Prodotti di metallurgia delle polveri
L'applicazione principale della polvere di rame è la miscelazione di polvere di rame e stagno per realizzare parti in bronzo. All'inizio degli anni '20, la raffinazione dei metalli (USMR), situata nella regione autonoma di Cartwright del New Jersey, negli Stati Uniti, iniziò a produrre polvere di rame elettrolitico. Questa fabbrica ha una piccola area e un grande serbatoio catodico. Durante il periodo di punta della produzione, la fabbrica di polveri è di circa 455 tonnellate di polvere di rame al mese. A metà degli anni '80, le società di fusione e raffinazione elettrolitica furono costrette a chiudere. A causa della chiusura dello stabilimento Cartwright, sebbene alcune aziende abbiano cercato di produrre polvere di rame elettrolitico, gli Stati Uniti non hanno più prodotto prodotti in polvere di rame elettrolitico. Oggi la polvere di rame elettrolitico viene prodotta in Europa, Giappone, Russia, India e Corea del Sud.
Le particelle di polvere di rame elettrolitico hanno caratteristiche dendritiche, la densità di imballaggio sciolto è inferiore a 1 g/cm3 durante il processo di regolazione e la forza verde è maggiore di 35 MPa. Regolando il processo di sedimentazione e il post-trattamento della polvere, è possibile aumentare la densità apparente.
Negli Stati Uniti, la polvere di rame può essere prodotta attraverso processi di atomizzazione dell'acqua e atomizzazione del gas oltre a metodi di riduzione dell'ossidazione e la sua forma è sferica o irregolare. Le proprietà fisiche della polvere atomizzata (quali: densità apparente, fluidità, granulometria e resistenza a verde) sono legate alle condizioni di processo, quali: additivi specifici, temperatura di fusione, pressione di atomizzazione, temperatura di riduzione e post-trattamento della polvere . Il diametro mediano della polvere dopo l'ossidazione e la riduzione è di 10 micron, la densità apparente è inferiore a 1,5 g/cm3 e la densità del verde è maggiore di 20 MPa. La dimensione delle particelle e la temperatura di riduzione della polvere atomizzata sono i fattori chiave che determinano il prodotto in polvere.
Le proprietà della polvere atomizzata e redox sono sostanzialmente le stesse della polvere di rame elettrolitico in applicazione, fatta eccezione per l'applicazione di polvere dendritica e densità apparente molto bassa.
La lavorazione di cuscinetti autolubrificanti a base di rame-stagno (con pori interni) è una caratteristica unica della metallurgia delle polveri. Tali cuscinetti sono sinterizzati a una certa densità e il contenuto di olio dei pori può raggiungere il 10-30%. Tali cuscinetti richiedono una lubrificazione regolare per garantire un funzionamento sicuro durante il ciclo di vita dell'apparecchiatura. Nel 1920, i cuscinetti autolubrificanti furono utilizzati per la prima volta nelle auto Buick. L'uso in altri settori è piuttosto ampio, cambiando il settore delle apparecchiature domestiche. La produzione di cuscinetti autolubrificanti consuma circa il 55% della produzione di polvere di rame.
I cuscinetti Cu-Pb e Cu-Pb-Sn sono utilizzati in automobili, turbine, rondelle di spinta e apparecchiature per pompe industriali. Il materiale di supporto in acciaio ha sostituito i cuscinetti in bronzo fuso e forgiato. La polvere viene ricoperta sul substrato di acciaio e si ottiene una certa densità mediante sinterizzazione e laminazione. La porosità del prodotto finale è inferiore allo 0,25%.
La polvere di ottone e la polvere di lega di nichel-argento sono prodotte mediante atomizzazione. Il contenuto di zinco nella polvere di ottone è del 10%-30%. A volte viene aggiunto piombo per migliorare le proprietà meccaniche. È stato utilizzato in serrature, puntatori di strumenti e apparecchiature di guida. A causa del suo bel colore, l'ottone viene utilizzato per le medaglie decorative in metallo. Le parti di metallurgia delle polveri in ottone del peso di 2,6 chilogrammi sono state recentemente utilizzate nelle parti del braccio robotico. La parte sinterizzata con una densità sinterizzata di 7,7 g/cm3 ha una resistenza alla trazione di 193 MPa e un allungamento del 14%. Un gran numero di parti della metallurgia delle polveri mostra che l'uso della tecnologia della metallurgia delle polveri per i materiali a base di rame è molto potenziale e creativo.
Nel 2002, l'uso mondiale di polvere di rame è stato stimato in 59-64.000 tonnellate, il Nord America ha utilizzato 22.000 tonnellate, l'Europa 18.000 tonnellate e altri paesi hanno consumato 4.500 tonnellate. Circa il 55% di polvere di rame viene utilizzato per le parti in bronzo, il 13% viene miscelato con polvere di ferro per produrre parti di metallurgia delle polveri, il 12% viene utilizzato per infiltrazione di polvere di sinterizzazione, il 10% viene utilizzato per l'ottone e il 10% viene utilizzato per altre applicazioni come : materiali di attrito, chimica, metalli pesanti W-Cu e Mo-Cu, rivestimenti, vernici, paste e inchiostri.
Le società di produzione di polveri in Nord America e in tutto il mondo sono state fuse e riorganizzate. Vent'anni fa c'erano principalmente otto produttori di polvere di rame in Nord America. Oggi il numero è stato ridotto a quattro, che potrebbero ridursi ulteriormente.
