مس و آلیاژهای مس دسته ای از مواد کلیدی با کاربردهای مهم هستند. مس به دلیل رسانایی حرارتی عالی، رسانایی الکتریکی، شکل پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و غیره، یک ماده ضروری برای کاربردهای خاص در هوا فضا و تسلیحات است.

در ساخت افزودنی، استفاده از مواد مس نسبتاً دیر است، اما در سال‌های اخیر روند توسعه سریعی را نشان داده است. به طور خاص، استفاده از تولید مواد افزودنی آلیاژ مس در صنایع دفاعی و نظامی به طور مداوم پیشرفت های مهمی داشته است که توسعه تولید مواد افزودنی مس را ارتقا داده است.

در دو سال گذشته، صنعت تولید مواد افزودنی به وضوح افزایش تقاضا برای آلیاژهای مس را احساس کرده است و کاربران جدید همچنان به توسعه کاربردهای تولید افزودنی آلیاژ مس ادامه می دهند. این مواد همچنین از برنز قلع ریخته‌گری اولیه آسان به مس خالص و مسهای مختلف با استحکام بالا و رسانایی بالا تغییر کرده‌اند. . طبق یک گزارش تحقیقاتی، طی سال‌های 2019-2027، بازار جهانی تولید افزودنی‌های مس با نرخ رشد مرکب سالانه 51 درصد رشد خواهد کرد. اگرچه هنوز مشکلات فرآیندی و مواد زیادی در چاپ آلیاژ مس وجود دارد، اما می‌توان پیش‌بینی کرد که مس جایگاهی در تولید افزودنی‌های فلزی داشته باشد.

وضعیت کاربرد مواد آلیاژ مس در داخل و خارج از کشور

با پیشرفت سریع صنعت با تکنولوژی بالا، مواد جدید در جهت عملکرد فوق العاده بالا، خلوص بالا و تکرار بالا در حال توسعه هستند [2]، که الزامات بالاتری را برای یکپارچگی، عملکرد، کوچک سازی و قابلیت اطمینان پیش می برد. محصولات مرتبط. مس و آلیاژهای مس پیشرفته به عنوان مواد رسانای هسته استفاده می شود که به طور گسترده در صنعت اطلاعات الکترونیکی استفاده می شود. - حمل و نقل ریلی سرعت، مدولاسیون فرکانس قدرت بزرگ و تنظیم سرعت میله‌های راهنمای موتور کششی ناهمزمان و حلقه‌های انتهایی، الکترودهای جوش مقاومتی برای وسایل نقلیه با انرژی جدید، مواد باتری، مواد الاستیک شمع شارژ، قالب‌های ماشین ریخته‌گری پیوسته برای صنایع متالورژی، دستگاه‌های خلاء الکتریکی، سوئیچ پل های تماسی برای مهندسی برق و انواع سیم ها و غیره.

در حال حاضر بسیاری از تولیدکنندگان معروف خارجی مواد افزودنی مواد مس را در کاتالوگ محصولات خود قرار داده اند. EOS در سال 2020 کتابچه راهنمای داده های Cu و CuCrZr خالص را اعلام کرد و نسخه دو نوع ماده AMCM (شرکت تابعه EOS، تجهیزات سفارشی سازی تولید، ماشین سفارشی سازی افزودنی) را در سال 2021 راه اندازی کرد. SLM Solutions به طور متوالی CuSn10 و CuCrZr را راه اندازی کرد. داده های محصول در سال 2019، این شرکت محصولات CuNi2SiCr را روانه بازار کرد که هم استحکام و هم رسانایی الکتریکی و حرارتی را در نظر می‌گیرند که می‌تواند در قالب‌ها و زمینه‌های الکتریکی استفاده شود و به یک محصول اصلی در تولید مواد آلیاژی مس تبدیل شود.

