Bubuk CuCrZr

Ikhtisar Bubuk CuCrZr

Serbuk CuCrZr adalah serbuk paduan yang terdiri dari tembaga (Cu), kromium (Cr), dan zirkonium (Zr). Serbuk ini menawarkan kombinasi unik dari sifat-sifat yang membuatnya cocok untuk aplikasi berkinerja tinggi yang membutuhkan kekuatan tinggi, konduktivitas yang baik, dan ketahanan terhadap pelunakan pada suhu tinggi.

Komposisi Serbuk CuCrZr

CuCrZr adalah paduan pengerasan presipitasi yang berarti kekuatannya yang tinggi berasal dari endapan koheren yang terbentuk dalam matriks logam. Komposisi memainkan peran kunci dalam mencapai respons pengerasan presipitasi yang optimal. Berikut adalah rentang komposisi tipikal:

Elemen	Rentang Komposisi
Tembaga (Cu)	Sisa
Kromium (Cr)	0,5 - 1,2 wt%
Zirkonium (Zr)	0,03 - 0,3 wt%

• Tembaga membentuk matriks dan memberikan konduktivitas termal dan listrik.
• Kromium berkontribusi pada penguatan larutan padat dan membentuk endapan untuk menghambat gerakan dislokasi.
• Zirkonium membentuk endapan yang koheren dengan tembaga yang memungkinkan pengerasan presipitasi.

Kandungan kromium dan zirkonium dioptimalkan untuk memaksimalkan kekuatan melalui pengerasan presipitasi dengan tetap mempertahankan konduktivitas yang baik.

Sifat-sifat Bubuk CuCrZr

Serbuk CuCrZr menawarkan kombinasi yang luar biasa antara kekuatan, konduktivitas, dan ketahanan panas karena sifatnya yang mengeras akibat pengendapan. Berikut adalah beberapa properti utama:

Properti	Nilai
Kepadatan	8,8 g/cm3
Konduktivitas listrik	22 - 48% IACS
Konduktivitas Termal	200 - 300 W/m-K
Titik Leleh	1065°C
Koefisien Ekspansi Termal	16,5 x 10 -6 / ° C
Modulus Elastisitas	124 GPa
Kekuatan Hasil	350 - 650 MPa
Perpanjangan	8-15%
Ketahanan Oksidasi	Baik hingga 900°C

• Ini memiliki kekuatan tinggi yang berasal dari pengerasan presipitasi dengan tetap mempertahankan konduktivitas moderat. Kekuatan dapat disesuaikan melalui perlakuan panas.
• Konduktivitas yang sangat baik dibandingkan dengan baja tahan karat yang dikeraskan dengan presipitasi karena kandungan tembaga yang lebih tinggi dalam matriks.
• Ketahanan panas yang baik dengan kekuatan dan retensi konduktivitas hingga 400-500°C. Tidak mudah melunak dibandingkan dengan paduan Cu lainnya.
• Tahan terhadap oksidasi dan korosi karena terbentuknya kerak oksida Cr2O3 yang bersifat protektif.

Profil properti yang unik ini membuat CuCrZr cocok untuk aplikasi seperti elektroda pengelasan resistansi, komponen manajemen termal, dan pegas suhu tinggi.

Aplikasi dan Penggunaan Serbuk CuCrZr

Sifat-sifat yang seimbang dari bubuk CuCrZr membuatnya cocok untuk aplikasi berikut:

Aplikasi	Alasan Penggunaan
Elektroda Pengelasan Resistansi	Kekuatan tinggi, konduktivitas yang baik, ketahanan terhadap deformasi pada suhu tinggi
Pendingin dan Pipa Panas	Konduktivitas termal yang tinggi dikombinasikan dengan kekuatan suhu tinggi
Kontak dan Konektor Listrik	Konduktivitas yang baik, kekuatan tinggi memungkinkan miniaturisasi
Mata Air Suhu Tinggi	Retensi kekuatan pada suhu tinggi
Paduan Penyegelan Kaca	Kecocokan CTE dengan kaca borosilikat

• Elektroda pengelasan resistansi - Konduktivitasnya yang sangat baik menghasilkan lebih sedikit panas saat pengelasan sehingga memungkinkan waktu pengelasan lebih cepat. Kekuatan tinggi menahan ujung elektroda yang menjamur.
• Manajemen termal - Digunakan pada penukar panas, heat sink, pipa panas, dll. di mana konduktivitas termal yang tinggi dengan cepat menghilangkan panas dengan tetap menjaga integritas mekanis.
• Kontak listrik - Dapat menggantikan kontak tembaga berilium dalam banyak aplikasi karena kekuatan superior dan konduktivitas yang serupa.
• Mata air suhu tinggi - Digunakan untuk pegas yang beroperasi hingga 500°C tanpa kehilangan kapasitas beban tidak seperti pegas baja.
• Segel kaca-ke-logam - CTE-nya cocok dengan kaca borosilikat yang memungkinkan aplikasi penyegelan kaca dengan tekanan rendah.

