נחושת וסגסוגות נחושת הם סוג של חומרי מפתח עם יישומים חשובים. בשל מוליכות תרמית מעולה, מוליכות חשמלית, משיכות, עמידות בפני קורוזיה וכו', נחושת היא חומר הכרחי ליישומים מסוימים בתעופה וחלל ובכלי נשק.

בייצור תוסף, היישום של חומרי נחושת מאוחר יחסית, אך בשנים האחרונות הוא מראה מגמת התפתחות מהירה. בפרט, היישום של ייצור תוסף סגסוגת נחושת בתעשייה הביטחונית והצבאית התקדם ללא הרף, אשר קידם את הפיתוח של ייצור תוסף חומרי נחושת.

בשנתיים האחרונות, תעשיית הייצור התוספים חשה בבירור את הגידול בביקוש לסגסוגות נחושת, ומשתמשים חדשים ממשיכים לפתח יישומי ייצור תוספים מסגסוגת נחושת. החומרים עברו גם מברונזת הפח היצוקה המוקדמת והקל לצורה לנחושת טהורה ונחושות שונות בעלות חוזק גבוה ומוליכות גבוהה. . על פי דוח מחקר, במהלך 2019-2027, שוק ייצור תוספי הנחושת העולמי יצמח בשיעור צמיחה שנתי מורכב של 51%. למרות שעדיין קיימות בעיות תהליכיות וחומריות רבות בהדפסת סגסוגת נחושת, ניתן לצפות כי לנחושת יהיה מקום בייצור תוסף מתכת.

סטטוס יישום של חומרי סגסוגת נחושת בבית ומחוצה לה

עם ההתקדמות המהירה של תעשיית ההייטק, חומרים חדשים מתפתחים בכיוון של ביצועים גבוהים במיוחד, טוהר גבוה ואיטרציה גבוהה [2], מה שמציב דרישות גבוהות יותר לאינטגרציה, פונקציונליות, מזעור ואמינות של מוצרים קשורים. נחושת וסגסוגות נחושת מתקדמות משמשות כחומרי מוליכים ליבה, הנמצאים בשימוש נרחב במסגרות עופרת VLSI של תעשיית המידע האלקטרוני, אמצעי נגד אלקטרוניים, מכ"מים, צינורות מיקרוגל בעלי הספק גבוה לציוד ביטחוני, חומרים מוליכי שדה מגנטי בפולסים גבוהים, חוטים עיליים -מעבר רכבת מהירות, אפנון תדר כוח גדול וויסות מהירות מנועי מתיחה אסינכרוני מוטות וטבעות קצה, אלקטרודות ריתוך התנגדות לרכבי אנרגיה חדשים, חומרי סוללה, חומרים אלסטיים לטעינה, תבניות מכונות יציקה רציפה לתעשייה מתכתית, מכשירי ואקום חשמליים, מתג גשרי מגע להנדסת חשמל וסוגים שונים של חוטים וכן הלאה.

נכון לעכשיו, יצרני תוספים זרים ידועים רבים כללו חומרי נחושת בקטלוגי המוצרים שלהם. באופן מייצג יותר, EOS הכריזה על מדריכי הנתונים של Pure Cu ו- CuCrZr בשנת 2020, והשיקה את גרסת AMCM (חברת בת EOS, ציוד מותאם לייצור, Additive Manufacturing Customized Machine) של שני סוגי חומרים בשנת 2021. SLM Solutions השיקה ברציפות את CuSn10 ו-CuCrZr נתוני מוצר. בשנת 2019 השיקה החברה מוצרי CuNi2SiCr שלוקחים בחשבון גם חוזק וגם מוליכות חשמלית ותרמית, שיכולים לשמש בתבניות ובשדות חשמליים ולהפוך למוצר מרכזי בייצור תוסף של חומרי סגסוגת נחושת.