تولیدکنندگان مواد TLS Technik، m4p، Sandvik، Makin و سایر شرکت‌ها، محصولات آلیاژ مس خود را با مواد افزودنی تولید می‌کنند. در حال حاضر، مس و آلیاژ مس برای تولید افزودنی در Cu خالص، CuSn10، CuCrZr و CuNi2SiCr متمرکز شده است. اگرچه CuNiSn، CuCr، CuCrNb، CuAlFeNi و سایر مواد نیز تحقیقات و کاربردهای مرتبط با تولید افزودنی دارند، اما درجه کاربرد به خوبی چهار نوع محصول اول نیست. Youyan Powder New Material Co., Ltd. (به اختصار "پودر یویان"، کد موجودی 688456) بزرگترین تامین کننده پودر مس در چین است، با فروش سالانه بیش از 30,000 تن پودر مس و آلیاژ مس. شرکت تابعه آن، Beijing CommScope Xiwei، تحقیقات و کاربرد مس و پودر آلیاژ مس را برای تولید مواد افزودنی پیش از این در چین انجام داده است. در حال حاضر، مجموعه نسبتا کاملی از محصولات پودری ویژه مس و آلیاژ مس را برای تولید افزودنی تشکیل داده است، از جمله Cu خالص، CuSn10، CuCrZr، CuNi2SiCr، CuAlFeNi، و غیره، کاربردهای مهمی در هوافضا، قالب، برق و سایر زمینه ها به دست آورده است. .

1. مس خالص

در مقایسه با آلیاژهای مس، مزیت مس خالص رسانایی الکتریکی و حرارتی آن است، زیرا همه انواع آلیاژهای مس پس از افزودن عناصر به مس، ناگزیر هدایت الکتریکی و حرارتی خود را از دست می دهند. از آنجایی که مس خالص نرخ جذب پایینی در طول موج 1064 نانومتری معمولی دارد که به آن طول موج قرمز می گویند، و دستیابی به فشردگی آسان نیست، چاپ مس خالص همیشه یک مشکل بوده است. راه حل فعلی استفاده از لیزر با طول موج کوتاه مانند دستگاه لیزر سبز 515 نانومتری TRUMPF است و راه حل دیگر افزایش قدرت است، مانند دستگاه AMCM EOS مجهز به لیزر 1Kw برای چاپ مس خالص. مهم نیست که چه نوع تجهیزاتی برای چاپ استفاده می شود، برای به دست آوردن قطعات مس خالص با چگالی بالا یا رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، پودر ماده خام باید خلوص بالا را حفظ کند و همچنین دارای ویژگی های پودری باشد که به راحتی به چگالی می رسد، مانند ذرات معقول. توزیع اندازه و جریان عملکرد خوب و چگالی بسته بندی شل بالا. تا آنجا که به تهیه پودر مس خالص مربوط می شود، حفظ خلوص بالای مواد در عین حفظ کروییت بالا هدف است.

2. CuSn10

شکل گیری CuSn10 به عنوان یک برنز قلع ریخته گری آسان است و بسیاری از مدل ها یا صنایع دستی مربوط به مواد مسی با CuSn10 چاپ می شوند. آلیاژ CuSn10 دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش عالی و مقاومت در برابر خوردگی است. می توان از آن برای ساخت قطعات مقاوم در برابر سایش مانند تیغه ها و چرخ دندهs، اما رسانایی الکتریکی و حرارتی آن زیاد نیست. بنابراین، CuSn10 به طور کلی برای الزامات هدایت الکتریکی یا حرارتی استفاده نمی شود. CuSn10 یک محصول معمولی در تولید افزودنی فعلی مواد آلیاژ مس است.