Kemampuan pengerasan presipitasi CuCrZr memungkinkan penyesuaian kekuatan sesuai kebutuhan aplikasi spesifik hanya dengan memodifikasi parameter perlakuan panas.

Spesifikasi Serbuk CuCrZr

Serbuk CuCrZr tersedia dalam berbagai rentang ukuran, kemurnian dan dapat disesuaikan sesuai kebutuhan aplikasi. Berikut adalah beberapa spesifikasi umum:

Spesifikasi	Detail
Kisaran ukuran	10 - 150 mikron
Kemurnian	Hingga 99,9%
Kandungan karbon	<100 ppm
Kandungan oksigen	<500 ppm
Bentuk partikel	Bulat, tidak beraturan
Kepadatan yang tampak	Kepadatan teoretis hingga 80%
Laju aliran	Hingga 25 s/50 g

• Ukuran serbuk secara langsung memengaruhi densitas dan hasil akhir permukaan komponen jadi. Serbuk yang lebih halus menghasilkan densitas yang lebih tinggi dan hasil akhir permukaan yang lebih baik.
• Kemurnian tinggi mengurangi masalah kontaminasi selama konsolidasi dan meningkatkan sifat akhir.
• Serbuk yang dikabutkan dengan gas memiliki morfologi bola halus yang ideal untuk pembuatan aditif. Serbuk yang dikabutkan dengan air memiliki bentuk yang tidak beraturan yang berguna untuk aplikasi press dan sinter.
• Kepadatan yang tampak menunjukkan seberapa rapat bubuk dapat dikemas. Kepadatan yang lebih tinggi meningkatkan sintering.
• Laju aliran memengaruhi kemudahan penanganan serbuk dan pengisian die yang seragam dalam proses press dan sinter.

Atribut bubuk dapat disesuaikan seperti distribusi ukuran partikel, bentuk, kepadatan yang terlihat, dll. Sesuai kebutuhan aplikasi.

Metode Konsolidasi untuk Serbuk CuCrZr

Serbuk CuCrZr dapat dikonsolidasikan menjadi komponen yang sepenuhnya padat menggunakan metode seperti:

Metode Konsolidasi	Detail
Manufaktur Aditif	Peleburan laser selektif, Peleburan sinar elektron
Tekan dan Sinter	Diikuti dengan infiltrasi atau perlakuan panas lebih lanjut
Pengepresan Isostatik Panas	Pemadatan penuh bubuk yang dienkapsulasi
Ekstrusi	Penempaan bubuk yang dicampur dengan pelumas
Sintering Plasma Percikan	Densifikasi cepat menggunakan arus berdenyut

Metode manufaktur aditif seperti peleburan laser selektif dan peleburan berkas elektron biasanya digunakan untuk menghasilkan komponen CuCrZr berbentuk jaring yang kompleks dengan struktur mikro yang halus langsung dari bubuk.

Metode press dan sinter ekonomis untuk produksi volume tinggi tetapi melibatkan beberapa langkah. Sifat akhir tergantung pada suhu sintering, waktu, atmosfer, dll.

Pengepresan isostatik panas menggunakan tekanan tinggi yang memungkinkan densifikasi penuh pada suhu yang lebih rendah. Hal ini mengurangi porositas pada komponen yang diproduksi secara aditif dan meningkatkan usia pakai.

Ekstrusi dan sintering plasma percikan adalah metode alternatif yang cocok untuk geometri yang lebih sederhana. Proses konsolidasi memengaruhi struktur mikro, sifat, dan performa akhir.

Perlakuan Panas Paduan CuCrZr

Manfaat utama dari paduan CuCrZr adalah respons pengerasan presipitasi. Perlakuan panas pelarutan dan penuaan dapat secara signifikan mengubah kekuatannya sesuai kebutuhan:

Perlakuan Panas	Detail
Solusi Anil	850-980 ° C, pendinginan air. Melarutkan endapan, melembutkan paduan
Penuaan	350-500°C selama 1-4 jam. Mengontrol pengendapan dan pengerasan.
Menghilangkan Stres	350°C selama 1 jam. Menghilangkan tegangan sisa.

Anil larutan melarutkan kromium dan zirkonium dalam larutan padat yang diikuti dengan pendinginan cepat untuk membentuk larutan padat jenuh. Perlakuan penuaan selanjutnya membentuk endapan koheren yang halus dan menghasilkan pengerasan presipitasi.