יצרני החומרים TLS Technik, m4p, Sandvik, Makin וחברות אחרות הכריזו על מוצרי סגסוגת נחושת לייצור תוסף משלהם. כיום, חומרי נחושת וסגסוגת נחושת לייצור תוסף מרוכזים ב- Cu טהור, CuSn10, CuCrZr ו- CuNi2SiCr. למרות של CuNiSn, CuCr, CuCrNb, CuAlFeNi וחומרים אחרים יש גם מחקר ויישומים רלוונטיים לייצור תוספים, מידת היישום אינה טובה כמו ארבעת סוגי המוצרים הראשונים. Youyan Powder New Material Co., Ltd. (בקיצור "Youyan Powder", קוד מלאי 688456) היא ספקית אבקת הנחושת הגדולה ביותר בסין, עם מכירות שנתיות של למעלה מ-30,000 טון של אבקת נחושת וסגסוגת נחושת. חברת הבת שלה, Beijing CommScope Xiwei, ביצעה את המחקר והיישום של אבקת נחושת וסגסוגת נחושת לייצור תוספים מוקדם יותר בסין. נכון לעכשיו, היא יצרה סדרה שלמה יחסית של מוצרי אבקת נחושת וסגסוגת נחושת מיוחדים לייצור תוסף, כולל Cu טהור, CuSn10, CuCrZr, CuNi2SiCr, CuAlFeNi וכו', השיגו יישומים חשובים בתחומי תעופה וחלל, עובש, חשמל ואחרים .

1. Pure Cu

בהשוואה לסגסוגות נחושת, היתרון של Cu טהור הוא מוליכותו החשמלית והתרמית, מכיוון שכל מיני סגסוגות נחושת יאבדו בהכרח מוליכות חשמלית ותרמית לאחר הוספת אלמנטים לנחושת. מכיוון שלנחושת טהורה יש קצב ספיגה נמוך באורך הגל הרגיל של 1064nm, מה שנקרא אורך הגל האדום, ולא קל להשיג קומפקטיות, הדפסת Cu טהורה תמיד הייתה בעיה. הפתרון הנוכחי הוא שימוש בלייזר באורך גל קצר, כמו מכשיר הלייזר הירוק 515nm של TRUMPF, והשני הוא הגברת ההספק, כמו מכשיר AMCM של EOS המצויד בלייזר 1Kw להדפסת נחושת טהורה. לא משנה באיזה סוג של ציוד משתמשים להדפסה, כדי להשיג חלקי נחושת טהורים בצפיפות גבוהה או מוליכות חשמלית ותרמית גבוהה, אבקת חומר הגלם צריכה לשמור על טוהר גבוה תוך שהיא בעלת מאפייני אבקה שקל יותר להשיג ציפוף, כגון חלקיקים סבירים. חלוקת גודל וזרימה ביצועים טובים וצפיפות אריזה רופפת גבוהה. בכל הנוגע להכנת אבקת נחושת טהורה, שמירה על טוהר גבוה של החומר תוך שמירה על כדוריות גבוהה היא המטרה.

2. CuSn10

כברונזה מפח יצוק, CuSn10 קל לעצב, ודגמים או מלאכות רבות הכוללות חומרי נחושת מודפסים עם CuSn10. לסגסוגת CuSn10 חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה מעולה ועמידות בפני קורוזיה. זה יכול לשמש לייצור חלקים עמידים בפני שחיקה כגון להבים ו ציודs, אבל המוליכות החשמלית והתרמית שלו אינה גבוהה. לכן, CuSn10 בדרך כלל אינו משמש לדרישות מוליכות חשמלית או תרמית. CuSn10 הוא מוצר קונבנציונלי בייצור התוסף הנוכחי של חומרי סגסוגת נחושת.