3. CuCrZr

موتورهای موشکی یک سناریوی کاربردی معمولی برای آلیاژهای مس هستند. مواد مورد نیاز برای پوشش موتور و قطعات مربوطه بسیار زیاد است. از یک طرف به دلیل دمای بسیار بالای احتراق محفظه احتراق (بیش از 3000 درجه سانتیگراد)، از طرف دیگر دمای بالا، فشار بالا و گاز پر سرعت دارای خوردگی قوی بر روی مواد می باشد. آلیاژ CuCr یک آلیاژ مس معمولی تقویت شده با بارش است و افزودن عنصر Zr می‌تواند رسوب فاز کروم را افزایش داده و توزیع فازهای رسوب‌شده را بهبود بخشد. در عین حال، ترکیب مس-زیرکونیوم تشکیل شده توسط Zr و Cu می تواند نقش تقویت بارش را ایفا کند. بنابراین مکانیک آلیاژ CuCrZr عملکرد عالی دارد و می توان از آن در ساخت قطعات موتور موشک استفاده کرد. در سال‌های اخیر، واحدهای هوافضای داخلی کارهای تحقیق و توسعه بیشتری را بر روی تولید افزودنی قطعات محفظه رانش موتور موشک انجام داده‌اند. CuCrZr در حال حاضر یک ماده اختیاری است. شایان ذکر است که مواد آلیاژ مس برای قطعات موتور موشک همچنان در حال به روز رسانی و تکرار است. CuZr، CuCr، CuAgZr، CuCrNb و مواد دیگر به طور متوالی تحقیقات کاربردی دارند، به ویژه GRcop-42 که توسط ناسا در ایالات متحده تأیید می شود. (Cu-4Cr-2Nb در درصد)، انتظار می رود که مواد محفظه احتراق موتور موشک را به سطح جدیدی ارتقا دهد.

4. CuNi2SiCr

SLM Solutions محصول مواد آلیاژ مس CuNi2SiCr را در سال 2019 عرضه کرد. این ماده یک آلیاژ سخت‌پذیر قابل عملیات حرارتی با استحکام بالا و ترکیبی متعادل از رسانایی الکتریکی و هدایت حرارتی است. در عین حال، آلیاژ شامل اجزای نیکل و سیلیکون است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش دارد. CuNi2SiCr خود جزء جدیدی نیست. این ماده با آلیاژ استاندارد آمریکایی C18000 مطابقت دارد. SLM Solutions در استفاده از این ماده در تولید مواد افزودنی پیشگام شد و کار شناسایی مواد و تأیید پارامترها را انجام داد و عضو مهمی را به خانواده آلیاژ مس تولید افزودنی اضافه کرد. استحکام CuNi2SiCr پس از عملیات حرارتی به طور قابل توجهی بالاتر از CuCrZr و سایر مواد است، در حالی که درجه خاصی از هدایت حرارتی و هدایت الکتریکی را حفظ می کند. توانسته است برخی از الزامات ساخت قالب و الزامات قطعات رسانا را برآورده کند، بنابراین کاربردهای مهمی در قالب ها و زمینه های الکتریکی خواهد داشت.

روند تحقیق و توسعه و مشکلات مواد آلیاژ مس پیشرفته کشور من

(1) روند تحقیق و توسعه فناوری

در سال های اخیر، سطح کلی آلیاژهای مس با کارایی بالا و فناوری تهیه آنها پیشرفت قابل توجهی داشته است. انواع محصولات آلیاژ مس با کارایی بالا با حقوق مالکیت معنوی مستقل در حال افزایش است و سطح پردازش مواد آلیاژ مس نصب شده به سطح پیشرفته بین المللی نزدیک شده است. روند توسعه تحقیق و توسعه و صنعتی سازی مواد آلیاژی مس پیشرفته ویژگی های زیر را نشان می دهد.

