Productos de pulvimetalurgia

La aplicación principal del polvo de cobre es la mezcla de polvo de cobre y estaño para fabricar piezas de bronce. A principios de la década de 1920, Metal Refining (USMR), ubicada en la Región Autónoma Cartwright de Nueva Jersey, EE. UU., comenzó a producir polvo de cobre electrolítico. Esta fábrica tiene un área pequeña y un tanque de cátodos grande. Durante el período de máxima producción, la fábrica de polvo produce alrededor de 455 toneladas de polvo de cobre por mes. A mediados de la década de 1980, las empresas de fundición y refinación electrolítica se vieron obligadas a cerrar. Debido al cierre de la planta de Cartwright, aunque algunas empresas intentaron producir polvo de cobre electrolítico, los Estados Unidos ya no producían productos de polvo de cobre electrolítico. Hoy en día, el polvo de cobre electrolítico se produce en Europa, Japón, Rusia, India y Corea del Sur.

Las partículas de polvo de cobre electrolítico tienen características dendríticas, la densidad de empaque suelto es inferior a 1 g/cm3 a través del proceso de ajuste y la resistencia en verde es superior a 35 MPa. Al ajustar el proceso de sedimentación y el postratamiento del polvo, se puede aumentar la densidad aparente.

En los Estados Unidos, el polvo de cobre se puede producir mediante procesos de atomización con agua y atomización con gas, además de métodos de oxidación-reducción, y su forma es esférica o irregular. Las propiedades físicas del polvo atomizado (tales como: densidad aparente, fluidez, tamaño de partícula y resistencia en verde) están relacionadas con las condiciones del proceso, tales como: aditivos específicos, temperatura de fusión, presión de atomización, temperatura de reducción y postratamiento del polvo. . El diámetro medio del polvo después de la oxidación y la reducción es de 10 micrones, la densidad aparente es inferior a 1,5 g/cm3 y la densidad verde es superior a 20 MPa. El tamaño de partícula y la temperatura de reducción del polvo atomizado son los factores clave que determinan el producto en polvo.

Las propiedades del polvo atomizado y redox son básicamente las mismas que las del polvo de cobre electrolítico en aplicación, excepto por la aplicación de polvo dendrítico y de muy baja densidad aparente.

El procesamiento de cojinetes de retención de aceite a base de cobre y estaño autolubricantes (con poros internos) es una característica única de la pulvimetalurgia. Dichos cojinetes se sinterizan a una cierta densidad y el contenido de aceite de poro puede alcanzar el 10-30%. Dichos cojinetes requieren una lubricación periódica para garantizar un funcionamiento seguro durante el ciclo de vida del equipo. En 1920, los cojinetes autolubricantes se utilizaron por primera vez en los automóviles Buick. El uso en otras industrias es bastante grande, cambiando la industria de equipos domésticos. La fabricación de cojinetes autolubricantes consume aproximadamente el 55% de la producción de polvo de cobre.

Los cojinetes de Cu-Pb y Cu-Pb-Sn se utilizan en automóviles, turbinas, arandelas de empuje y equipos de bombas industriales. El material de respaldo de acero ha reemplazado a los cojinetes de bronce fundido y forjado. El polvo se cubre sobre el sustrato de acero y se logra una cierta densidad mediante la sinterización y el laminado. La porosidad del producto final es inferior al 0,25%.

El polvo de latón y el polvo de aleación de níquel-plata se producen por atomización. El contenido de zinc en el polvo de latón es del 10 % al 30 %. A veces se añade plomo para mejorar las propiedades mecánicas. Se ha utilizado en cerraduras, punteros de instrumentos y equipos de conducción. Debido a su hermoso color, el latón se utiliza para la decoración de medallas de metal. Recientemente se han utilizado piezas pulvimetalúrgicas de latón que pesan 2,6 kilogramos en piezas de brazos robóticos. La pieza sinterizada con una densidad sinterizada de 7,7 g/cm3 tiene una resistencia a la tracción de 193MPa y un alargamiento del 14%. Una gran cantidad de piezas de pulvimetalurgia muestran que el uso de la tecnología de pulvimetalurgia para materiales a base de cobre es muy potencial y creativo.

En 2002, el uso mundial de polvo de cobre se estimó en 59-64 000 toneladas, Norteamérica usó 22 000 toneladas, Europa 18 000 toneladas y otros países consumieron 4 500 toneladas. Aproximadamente el 55 % del polvo de cobre se usa para piezas de bronce, el 13 % se mezcla con polvo de hierro para producir piezas de pulvimetalurgia, el 12 % se usa para polvo de sinterización por infiltración, el 10 % se usa para latón y el 10 % se usa para otras aplicaciones como : materiales de fricción, química, metales pesados ​​W-Cu y Mo-Cu, recubrimientos, pinturas, pastas y tintas.
Las empresas de producción de polvo en América del Norte y en todo el mundo se han fusionado y reorganizado. Hace veinte años, había principalmente ocho fabricantes de polvo de cobre en América del Norte. Hoy, el número se ha reducido a cuatro, lo que puede reducirse aún más.