưởng để sử dụng trong sản xuất phụ gia.
• Bột thô hơn có kích thước từ 45 đến 150 micromet có giá từ 50 đến 100 đô la/kg, thích hợp cho công đoạn ép và thiêu kết.
• Bột có độ tinh khiết cao (>99,9%) dành cho các ứng dụng quan trọng được định giá cao hơn 180 đô la/kg.
• Giảm lượng oxy và carbon làm tăng độ rắn và các đặc tính cuối cùng.
• Giá cả thay đổi theo số lượng, kích thước, mức độ chất lượng của bột.

Có thể thương lượng được các mức chiết khấu theo khối lượng từ 1 kg đến nhiều tấn với các nhà cung cấp. Bột có độ tinh khiết cao với phân bố kích thước hạt được kiểm soát có giá cao hơn.

Bột CuCrZr: Sức khỏe và An toàn

Giống như hầu hết các bột kim loại khác, bột CuCrZr cần xử lý cẩn thận để giảm thiểu rủi ro về sức khỏe và an toàn:

Nguy hiểm	Lưu ý	PPE
Giao tiếp bằng ánh mắt	Tránh tiếp xúc trực tiếp. Không dụi mắt sau khi tiếp xúc. Rửa bằng nước nếu tiếp xúc.	Kính bảo hộ an toàn
Tiếp xúc da	Tránh tiếp xúc trực tiếp. Rửa thật sạch khu vực bị ảnh hưởng bằng xà phòng và nước.	Găng tay
Hít vào	Tránh hít bụi bột. Đảm bảo thông gió tốt.	Mặt nạ được chấp thuận
Tiêu thụ	Tránh dùng tay đưa lên miệng. Rửa tay sau khi xử lý.	–
Lửa	Sử dụng cát khô để dập tắt đám cháy bột kim loại. Không sử dụng nước.	Trang phục an toàn phòng cháy

• Đeo Dụng cụ bảo vệ cá nhân - mặt nạ kín, găng tay, khẩu trang phòng độc khi xử lý bột để giảm thiểu tiếp xúc.
• Thực hiện vệ sinh tốt sau khi làm việc với thuốc bột.
• Ngăn ngừa tích tụ bụi bột trên bề mặt.
• Bảo quản hộp đựng niêm phong ở nơi khô ráo thoáng mát tránh xa nguồn nhiệt.

Tham khảo SDS để biết thông tin đầy đủ về tính an toàn. Nhận trợ giúp y tế nếu tiếp xúc gây kích ứng. Có giao thức an toàn phù hợp sẽ giảm thiểu rủi ro khi xử lý bột CuCrZr.

Kiểm tra và thử nghiệm bột CuCrZr

Để đảm bảo chất lượng cao và sự đồng nhất, bột CuCrZr phải được kiểm tra và thử nghiệm về:

Tham số	Phương pháp	Đặc điểm kỹ thuật
Thành phần hóa học	XRF, hóa học ướt	Tuân thủ hàm lượng Cu, Cr và Zr đã chỉ định
Phân phối kích thước hạt	Quang phổ tán xạ laser, rây	Kích thước trung bình, D10, D90 trong một phạm vi cho biết
Hình thái bột	Hình ảnh SEM	Hình cầu, vệ tinh tối thiểu cho bột AM
Mật độ biểu kiến	Lưu lượng kế dạng quả chuông	Theo chỉ định dùng
Lưu lượng	Lưu lượng kế dạng quả chuông	Theo chỉ định dùng
Tạp chất	ICP, phân tích LECO	Hàm lượng oxy và nitơ thấp

Tiến hành thử nghiệm kiểm soát chất lượng trong quá trình và kiểm tra sau cùng sẽ bảo đảm thuốc bột đạt các đặc điểm hóa học, vật lý và hình thái cần thiết cho các ứng dụng như đã định. Cả nhà sản xuất và người dùng thuốc bột đều phải thực hiện thử nghiệm hằng ngày.

Câu hỏi thường gặp

Q. Hợp kim CuCrZr được sử dụng để làm gì?

A. CuCrZr được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao kết hợp với độ dẫn điện và nhiệt tốt như điện cực hàn điện trở, tản nhiệt và lò xo nhiệt độ cao.

H. Phương pháp chế tạo bột CuCrZr như thế nào?

A. CuCrZr được sản xuất thông qua quá trình phun nguyên tử bằng khí hoặc nước của hợp kim nóng chảy để tạo ra các hạt bột hình cầu hoặc không đều có kích thước tối ưu để sử dụng AM hoặc ép và thiêu kết.

Q. Những yếu tố nào ảnh hưởng đến thuộc tính của các bộ phận CuCrZr?

A. Các đặc tính phụ thuộc vào thành phần, chất lượng bột, phương pháp và thông số gia cố, xử lý nhiệt và vi cấu trúc. Khả năng gia cường bằng cách kết tủa của CuCrZr cũng cho phép tùy chỉnh độ bền.

H. Sự khác biệt giữa bột CuCrZr nguyên tử hóa bằng khí và nguyên tử hóa bằng nước?

A. Bột được phun nguyên tử có hình cầu lý tưởng để xử lý AM, trong khi bột được phun nước có hình dạng không đều thích hợp cho ứng dụng ép và thiêu kết.

Q. Quá trình chế tạo hợp kim CuCrZr có cần phải xử lý nhiệt không?

A. Đúng, tôi luyện dung dịch và xử lý nhiệt ủ cho phép tối ưu hóa độ bền và tính dẫn điện bằng cách kiểm soát lượng mưa trong vi cấu trúc hợp kim.

H. Giá điển hình của bột CuCrZr là bao nhiêu?

A. Bột CuCrZr có giá từ 50 đô la/kg đối với loại dùng để ép và thiêu kết đến 250 đô la/kg đổi với loại bột AM (phụ gia) có độ tinh khiết cao. Các thành phần kích thước nhỏ hơn và có độ tinh khiết cao có chi phí cao hơn.