Pó de liga de cobre: propriedades, produção e aplicações

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Índice

Pó de liga de cobre representa um material versátil para a fabricação e a engenharia de superfície em todos os setores. Este guia oferece uma visão geral abrangente de vários tipos de pó de cobre, composições, características principais, métodos de fabricação, uso em revestimentos, prensagem, moldagem por injeção, preços e detalhes do fornecedor.

O que é pó de liga de cobre?

O pó de liga de cobre consiste em cobre combinado com outros elementos, como zinco, estanho, alumínio, níquel, silício, cromo etc., em nível de partículas microscópicas. A mistura equilibra os pontos fortes do material, como condutividade térmica/elétrica, resistência à corrosão, proteção contra desgaste e dureza, e os adapta às especificações do caso de uso final.

Principais propriedades que tornam a liga de cobre valiosa:

  • Alta condutividade térmica e elétrica
  • Resistência à corrosão
  • Resistência ao impacto e ao desgaste
  • Propriedades mecânicas personalizáveis
  • Soldabilidade
  • Capacidade de fabricação por meio de metalurgia do pó

O ajuste do cobre com metais secundários expande as opções além do cobre puro e do pó de latão nos setores automotivo, marítimo, eletrônico, de defesa e outros.

Composição do pó de liga de cobre

Existem milhares de combinações e proporções potenciais de ligas de cobre. Algumas ligas comuns e suas composições elementares são:

Tipo de ligaComponentes principais
LatãoCobre + Zinco
BronzeCobre + Estanho + Zinco
Cobre-NíquelCobre + Níquel
CuproníquelCobre + Níquel + Manganês
Ouro nórdicoCobre + Zinco + Alumínio + Estanho

Oligoelementos como ferro, chumbo, fósforo, grafite ou magnésio também podem estar presentes em determinadas ligas. A especificação dos níveis de pureza filtra os contaminantes.

Graus de liga definem porcentagens - por exemplo, CuZn30 significa cobre 70%, zinco 30%. As proporções variáveis ajustam a dureza, a resistência, os pontos de fusão e a condutividade de acordo com as necessidades da aplicação.

pó de liga de cobre
Pó de liga de cobre: propriedades, produção e aplicações 3

Principais propriedades das ligas de cobre em pó

Partículas de liga de cobre demonstrar características valorizadas:

PropriedadeContribuição
Condutividade elétricaA dissipação térmica eficiente evita o superaquecimento
Condutividade térmicaA rápida transferência de calor mantém as temperaturas operacionais
Resistência à corrosãoResiste a intempéries e à exposição atmosférica
Qualidades antimicrobianasA atividade biostática inerente da superfície reduz os micróbios
Amortecimento de ruídosAbsorve vibrações e energia sonora
UsinabilidadeMais macio do que as ligas ferrosas, mais fácil de fabricar
Resistência ao atritoMantém a lubrificação entre as superfícies deslizantes
Resistência à faíscaReduz o risco de ignição ao redor de combustíveis

As diferentes proporções elementares ajustam propriedades como resistência à tração, ponto de fusão, platabilidade e magnetismo para atender aos desafios das aplicações, desde ambientes marinhos salgados até circuitos de alta tensão.

Pó de liga de cobre Fabricação

Os métodos de produção comercial de pó de liga de cobre incluem:

MétodoDetalhesTamanhos de partículas
AtomizaçãoFluxo de metal fundido girado em gotículas minúsculas que se resfriam rapidamente5μm a 150μm
CarbonilaA reação química deposita metal puro em partículas1μm a 15μm
Moinho de rolosCompactação e trituração de metal em flocos planosFlocos de 100 mesh (~150μm)
EletróliseMetal anódico dissolvido e depositado eletroliticamente no cátodoDistribuições amplas

Essas técnicas produzem partículas finas, esféricas, escamosas ou irregulares com distribuições de tamanho controladas e personalizáveis para uso no setor. O recozimento, a trituração, a classificação e o peneiramento adicionais alcançam dimensões e pureza precisas das partículas.

Liga no local envolve a mistura de pó metálico constituinte de acordo com a fórmula e, em seguida, a consolidação em componentes de forma líquida por meio de compactação, impressão 3D ou moldagem por injeção. Isso simplifica a logística quando são necessárias misturas especializadas em escalas menores.

Aplicações de ligas de cobre em pó

Os principais usos industriais do pó de liga de cobre incluem:

AplicativoDetalhes
Revestimentos de superfícieRevestimentos de spray térmico, PVD, fios de soldagem
Bucha e rolamentoLubrificação sem óleo, capacidade de incorporação
Ligas para brasagemAgentes de união para metais e cerâmicas
Peças moldadas por injeçãoComponentes pequenos em forma de rede
Peças de prensa e sinterizaçãoBuchas estruturais, guias, luvas
Filamentos de impressão 3DNotas personalizáveis para impressoras
Blindagem EMIClareza do sinal em eletrônica
Ferramentas de diamanteMatriz de encadernação, ajuda no corte

As propriedades térmicas, elétricas e mecânicas exclusivas das ligas de cobre atendem a necessidades críticas, desde a redução do atrito em máquinas pesadas até a habilitação de dissipadores de calor em eletrônicos avançados.

