Polvo de aleación de cobre representa un material versátil para la fabricación y la ingeniería de superficies en todas las industrias. Esta guía ofrece una visión completa de los distintos tipos de polvo de cobre, composiciones, características clave, métodos de fabricación, uso en revestimientos, prensado, moldeo por inyección, precios y datos de proveedores.
¿Qué es el polvo de aleación de cobre?
El polvo de aleación de cobre consiste en cobre combinado con otros elementos como zinc, estaño, aluminio, níquel, silicio, cromo, etc. a nivel de partículas microscópicas. La mezcla equilibra los puntos fuertes de los materiales, como la conductividad térmica/eléctrica, la resistencia a la corrosión, la protección contra el desgaste y la dureza, y los adapta a las especificaciones de los casos de uso final.
Propiedades clave que hacen valiosa una aleación de cobre:
- Alta conductividad térmica y eléctrica
- Resistencia a la corrosión
- Resistencia al impacto y al desgaste
- Propiedades mecánicas personalizables
- Soldabilidad
- Fabricación mediante pulvimetalurgia
El ajuste del cobre con metales secundarios amplía las opciones más allá del cobre puro y el polvo de latón en sectores como la automoción, la náutica, la electrónica y la defensa, entre otros.
Aleación de cobre Composición del polvo
Existen miles de posibles combinaciones y proporciones de aleaciones de cobre. Algunas aleaciones comunes y sus composiciones elementales son:
| Tipo de aleación | Componentes principales |
|---|---|
| Latón | Cobre + Zinc |
| Bronce | Cobre + Estaño + Zinc |
| Cobre-Níquel | Cobre + Níquel |
| Cuproníquel | Cobre + Níquel + Manganeso |
| Oro nórdico | Cobre + Zinc + Aluminio + Estaño |
Oligoelementos como el hierro, el plomo, el fósforo, el grafito o el magnesio también pueden estar presentes en determinadas aleaciones. La especificación de niveles de pureza filtra los contaminantes.
Grados de aleación definen porcentajes - por ejemplo CuZn30 significa 70% de cobre, 30% de zinc. Las distintas proporciones adaptan la dureza, la resistencia, los puntos de fusión y la conductividad a las necesidades de la aplicación.
Propiedades clave de las aleaciones de cobre en polvo
Partículas de aleación de cobre demostrar características valoradas:
| Propiedad | Contribución |
|---|---|
| Conductividad eléctrica | La eficaz disipación térmica evita el sobrecalentamiento |
| Conductividad térmica | La rápida transferencia de calor mantiene la temperatura de funcionamiento |
| Resistencia a la corrosión | Resiste la intemperie y la exposición atmosférica |
| Cualidades antimicrobianas | La actividad biostática inherente de la superficie reduce los microbios |
| Amortiguación del ruido | Absorbe las vibraciones y la energía sonora |
| Maquinabilidad | Más blando que las aleaciones ferrosas, más fácil de fabricar |
| Resistencia a la fricción | Mantiene la lubricidad entre las superficies deslizantes |
| Resistencia a la chispa | Mitiga el riesgo de ignición alrededor de combustibles |
La variación de las proporciones elementales ajusta propiedades como la resistencia a la tracción, el punto de fusión, la platabilidad y el magnetismo para responder a los retos de las aplicaciones, desde los entornos marinos salinos hasta los circuitos de alta tensión.
Polvo de aleación de cobre Fabricación
Los métodos comerciales de producción de polvo de aleación de cobre incluyen:
| Método | Detalles | Tamaño de las partículas |
|---|---|---|
| Atomización | Chorro de metal fundido centrifugado en pequeñas gotas que se enfrían rápidamente | 5μm a 150μm |
| Carbonilo | La reacción química deposita metal puro en partículas | 1μm a 15μm |
| Molino de rodillos | Compactación y trituración de metal en escamas planas | Copos de malla 100 (~150μm) |
| Electrólisis | Metal del ánodo disuelto y depositado electrolíticamente sobre el cátodo | Amplias distribuciones |
Estas técnicas permiten obtener partículas finas esféricas, escamosas o irregulares con distribuciones de tamaño controladas y personalizables para distintos usos industriales. El recocido, la trituración, la clasificación y el tamizado adicionales consiguen partículas de dimensiones y pureza precisas.
Aleación in situ consiste en mezclar el polvo metálico constituyente según una fórmula y, a continuación, consolidarlo en componentes con forma de red mediante compactación, impresión 3D o moldeo por inyección. Esto simplifica la logística cuando se necesitan mezclas especializadas a pequeña escala.
Aplicaciones de las aleaciones de cobre en polvo
Los principales usos industriales del polvo de aleación de cobre son:
| Solicitud | Detalles |
|---|---|
| Recubrimientos superficiales | Revestimientos por pulverización térmica, PVD, hilos de soldadura |
| Casquillo y cojinete | Lubricidad sin aceite, empotrabilidad |
| Aleaciones de soldadura | Agentes de unión para metales, cerámica |
| Piezas moldeadas por inyección | Componentes pequeños en forma de red |
| Piezas prensadas y sinterizadas | Casquillos estructurales, guías, manguitos |
| Filamentos de impresión 3D | Grados personalizables para impresoras |
| Blindaje EMI | Claridad de la señal en electrónica |
| Herramientas de diamante | Matriz aglutinante, ayuda al corte |
Las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas únicas de las aleaciones de cobre satisfacen necesidades críticas, desde la reducción de la fricción en maquinaria pesada hasta la creación de disipadores de calor en electrónica avanzada.