(1) توسعه از یک نیاز عملکرد واحد به یک نیاز مشخصه چند منظوره. به عنوان مثال، مواد مبتنی بر مس با هدایت حرارتی بالا و عملکرد محافظ الکترومغناطیسی بالا باید تقاضا برای مواد رسانا را در میدان‌های با دقت بالا مانند سیستم‌های میدان مغناطیسی قوی پالسی و فرستنده‌های الکترومغناطیسی شتاب ذرات برآورده کنند. خط تماس شبکه برق راه آهن پرسرعت 380 کیلومتر در ساعت علاوه بر هدایت الکتریکی بالا، باید استحکام، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خستگی بالاتری نیز داشته باشد. آلیاژهای مس برای مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ نیاز به استحکام بالا، رسانایی بالا، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت خمشی و ویژگی‌های حکاکی آسان دارند.

(2) مواد پردازش مس در جهت نازکی، نازکی، طول و دقت بالا در حال توسعه هستند. تقاضا برای سیم‌های بسیار ریز، روبان‌های بسیار نازک، لوله‌های دیواره نازک، لوله‌های فوق‌طول، نوارهای بسیار بلند، لوله‌های رزوه‌دار، لوله‌های خاص، میله‌های خاص، تسمه‌های خاص و سایر محصولات همچنان ادامه دارد. افزایش دادن. به عنوان مثال، قاب سرب منعکس کننده روند توسعه کوچک سازی چند پایه و با چگالی بالا، فوق العاده نازک است.

(3) تصفیه بالای مس. محتوای مس مس صنعتی از 99.9 درصد به 99.95 درصد و سپس به 99.99 درصد یا حتی بیشتر افزایش می یابد تا رسانایی الکتریکی و حرارتی مواد تا حد امکان بهبود یابد. مس فوق‌العاده خالص با محتوای مس 99.999 9% تأثیر ناخالصی‌ها بر هدایت الکتریکی و حرارتی را به حداقل می‌رساند.

(4) کامپوزیت مواد. پتانسیل یک روش تقویت مواد منفرد محدود است و استفاده از روش های کامپوزیتی برای بهبود بیشتر عملکرد جامع مس به یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده است. به عنوان مثال، افزودن ذرات فاز دوم، سبیل ها یا الیاف به آلیاژهای مس برای تقویت ماتریس مس و توسعه مواد کامپوزیتی چندمنظوره جدید بر پایه مس، که برای تئوری طراحی آلیاژهای مس با کارایی بالا و کاربردهای عملی در صنایع بالا مهم هستند. زمینه های فنی ارزش.

(2) مشکلات پیش رو

اگرچه کشور من بزرگترین تولید کننده مواد آلیاژ مس در جهان است، اما هنوز کشور قوی در مواد آلیاژ مس نیست. هوافضا، اطلاعات الکترونیکی، مهندسی دریایی، تجهیزات پیشرفته و بسیاری دیگر از زمینه‌های با تکنولوژی بالا از آلیاژهای مس با کارایی بالا که به شدت مورد نیاز هستند، هنوز به واردات متکی هستند. بسیاری از تولید کنندگان مواد آلیاژ مس، غلظت صنعتی پایین، رقابت ضعیف محصول، و سود ناچیز صنعت وجود دارد. ، قادر به حمایت از توسعه صنایع پیشرفته نیست. مسائل اصلی درگیر در صنعت مواد آلیاژ مس به شرح زیر است.

(1) انواع و گریدهای کمی از مواد آلیاژ مس با کارایی بالا وجود دارد، و عملکرد کلی برخی از آلیاژهای مس با عملکرد بالا به طور کلی کمتر از محصولات مشابه وارداتی است، مانند Cu-Ni-Si که به طور مستقل توسعه یافته و تولید می شود. و نوارهای قاب سربی Cu-Cr-Zr. تعداد کمی.

(2) ظرفیت تولید پایدار محصولات آلیاژ مس در مقیاس بزرگ و با کیفیت بالا نیاز به بهبود فوری دارد. به عنوان مثال، پایداری عملکرد، کیفیت سطح و محصولات نهایی کامل محصولات نواری آلیاژ مس الاستیک با دقت بالا هنوز نیاز به پیشرفت‌هایی دارند.