Waktu dan suhu penuaan secara langsung mengontrol respons pengerasan. Suhu penuaan yang lebih rendah dan waktu yang lebih singkat mempertahankan konduktivitas. Pengerasan presipitasi dapat melipatgandakan kekuatan dibandingkan dengan kondisi terlarut.

Penghilang tegangan membantu mengurangi tegangan sisa dari pengerjaan dingin atau panas sebelumnya untuk meminimalkan distorsi selama pemesinan.

Perbandingan Serbuk CuCrZr dengan Alternatif

CuCrZr bersaing dengan paduan seperti baja tahan karat yang dikeraskan dengan presipitasi, tembaga berilium, dan perak nikel:

Paduan	CuCrZr	17-4PH SS	Be-Cu	Ni-Ag
Kekuatan	Luar biasa	Luar biasa	Adil	Bagus.
Konduktivitas	Bagus.	Miskin	Luar biasa	Bagus.
Kemampuan kerja	Adil	Bagus.	Luar biasa	Luar biasa
Kemampuan las	Adil	Adil	Luar biasa	Bagus.
Biaya	Sedang	Tinggi	Sangat Tinggi	Sedang

• Tahan karat 17-4PH memiliki kekuatan yang sebanding tetapi konduktivitas yang jauh lebih rendah karena kandungan Cr dan Ni yang lebih tinggi.
• Tembaga berilium memiliki konduktivitas yang sangat baik tetapi tingkat kekuatannya lebih rendah. Mahal dan masalah toksisitas.
• Perak nikel memiliki kekuatan yang baik tetapi temperatur operasi yang lebih rendah. Kemampuan bentuk yang sangat baik.
• CuCrZr menawarkan keseimbangan terbaik antara kekuatan, konduktivitas, kemampuan kerja dan biaya untuk banyak aplikasi.

Untuk kombinasi kekuatan plus konduktivitas, CuCrZr memberikan kinerja yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah dibandingkan dengan baja tahan karat yang dikeraskan dengan presipitasi atau paduan tembaga berilium.

Pemasok Bubuk CuCrZr

Serbuk CuCrZr dipasok oleh produsen serbuk logam khusus. Berikut adalah beberapa pemasok utama:

Pemasok	Atribut Bedak
Sandvik	Kisaran ukuran 10-150 μm, Kepadatan nyata hingga 65%, Serbuk tidak beraturan dan bulat
Hoganas	Kisaran ukuran 45-150 μm, Kepadatan nyata hingga 80%, Serbuk bulat, Kemurnian tinggi
Pometon	Kisaran ukuran 10-63 μm, Kepadatan nyata hingga 65%, Serbuk bulat dan tidak beraturan
Bubuk CNPC	Kisaran ukuran 10-150 μm, Kepadatan nyata hingga 75%, Kemurnian tinggi

Tersedia berbagai tingkatan bubuk yang dioptimalkan untuk manufaktur aditif, aplikasi press dan sinter, atau disesuaikan untuk kebutuhan pelanggan tertentu.

Pemasok yang memiliki reputasi baik memiliki kontrol kualitas yang ekstensif dalam produksi bubuk dan memberikan sertifikat pabrik dengan bukti komposisi bets.

Harga Bubuk CuCrZr

Sebagai bubuk paduan khusus, CuCrZr lebih mahal daripada bubuk bahan standar. Berikut adalah beberapa kisaran harga umum:

Kelas Bubuk	Ukuran Partikel	Kisaran Harga
CuCrZr untuk AM	15-45 μm	$100-150 per kg
CuCrZr untuk Press & Sinter	45-150 μm	$50-100 per kg
CuCrZr Kemurnian Tinggi	10-45 μm	$180-250 per kg

• Serbuk halus di bawah 45 mikron umumnya lebih dari $100/kg yang ideal untuk pembuatan aditif.
• Serbuk yang lebih kasar 45-150 mikron berharga $50-100/kg cocok untuk rute press dan sinter.
• Serbuk dengan kemurnian tinggi (>99,9%) yang ditujukan untuk aplikasi penting, memiliki harga premium lebih dari $180/kg.
• Mengurangi kandungan oksigen dan karbon akan meningkatkan konsolidasi dan sifat akhir.
• Harga bervariasi dengan kuantitas, kisaran ukuran, tingkat kualitas bubuk.

Diskon volume dari 1 kg hingga beberapa ton dapat dinegosiasikan dengan pemasok. Serbuk dengan kemurnian tinggi dengan distribusi ukuran partikel yang terkendali menarik harga yang lebih tinggi.