Especificaciones del polvo de aleación de cobre
Parámetros clave que caracterizan las aleaciones de cobre en polvo:
| Atributo | Valores típicos |
|---|---|
| Formas de partículas | Esférico, irregular, escamoso |
| Dimensiones | 1 micra a 150 micras |
| Distribución por tamaños | Porcentaje inferior a 10 μm, 53 μm, etc. |
| Densidad aparente | Alrededor de 2-4 g/cm3 |
| Densidad del grifo | Hasta unos 70% de densidad de material |
| Caudales | Ángulo de reposo < 40 |
| Contenido de óxido | < 3% objetivo |
| Límites de contaminación | < 1% por composición |
La especificación de las distribuciones de tamaño, los niveles de pureza, la geometría de las partículas, las densidades aparentes y los caudales garantiza la repetibilidad del rendimiento en todas las series de producción adaptadas a determinados requisitos del proceso de fabricación.
Precios de la aleación de cobre en polvo
Los factores que impulsan el precio de las partículas de aleación de cobre son:
- Precios de mercado de los metales básicos
- Grados de pureza
- Relaciones de aleación precisas
- Composiciones especiales
- Tamaño y distribución de las partículas
- Volúmenes de pedido y tamaños de lote
| Tipo | Precios |
|---|---|
| COBRE EN POLVO | $5 - $15 por libra |
| Polvo de latón | $6 - $25 por libra |
| Polvo de bronce | $6 - $30 por libra |
| Cobre Níquel Polvo | $15 - $50 por libra |
El precio también depende del método de producción: la atomización es más costosa, pero produce polvos muy esféricos y purificados, adecuados para la fabricación aditiva, por ejemplo. Cuantifique aquí todos los parámetros necesarios, como horas o contenido, para describir mejor los matices de los precios.
Principales proveedores de aleaciones de cobre en polvo
| Proveedores | Localización | Notas |
|---|---|---|
| Fabricación de polvos metálicos | REINO UNIDO | Amplia gama de polvos de bronce, latón y cobre |
| ACuPowder | US | Aleaciones de cobre, níquel y estaño |
| CNPC de Shanghai | China | Polvos de latón, bronce, cobre cromado |
| Hoganas | Suecia | Soldadura fuerte, aleaciones para ingeniería de superficies |
Estos importantes proveedores de pulvimetalurgia ofrecen aleaciones de catálogo estándar junto con la capacidad de personalizar composiciones y especificaciones de partículas adecuadas para determinadas técnicas de producción y requisitos de rendimiento de componentes en todos los mercados mundiales.
Polvo de aleación de cobre - Pros y contras
Ventajas de las partículas de cobre:
- Alta conductividad eléctrica y térmica
- La resistencia a la corrosión mantiene la longevidad
- Las propiedades antimicrobianas evitan la bioincrustación
- Más blando que las aleaciones de acero, fácil de fabricar
- Reduce la fricción contra las superficies de contacto
- Ratios personalizables para las propiedades deseadas
Las desventajas del polvo de cobre son:
- Generalmente más pesado que las aleaciones de la competencia
- Mayor gasto de material que el acero o el aluminio
- Riesgos de oxidación con partículas de pequeño tamaño
- Mayor necesidad de acabado estético
- Impacta a los organismos acuáticos en densidades superiores a los umbrales de la EPA
La comprensión de los costes holísticos del ciclo de vida frente a alternativas como el acero inoxidable 316L o el aluminio equilibra los puntos fuertes útiles con el valor de uso a largo plazo en las aplicaciones objetivo.
Preguntas más frecuentes
P: ¿Cuáles son las aleaciones de cobre en polvo más comunes?
R: El latón, el bronce, el cobre-níquel y el oro nórdico representan aleaciones ampliamente producidas que equilibran atributos eléctricos, de resistencia a la corrosión y mecánicos.
P: ¿Qué tamaño de partículas suele tener el polvo de cobre?
R: Las partículas abarcan una amplia gama, desde polvo de 1 micra adecuado para prensado MIM hasta copos de malla 120 utilizables para proyección térmica.
P: ¿Cuánto cuesta el polvo de aleación de cobre?
R: Los precios oscilan entre $5-15/lb para el cobre simple y $50/lb para combinaciones más exóticas, en función de los precios del metal base, la pureza, el método de producción y el volumen de los pedidos.
P: ¿Dónde puedo comprar polvos de aleaciones especiales de cobre?
R: Los principales proveedores de pulvimetalurgia, como Makin, Hoganas y ACuPowder, permiten la producción de partículas a medida, además de suministrar las calidades habituales de catálogo.
P: ¿Qué precauciones de seguridad son necesarias al manipular cobre en polvo?
R: Los requisitos son similares a los de otros polvos de metales comunes: ventilación para controlar los riesgos de inhalación de polvo, equipos conectados a tierra para evitar las chispas estáticas, máscaras antipolvo homologadas y guantes para la protección contra la contaminación.