Медный порошок для порошковой металлургии и композиционных материалов
Медный порошок сыпучий материал с размером частиц от 0,5 до 500 мкм, получаемый методами электролиза, распыления расплава или химического восстановления. Используется в качестве исходного сырья для изготовления спеченных деталей, антифрикционных вкладышей, электротехнических контактов и фильтрующих элементов. Характеризуется высокой электропроводностью (удельное сопротивление от 0,017 до 0,018 Оммм/м), теплопроводностью от 380 до 400 Вт/(мК) и пластичностью, что позволяет формировать изделия сложной геометрии без последующей механической обработки.
Технологические параметры и гранулометрический состав
Форма частиц зависит от метода производства: электролитический порошок имеет дендритную структуру с развитой поверхностью (удельная поверхность от 0,2 до 0,8 м/г), распыленный сферическую или каплевидную, восстановленный губчатую. Насыпная плотность варьируется от 1,5 до 3,5 г/см в зависимости от фракции. Текучесть для сферических порошков составляет от 25 до 40 с/50 г, для дендритных от 50 до 80 с/50 г. Химическая чистота по основному элементу не менее 99,5% (марки ПМС-1, ПМС-К).
| Марка | Метод получения | Форма частиц | Размер фракции, мкм | Насыпная плотность, г/см |
|---|---|---|---|---|
| ПМС-1 | Электролитический | Дендритная | от 45 до 100 | от 1,8 до 2,2 |
| ПМС-К | Распыленный | Сферическая | от 20 до 63 | от 2,8 до 3,5 |
| ПМВ-1 | Восстановленный | Губчатая | от 100 до 315 | от 1,5 до 1,9 |
Области применения в промышленности
- Порошковая металлургия: производство спеченных подшипников скольжения, щеток электродвигателей, контактных наконечников для коммутационной аппаратуры.
- Электротехника: изготовление токопроводящих дорожек методом трафаретной печати, электродов для вакуумных выключателей.
- Химическая промышленность: катализаторы процессов гидрирования и дегидрирования, фильтрующие элементы для агрессивных сред.
- Композиционные материалы: наполнитель для полимерных антистатических покрытий, меднографитовых вставок для токосъемников.
- Сварочное производство: компонент флюсов для пайки медных сплавов, присадка для наплавки износостойких слоев.
Условия эксплуатации и хранения
Медный порошок склонен к окислению на воздухе при относительной влажности выше 60% и температуре от +20 C. Для предотвращения образования оксидной пленки (CuO, CuO) материал хранят в герметичных контейнерах с инертным газом (аргон, азот) или в вакуумной упаковке. Допустимый срок хранения в заводской таре от 6 до 12 месяцев при температуре от 10 до +30 C. Перед использованием рекомендуется сушка при температуре от 80 до 100 C в течение 12 часов для удаления адсорбированной влаги.
Вопросы и ответы
Какой медный порошок подходит для 3D-печати металлом?
Для аддитивных технологий (SLM, EBM) применяют распыленные сферические порошки с размером частиц от 15 до 45 мкм и текучестью не более 30 с/50 г. Дендритные и губчатые формы не пригодны из-за низкой сыпучести.
Чем отличается электролитический медный порошок от распыленного?
Электролитический порошок имеет дендритную структуру, высокую удельную поверхность (до 0,8 м/г) и лучшую прессуемость. Распыленный сферическую форму, более высокую насыпную плотность (до 3,5 г/см) и текучесть, что важно для автоматизированной подачи в пресс-формы.
Какие примеси нормируются в медном порошке?
По ГОСТ 4960-2009 контролируется содержание кислорода (не более 0,3% для марки ПМС-1), железа (до 0,02%), свинца (до 0,005%), мышьяка (до 0,005%) и сурьмы (до 0,005%). Для электротехнических применений дополнительно ограничивается содержание цинка и олова.
Как определить качество медного порошка перед использованием?
Проводят ситовый анализ для проверки гранулометрического состава, измеряют насыпную плотность и текучесть по ГОСТ 20899-98. Для оценки окисленности используют термогравиметрический анализ (потеря массы при нагреве до 800 C в восстановительной атмосфере).