Serbuk CuCrZr: Kesehatan dan Keselamatan

Seperti kebanyakan serbuk logam, serbuk CuCrZr membutuhkan penanganan yang hati-hati untuk meminimalkan risiko kesehatan dan keselamatan:

Bahaya	Tindakan pencegahan	APD
Kontak mata	Hindari kontak langsung. Jangan menggosok mata setelah terpapar. Bilas dengan air jika terkena.	Kacamata pengaman
Kontak dengan kulit	Hindari kontak langsung. Cuci area yang terkena dampak secara menyeluruh dengan sabun dan air.	Sarung tangan
Terhirup	Hindari menghirup debu bubuk. Pastikan ventilasi yang memadai.	Respirator yang disetujui
Tertelan	Hindari kontak tangan ke mulut. Cuci tangan setelah menangani.	–
Kebakaran	Gunakan pasir kering untuk memadamkan api serbuk logam. Jangan gunakan air.	Perlengkapan keselamatan kebakaran

• Kenakan APD - kacamata, sarung tangan, alat bantu pernapasan saat menangani bubuk untuk meminimalkan kontak.
• Praktikkan kebersihan yang baik setelah bekerja dengan bedak.
• Mencegah penumpukan debu serbuk pada permukaan.
• Simpan wadah tertutup di tempat yang sejuk dan kering, jauh dari sumber api.

Lihat SDS untuk informasi keselamatan lengkap. Dapatkan bantuan medis jika paparan menyebabkan iritasi. Memiliki protokol keselamatan yang tepat meminimalkan risiko saat menangani bubuk CuCrZr.

Inspeksi dan Pengujian Serbuk CuCrZr

Untuk memastikan kualitas dan konsistensi yang tinggi, serbuk CuCrZr harus diperiksa dan diuji:

Parameter	Metode	Spesifikasi
Komposisi kimia	XRF, kimia basah	Kesesuaian dengan kandungan Cu, Cr, dan Zr yang ditentukan
Distribusi ukuran partikel	Difraksi laser, pengayakan	Ukuran median, D10, D90 dalam kisaran tertentu
Morfologi bubuk	Pencitraan SEM	Bentuk bulat, satelit minimal untuk bubuk AM
Kepadatan yang tampak	Pengukur aliran aula	Seperti yang ditentukan untuk aplikasi
Laju aliran	Pengukur aliran aula	Seperti yang ditentukan untuk aplikasi
Kotoran	ICP, analisis LECO	Kandungan oksigen dan nitrogen yang rendah

Pengujian QC dalam proses yang tepat dan inspeksi akhir memastikan bubuk memenuhi atribut kimia, fisik dan morfologi yang diperlukan untuk aplikasi yang dimaksudkan. Pengujian rutin harus dilakukan oleh produsen dan pengguna bubuk.

Pertanyaan Umum

Q. Untuk apa paduan CuCrZr digunakan?

A. CuCrZr digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan tinggi yang dikombinasikan dengan konduktivitas listrik dan termal yang baik seperti elektroda pengelasan resistansi, heat sink, dan pegas suhu tinggi.

Q. Bagaimana bubuk CuCrZr dibuat?

A. CuCrZr diproduksi melalui atomisasi gas atau atomisasi air dari paduan cair untuk membuat partikel serbuk halus berbentuk bola atau tidak beraturan yang berukuran optimal untuk penggunaan AM atau press dan sinter.

Q. Apa yang memengaruhi sifat-sifat komponen CuCrZr?

A. Properti tergantung pada komposisi, kualitas bubuk, metode dan parameter konsolidasi, perlakuan panas, dan struktur mikro. Kemampuan pengerasan presipitasi CuCrZr juga memungkinkan penyesuaian kekuatan.

Q. Apa perbedaan antara bubuk CuCrZr yang dikabutkan dengan gas dan yang dikabutkan dengan air?

A. Serbuk yang dikabutkan dengan gas memiliki morfologi bulat yang ideal untuk pemrosesan AM sedangkan serbuk yang dikabutkan dengan air memiliki bentuk yang tidak beraturan yang cocok untuk aplikasi press dan sinter.

Q. Apakah paduan CuCrZr membutuhkan perlakuan panas?

A. Ya, perlakuan panas solution annealing dan aging memungkinkan pengoptimalan kekuatan dan konduktivitas dengan mengontrol pengendapan pada struktur mikro paduan.

Q. Berapa harga tipikal untuk bubuk CuCrZr?

A. Serbuk CuCrZr berkisar dari $50 / kg untuk kelas press dan sinter hingga $250 / kg untuk bubuk kelas AM dengan kemurnian tinggi. Fraksi ukuran yang lebih halus dan kemurnian yang lebih tinggi meningkatkan biaya.