(3) پردازش آلیاژهای مس با عملکرد بالا آلودگی زیست محیطی جدی و اتلاف جدی منابع دارد. فناوری آماده سازی کارآمد و کوتاه مدت هنوز بالغ نشده است و کیفیت و عملکرد محصول باید بهبود یابد.

(4) فقدان فناوری تولید مستقل برای برخی از تجهیزات تولید پیشرفته، توسعه محصولات جدید را محدود می کند. به عنوان مثال، اکثر تجهیزات تولید فویل با دقت بالا به واردات متکی هستند.

(5) برخی از مواد آلیاژ مس سطح بالا فاقد حقوق مالکیت معنوی مستقل و بستر تحقیق و توسعه عمومی هستند و ساخت پایگاه‌های اطلاعاتی در مورد عملکرد مواد، فناوری تولید، استانداردها و مشخصات عقب مانده است.

(6) فن آوری آماده سازی با خلوص فوق العاده بالا، محتوای اکسیژن بسیار کم مس بدون اکسیژن در اندازه بزرگ همگن هنوز باید بیشتر بهبود یابد، و فن آوری آماده سازی خوردگی با دقت بالا، قطر زیاد و عمر طولانی- آلیاژ مس نیکل مقاوم باید عمیق شود.

END

در مقایسه با محصولاتی مانند تیتانیوم، آلومینیوم و آلیاژهای با دمای بالا، تولید افزودنی مس و آلیاژهای مس هنوز نابالغ است. EOS مفهوم سطح ذخیره فناوری مشابه (TRL) را برای محصولات مواد در سال 2019 معرفی کرده است. در حال حاضر، دو نوع ماده مس به عنوان سطح 3 که متعلق به سطح تأیید است، مشخص شده است، در حالی که محصولاتی مانند IN718 و AlSi10Mg به طور کلی سطح هستند. 7-9. در این مرحله، تولید افزودنی به تدریج از تأیید مدل به ساخت محصول تغییر کرده است. مواد افزودنی ساخت وارد مرحله انتخاب یا طراحی مواد بر اساس کاربرد خواهند شد. تکرار به روز رسانی مواد مس و آلیاژ مس آشکارتر است. می توان پیش بینی کرد که با پیشرفت مستمر فرآیندها و مواد، کاربرد افزودنی ساخت مواد مسی به سطح جدیدی ارتقا یابد.

پیوند به این مقاله روند تحقیق و توسعه و مشکلات مواد آلیاژ مس پیشرفته کشور من

بیانیه تجدید چاپ: اگر دستورالعمل خاصی وجود ندارد ، همه مقالات این سایت اصلی هستند. لطفاً منبع چاپ مجدد را ذکر کنید: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks

PTJ® طیف کاملی از دقت سفارشی را ارائه می دهد CNC چین ماشینکاری خدمات. گواهینامه ISO 9001: 2015 و AS-9100. دقت سریع 3 ، 4 و 5 محوره ماشینکاری CNC خدمات شامل فرز ، ورق فلز با توجه به مشخصات مشتری ، قادر به قطعات فلزی و پلاستیکی با تحمل +/- 0.005 میلی متر است. خدمات ثانویه شامل CNC و سنگ زنی معمولی ، برش لیزری، حفاری ،ریخته گری می کند، ورق فلز و مهر زنی. تهیه نمونه های اولیه ، اجرای کامل تولید ، پشتیبانی فنی و بازرسی کامل خودرو, هوافضا، قالب و لوازم جانبی ، روشنایی led ،پزشکی، دوچرخه و مصرف کننده الکترونیک صنایع تحویل به موقع. کمی در مورد بودجه پروژه خود و زمان تحویل پیش بینی شده به ما بگویید. ما برای ارائه کم هزینه ترین خدمات برای کمک به شما در رسیدن به هدف خود با شما استراتژی خواهیم کرد ، خوش آمدید با ما تماس بگیرید ( sales@pintejin.com ) مستقیماً برای پروژه جدید شما.