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    粉末冶金产品

    铜粉末的首要应用是铜锡粉混合,来制造青铜件。在二十世纪二十年代早期,座落在美国新泽西州卡尔特莱特自治区的金属精练(USMR),开始生产电解铜粉。此工厂面积小,拥有大的阴极槽。在生产高峰期,粉末工厂每月铜粉大约455吨。在20世纪八十年代中期,熔炼和电解精炼企业被迫关闭,由于卡尔特莱特工厂关闭,尽管有些企业试图生产电解铜粉,美国再也没有电解铜粉产品生产。如今,电解铜粉产地有欧洲、日本、俄罗斯、印度和南韩。

    电解铜粉颗粒具有树枝状的特性,通过调整工艺松装密度小于1克/立方厘米,生坯强度大于35MPa。通过调整沉降工艺和粉末的后处理,松装密度可以提高。

    在美国,通过水雾化和气雾化工艺加上氧化还原法可以生产铜粉,其形状为球形或不规则形状。雾化粉末的物理性质(比如:松装密度,流动性,颗粒尺寸及生坯强度)与工艺条件有关,比如:特定的添加剂,熔炼温度,雾化压力,还原温度和对粉末的后处理。通过氧化还原后粉末的中位径10微米,松装密度小于1.5克/立方厘米,生坯密度大于20MPa。雾化后的粉末粒径和还原温度是决定粉末产品的关键因素。

    雾化并氧化还原粉末的性质与电解铜粉在应用上基本一样,应用方面例外的是需要树枝状的粉末和非常低的松装密度。

    加工自润滑铜锡基含油轴承(内部有孔隙)是粉末冶金独有的特性。此类轴承被烧结到一定的密度,孔隙含油率可以达到10~30%。此类轴承需要定期润滑,以确保在设备寿命周期内安全运行。1920年自润滑轴承首次用在别克汽车上。在其它工业的使用是相当大的,改变了家用设备的产业。自润滑轴承的制造大约消耗了铜粉产量的55%。

    Cu-Pb和Cu-Pb-Sn轴承用于汽车、涡轮、止推垫圈和工业泵设备上。钢背材料已经代替了铸造和锻造青铜轴承,粉末覆盖在钢基体上,通过烧结和轧制达到一定的致密度,最终产品的孔隙率小于0.25%。

    通过雾化生产黄铜粉和镍银合金粉,黄铜粉中锌含量在10%~30%,有时铅被加入来提高机械性能。其在锁件、仪表指针和驾驶装备上得到了应用。由于黄铜漂亮的颜色,其被用于装饰性的金属奖牌。重2.6千克的黄铜粉末冶金部件最近被用于机器人胳膊部位。烧结密度为7.7克/立方厘米的烧结件其拉伸强度达到193MPa,伸长率达到14%。大量的粉末冶金件表明了粉末冶金工艺对铜基材料的使用是非常有潜力和创造性的。

    在2002年全世界铜粉末使用量估计在5.9~6.4万吨,北美使用量在2.2万吨,欧洲为1.8万吨,其它国家消耗量为4500吨。大约55%铜粉用于青铜件,13%同铁粉混合来生产粉末冶金部件,12%用于渗透烧结粉,10%用于黄铜,10%用于其它应用如:摩擦材料,化学,W-Cu和Mo-Cu重金属,涂层,油漆,糊剂和墨水。
    在北美及全世界粉末生产公司经过合并重组。20年前,北美主要有八家铜粉生产厂家,今天已经减到4个,可能会进一步萎缩。

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