3. CuCrZr

מנועי רקטה הם תרחיש יישום טיפוסי עבור סגסוגות נחושת. דרישות החומר לבטנת מנוע וחלקים נלווים הן גבוהות ביותר. מצד אחד, בשל טמפרטורת הבעירה הגבוהה במיוחד של תא הבעירה (מעל 3000°C), מצד שני, טמפרטורה גבוהה, לחץ גבוה וגז מהיר הם בעלי קורוזיה חזקה על החומרים. סגסוגת CuCr היא סגסוגת נחושת טיפוסית מחוזקת משקעים, ותוספת של אלמנט Zr יכולה לקדם את המשקעים של שלב Cr ולשפר את התפלגות השלבים המשקעים. במקביל, תרכובת הנחושת-זירקוניום שנוצרה על ידי Zr ו-Cu יכולה למלא תפקיד של חיזוק המשקעים. לכן, מכניקת סגסוגת CuCrZr יש לו ביצועים מצוינים וניתן להשתמש בו בייצור חלקי מנוע רקטי. בשנים האחרונות, יחידות התעופה והחלל המקומיות ביצעו יותר עבודות מחקר ופיתוח על ייצור תוסף של חלקי תאי דחף של מנוע רקטי. CuCrZr הוא כרגע חומר אופציונלי. ראוי להזכיר כי חומרי סגסוגת נחושת עבור חלקי מנוע רקטי עדיין מתעדכנים וחוזרים. CuZr, CuCr, CuAgZr, CuCrNb וחומרים אחרים יישמו ברציפות מחקרים, במיוחד GRcop-42 אשר מאומת על ידי נאס"א בארצות הברית. (Cu-4Cr-2Nb at%), הוא צפוי לשדרג את חומר תא הבעירה של המנוע הרקטי לרמה חדשה.

4. CuNi2SiCr

SLM Solutions השיקה את מוצר חומרי סגסוגת הנחושת CuNi2SiCr בשנת 2019. חומר זה הוא סגסוגת מתקשה הניתנת לטיפול בחום עם חוזק גבוה ושילוב מאוזן של מוליכות חשמלית ומוליכות תרמית. יחד עם זאת, הסגסוגת כוללת רכיבי ניקל וסיליקון, בעלי עמידות גבוהה בפני קורוזיה ועמידות בפני שחיקה. CuNi2SiCr עצמו אינו רכיב חדש. חומר זה מתאים לסגסוגת התקן האמריקאי C18000. SLM Solutions לקחה את ההובלה בשימוש בחומר זה בייצור תוסף וביצעה עבודת זיהוי חומרים ואימות פרמטרים, תוך הוספת חבר חשוב למשפחת סגסוגות הנחושת לייצור תוסף. החוזק של CuNi2SiCr לאחר טיפול בחום גבוה משמעותית מזה של CuCrZr וחומרים אחרים, תוך שמירה על מידה מסוימת של מוליכות תרמית ומוליכות חשמלית. הוא הצליח לעמוד בכמה דרישות ייצור תבניות ודרישות חלקים מוליכים, כך שיהיו לו יישומים חשובים בתבניות ובתחומי חשמל.

מגמות המו"פ והבעיות של חומרי סגסוגת נחושת מתקדמים במדינה שלי

(1) מגמות מחקר ופיתוח טכנולוגיות

בשנים האחרונות, הרמה הכוללת של סגסוגות הנחושת בעלות הביצועים הגבוהים של ארצי וטכנולוגיית ההכנה שלהן התקדמה במידה ניכרת. סוגי מוצרי סגסוגת נחושת בעלי ביצועים גבוהים עם זכויות קניין רוחני עצמאיות גדלו, ורמת עיבוד חומרי סגסוגת הנחושת המותקנים התקרבה לרמה המתקדמת הבינלאומית. מגמת הפיתוח של מו"פ ותיעוש של חומרי סגסוגת נחושת מתקדמים מציגה את המאפיינים הבאים.

