Produtos de metalurgia do pó
A principal aplicação do pó de cobre é a mistura de pó de cobre e estanho para fazer peças de bronze. No início da década de 1920, a Metal Refining (USMR), localizada na Região Autônoma Cartwright de Nova Jersey, EUA, começou a produzir pó de cobre eletrolítico. Esta fábrica tem uma pequena área e um grande tanque catódico. Durante o período de pico de produção, a fábrica de pó é de cerca de 455 toneladas de pó de cobre por mês. Em meados da década de 1980, as empresas de fundição e refino eletrolítico foram forçadas a fechar. Devido ao fechamento da fábrica de Cartwright, embora algumas empresas tentassem produzir pó de cobre eletrolítico, os Estados Unidos não produziam mais produtos em pó de cobre eletrolítico. Hoje, o pó de cobre eletrolítico é produzido na Europa, Japão, Rússia, Índia e Coréia do Sul.
As partículas de pó de cobre eletrolítico têm características dendríticas, a densidade de embalagem solta é inferior a 1 g/cm3 através do processo de ajuste e a resistência verde é superior a 35MPa. Ajustando o processo de sedimentação e pós-tratamento do pó, a densidade aparente pode ser aumentada.
Nos Estados Unidos, o pó de cobre pode ser produzido através de processos de atomização de água e atomização de gás mais métodos de oxidação-redução, e sua forma é esférica ou irregular. As propriedades físicas do pó atomizado (como: densidade aparente, fluidez, tamanho de partícula e resistência a verde) estão relacionadas às condições do processo, tais como: aditivos específicos, temperatura de fusão, pressão de atomização, temperatura de redução e pós-tratamento do pó . O diâmetro médio do pó após oxidação e redução é de 10 mícrons, a densidade aparente é inferior a 1,5 g/cm3 e a densidade verde é superior a 20 MPa. O tamanho da partícula e a temperatura de redução do pó atomizado são os principais fatores que determinam o produto em pó.
As propriedades do pó atomizado e redox são basicamente as mesmas do pó de cobre eletrolítico em aplicação, exceto pela aplicação de pó dendrítico e densidade aparente muito baixa.
O processamento de mancais de retenção de óleo à base de cobre-estanho autolubrificantes (com poros internos) é uma característica exclusiva da metalurgia do pó. Esses rolamentos são sinterizados a uma certa densidade e o teor de óleo dos poros pode chegar a 10-30%. Esses rolamentos requerem lubrificação regular para garantir uma operação segura durante o ciclo de vida do equipamento. Em 1920, rolamentos autolubrificantes foram usados pela primeira vez em carros Buick. A utilização em outras indústrias é bastante grande, mudando a indústria de equipamentos domésticos. A fabricação de rolamentos autolubrificantes consome aproximadamente 55% da produção de pó de cobre.
Os rolamentos Cu-Pb e Cu-Pb-Sn são usados em automóveis, turbinas, arruelas de encosto e equipamentos de bombas industriais. O material de suporte de aço substituiu os rolamentos de bronze fundido e forjado. O pó é coberto no substrato de aço, e uma certa densidade é alcançada através da sinterização e laminação. A porosidade do produto final é inferior a 0,25%.
O pó de latão e o pó de liga de níquel-prata são produzidos por atomização. O teor de zinco no pó de latão é de 10% a 30%. Às vezes, o chumbo é adicionado para melhorar as propriedades mecânicas. Tem sido usado em fechaduras, ponteiros de instrumentos e equipamentos de condução. Por causa de sua bela cor, o latão é usado para medalhas decorativas de metal. Peças de metalurgia do pó de latão pesando 2,6 kg foram recentemente usadas em peças de braços de robôs. A parte sinterizada com densidade sinterizada de 7,7 g/cm3 tem resistência à tração de 193MPa e alongamento de 14%. Um grande número de peças de metalurgia do pó mostra que o uso da tecnologia de metalurgia do pó para materiais à base de cobre é muito potencial e criativo.
Em 2002, o uso mundial de pó de cobre foi estimado em 59-64.000 toneladas, a América do Norte usou 22.000 toneladas, a Europa 18.000 toneladas e outros países consumiram 4.500 toneladas. Cerca de 55% de pó de cobre é usado para peças de bronze, 13% é misturado com pó de ferro para produzir peças de metalurgia do pó, 12% é usado para pó de sinterização de infiltração, 10% é usado para latão e 10% é usado para outras aplicações, como : materiais de fricção, química, metais pesados W-Cu e Mo-Cu, revestimentos, tintas, pastas e tintas.
As empresas de produção de pó na América do Norte e em todo o mundo foram fundidas e reorganizadas. Vinte anos atrás, havia principalmente oito fabricantes de pó de cobre na América do Norte. Hoje, o número foi reduzido para quatro, o que pode diminuir ainda mais.