Especificações do pó de liga de cobre

Principais parâmetros que caracterizam as ligas de cobre em pó:

AtributoValores típicos
Formas de partículasEsférico, irregular, escamoso
Dimensões1 mícron a 150 mícron
Distribuição de tamanhoPorcentagem abaixo de 10 μm, 53 μm etc.
Densidade aparenteCerca de 2-4 g/cm3
Densidade da torneiraAté cerca de 70% de densidade de material
Taxas de fluxoÂngulo de repouso < 40°
Teor de óxido< 3% alvo
Limites de contaminação< 1% por composição

A especificação das distribuições de tamanho, dos níveis de pureza, da geometria das partículas, das densidades aparentes e das taxas de fluxo garante a repetibilidade do desempenho em todas as execuções de produção adaptadas a determinados requisitos do processo de fabricação.

Preço do pó de liga de cobre

Os fatores de preço para partículas de liga de cobre são:

  • Preços do mercado de metais básicos
  • Graus de pureza
  • Proporções precisas de liga
  • Composições especiais
  • Tamanhos e distribuições de partículas
  • Volumes de pedidos e tamanhos de lotes
TipoFaixa de preço
Pó de cobre$5 - $15 por lb
Pó de latão$6 - $25 por lb
Pó de bronze$6 - $30 por lb
Pó de cobre e níquel$15 - $50 por lb

O preço também depende do método de produção - a atomização é mais cara, mas produz pós muito esféricos e purificados, adequados para a manufatura aditiva, por exemplo. Quantifique todos os parâmetros, como horas ou conteúdo, necessários aqui para descrever melhor as nuances dos preços.

Principais fornecedores de pós de liga de cobre

FornecedoresLocalizaçãoNotas
Fabricação de pós metálicosREINO UNIDOAmpla variedade de pós de bronze, latão e cobre
ACuPowderEUALigas de cobre, níquel e estanho
Xangai CNPCChinaPós de cobre, latão, bronze e cromo
HoganasSuéciaBrasagem, ligas de engenharia de superfície

Esses grandes fornecedores estabelecidos de pós metálicos oferecem ligas de catálogo padrão, além da capacidade de personalizar composições e especificações de partículas adequadas para determinadas técnicas de produção e requisitos de desempenho de componentes nos mercados globais.

Pó de liga de cobre - Prós e contras

Vantagens das partículas de cobre:

  • Alta condutividade elétrica e térmica
  • A resistência à corrosão mantém a longevidade
  • As propriedades antimicrobianas evitam a bioincrustação
  • Mais macio do que as ligas de aço, facilmente fabricado
  • Reduz o atrito com as superfícies de contato
  • Proporções personalizáveis para as propriedades desejadas

As desvantagens do pó de cobre incluem:

  • Geralmente mais pesado do que as ligas concorrentes
  • Custo do material superior ao do aço ou alumínio
  • Riscos de oxidação com tamanhos de partículas pequenos
  • Necessidades de acabamento mais pesado para estética
  • Impacta os organismos aquáticos em densidades acima dos limites da EPA

A compreensão dos custos holísticos do ciclo de vida em relação a alternativas como o aço inoxidável 316L ou o alumínio equilibra os pontos fortes úteis com o valor de longo prazo em uso nas aplicações-alvo.

pó de liga de cobre
Pós de metal PREP

Perguntas frequentes

P: Quais são os pós comuns de liga de cobre disponíveis?

R: Latão, bronze, cobre-níquel e ouro nórdico representam ligas amplamente produzidas que equilibram atributos elétricos, de resistência à corrosão e mecânicos.

P: Quais são os tamanhos de partículas típicos do pó de cobre?

R: Os particulados abrangem uma ampla faixa, desde pó de 1 mícron adequado para prensagem MIM até flocos de 120 mesh utilizáveis para pulverização térmica.

P: Quanto custa o pó de liga de cobre?

R: Os preços variam de $5-15/lb para cobre simples até $50/lb para combinações mais exóticas, dependendo dos preços do metal básico, pureza, método de produção e volumes de pedidos.

P: Onde posso comprar pós de ligas de cobre especiais?

R: Os principais fornecedores de pós metálicos, como Makin, Hoganas e ACuPowder, permitem a produção de partículas personalizadas, além de fornecerem classes comuns de catálogo.

P: Quais são as precauções de segurança necessárias ao manusear pós de cobre?

R: Os requisitos são semelhantes aos de outros pós metálicos básicos: ventilação para controlar os riscos de inalação de poeira, equipamento aterrado para evitar faíscas estáticas, máscaras contra poeira e luvas aprovadas para proteção contra contaminação.

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