(1) פיתוח מדרישת ביצועים אחת לדרישת מאפיין רב תכליתי. לדוגמה, חומרים מבוססי נחושת עם מוליכות תרמית גבוהה וביצועי מיגון אלקטרומגנטיים גבוהים צריכים לענות על הדרישה לחומרי מוליכים בשדות בעלי דיוק גבוה כגון מערכות שדה מגנטי חזק פועם ומשדרים אלקטרומגנטיים להאצת חלקיקים; קו מגע של רשת החשמל של רכבת במהירות גבוהה 380 קמ"ש בנוסף למוליכות חשמלית גבוהה, הוא צריך להיות בעל חוזק גבוה יותר, עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני עייפות; סגסוגות נחושת עבור מעגלים משולבים בקנה מידה סופר גדול דורשות חוזק גבוה, מוליכות גבוהה, עמידות בחום, עמידות בפני כיפוף ומאפייני תחריט קלים.

(2) חומרי עיבוד נחושת מתפתחים בכיוון של דק, דק, אורך ודיוק גבוה. הביקוש לחוטים עדינים במיוחד, סרטים דקים במיוחד, צינורות דקים, צינורות ארוכים במיוחד, סרטים ארוכים במיוחד, צינורות מושחלים, צינורות בעלי צורה מיוחדת, מוטות בעלי צורה מיוחדת, חגורות בעלות צורה מיוחדת ומוצרים נוספים. להגביר. לדוגמה, מסגרת העופרת משקפת את מגמת הפיתוח מרובת הרגליים ובצפיפות גבוהה, דק במיוחד, מזעור.

(3) טיהור גבוה של נחושת. תכולת הנחושת של נחושת תעשייתית גדלה מ-99.9% ל-99.95%, ולאחר מכן ל-99.99% ואף יותר, על מנת לשפר את המוליכות החשמלית והתרמית של החומר ככל האפשר. נחושת טהורה במיוחד עם תכולת נחושת של 99.999 9% תמזער את ההשפעה של זיהומים על מוליכות חשמלית ותרמית.

(4) חומר מרוכב. הפוטנציאל של שיטת חיזוק חומר בודד מוגבל, והשימוש בשיטות מרוכבות כדי לשפר עוד יותר את הביצועים המקיפים של נחושת הפך למוקד מחקר. לדוגמה, הוספת חלקיקים שלב שני, שפם או סיבים לסגסוגות נחושת כדי לחזק את מטריצת הנחושת ולפתח חומרים מרוכבים מבוססי נחושת רב-תכליתיים חדשים, החשובים לתיאוריית העיצוב של סגסוגות נחושת בעלות ביצועים גבוהים ויישומים מעשיים בתחום הגבוה- תחומי טכנולוגיה. ערך.

(2) בעיות שניצבו בפניהן

למרות שהמדינה שלי היא היצרנית הגדולה בעולם של חומרי סגסוגת נחושת, היא עדיין לא מדינה חזקה בחומרי סגסוגת נחושת. תחומי התעופה והחלל של ארצי, המידע האלקטרוני, ההנדסה הימית, הציוד המתקדם ותחומי היי-טק רבים אחרים של סגסוגות נחושת בעלות ביצועים גבוהים שנדרשים בדחיפות עדיין מסתמכים על יבוא; ישנם יצרני חומרי סגסוגת נחושת רבים, ריכוז תעשייתי נמוך, תחרותיות מוצר חלשה ורווחים זעומים בתעשייה. , לא מסוגל לתמוך בפיתוח תעשיות היי-טק. הנושאים העיקריים המעורבים בתעשיית חומרי סגסוגת הנחושת הם כדלקמן.

(1) ישנם מעט סוגים ודרגות של חומרי סגסוגת נחושת בעלי ביצועים גבוהים, והביצועים הכוללים של חלק מסגסוגות נחושת בעלות ביצועים גבוהים בדרך כלל נמוכים יותר מאלו של מוצרים מיובאים דומים, כגון Cu-Ni-Si שפותחו וייצרו באופן עצמאי. ורצועות מסגרת עופרת Cu-Cr-Zr. מְעַטִים.

(2) יש לשפר בדחיפות את יכולת הייצור היציבה של מוצרי סגסוגת נחושת בקנה מידה גדול ואיכותי. לדוגמה, יציבות הביצועים, איכות פני השטח והמוצרים המוגמרים המקיפים של מוצרי רצועות מסגסוגת נחושת אלסטית ברמת דיוק גבוהה עדיין צריכים ליצור פריצות דרך.

(3) לעיבוד של סגסוגות נחושת בעלות ביצועים גבוהים יש זיהום סביבתי חמור ובזבוז רציני של משאבים; טכנולוגיית ההכנה היעילה וקצרת התהליך עדיין לא בשלה, ויש לשפר את איכות המוצר וביצועיו.

(4) היעדר טכנולוגיית ייצור עצמאית עבור חלק מציוד ייצור מתקדם מגביל את הפיתוח של מוצרים חדשים. לדוגמה, רוב ציוד ייצור נייר כסף ברמת דיוק גבוהה מסתמך על יבוא.

(5) חלק מחומרי סגסוגת נחושת מתקדמים חסרים זכויות קניין רוחני עצמאיות ופלטפורמת מו"פ ציבורית, ובניית מאגרי מידע על ביצועי חומרים, טכנולוגיית ייצור, תקנים ומפרטים מפגרת מאחור.

(6) עדיין יש צורך לשפר עוד יותר את טכנולוגיית ההכנה של טוהר גבוה במיוחד, תכולת חמצן נמוכה במיוחד ללא חמצן נחושת בגודל גדול, וטכנולוגיית ההכנה של קורוזיה דיוק גבוה, קוטר גדול וחיים ארוכים- יש להעמיק סגסוגת ניקל-נחושת עמידה.

הסוף

בהשוואה למוצרים כמו טיטניום, אלומיניום וסגסוגות בטמפרטורה גבוהה, הייצור התוסף של נחושת וסגסוגות נחושת עדיין לא בשל. EOS הציגה את הרעיון של רמת רזרבה טכנולוגית דומה (TRL) עבור מוצרי חומר בשנת 2019. כיום, שני סוגים של חומרי נחושת מסומנים כרמה 3, השייכת לרמת האימות, בעוד שמוצרים כגון IN718 ו-AlSi10Mg הם בדרך כלל ברמה 7-9. בשלב זה, ייצור תוסף עבר בהדרגה מאימות דגם לייצור מוצר. חומרי ייצור תוספים ייכנסו לשלב הבחירה או העיצוב של חומרים על בסיס יישומים. איטרציית העדכון של חומרי נחושת וסגסוגת נחושת ברורה יותר. ניתן לצפות מראש כי עם התקדמות מתמשכת של תהליכים וחומרים, היישום של ייצור תוסף של חומרי נחושת יעלה לרמה חדשה.

קישור למאמר זה: מגמות המו"פ והבעיות של חומרי סגסוגת נחושת מתקדמים במדינה שלי

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין services.ISO 9001: 2015 ו- AS-9100 מוסמכים. דיוק מהיר 3, 4 ו -5 צירים עיבוד CNC שירותים כולל כרסום, מתכת לפי מפרט הלקוח, מסוגלים לחלקים מתכתיים ופלסטיים במכונה עם סובלנות +/- 0.005 מ"מ. שירותים משניים כוללים CNC וטחינה שחיקה, חיתוך לייזר,הִתעַמְלוּת,למות הליהוק, מתכת ו הַטבָּעָה. מתן אבות טיפוס, הפקות ייצור מלאות, תמיכה טכנית ובדיקה מלאה רכב, תעופה וחלל, עובש ומתקן, תאורת led,רפואי, אופניים, וצרכנים אלקטרוניקה תעשיות. אספקה ​​בזמן. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן המסירה הצפוי. אנו אסטרטגיה איתך לספק את השירותים המשתלמים ביותר שיעזרו לך להגיע ליעד שלך, ברוך הבא לפנות אלינו ( sales@pintejin.com ) ישירות לפרויקט החדש שלך.