Медный порошок ПМУ: технические характеристики и применение
Медный порошок ПМУ — электролитический порошок меди марки ПМУ (пыль медная улучшенная), получаемый методом электроосаждения из сульфатных электролитов с последующей механической обработкой катодного осадка. Материал соответствует требованиям ГОСТ 4960 и предназначен для ответственных порошково-металлургических процессов, где критичны высокая чистота основы и контролируемая морфология частиц.
Отличительная особенность ПМУ — дендритная (древовидная) форма частиц с развитой удельной поверхностью. Такая морфология обеспечивает высокую прессуемость и формуемость смесей, что принципиально для изготовления изделий методом холодного прессования с последующим спеканием. Содержание основного металла в марке ПМУ составляет не менее 99,7%, а суммарное содержание примесей (железо, свинец, мышьяк, сурьма, висмут, кислород) строго лимитировано, что гарантирует стабильность электрофизических и механических свойств конечной продукции.
Гранулометрический состав и технологические свойства
ПМУ поставляется в нескольких гранулометрических фракциях, что позволяет подбирать материал под конкретную технологию. Насыпная плотность порошка колеблется в диапазоне 1,5–2,5 г/см в зависимости от фракции, а текучесть обеспечивает стабильную дозировку в автоматических пресс-автоматах. Удельная поверхность, определяемая методом БЭТ, достигает 0,4–0,8 м/г, что интенсифицирует процессы спекания и пропитки.
| Показатель | ПМУ-1 | ПМУ-2 | ПМУ-3 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля меди, %, не менее | 99,7 | 99,7 | 99,7 | ГОСТ 13938.1 |
| Насыпная плотность, г/см | 1,8–2,2 | 1,5–1,9 | 1,3–1,7 | ГОСТ 19440 |
| Остаток на сите 005, %, не более | 0,3 | 0,5 | 1,0 | ГОСТ 18318 |
| Массовая доля кислорода, %, не более | 0,15 | 0,20 | 0,25 | ГОСТ 27417 |
Применение в промышленности
ПМУ востребован в производстве антифрикционных материалов на медной основе. В паре с графитом и дисульфидом молибдена порошок формирует матрицу подшипников скольжения, работающих в узлах трения при высоких удельных нагрузках. Также материал применяется при изготовлении:
- контактных элементов и щеток электрических машин методом порошковой металлургии;
- фрикционных накладок тормозных систем тяжелой техники;
- фильтрующих элементов для тонкой очистки жидкостей и газов;
- медьграфитовых вставок токосъемников кранового и тягового оборудования;
- декоративных и защитных покрытий, наносимых газотермическим напылением.
В электротехнической отрасли ПМУ применяется для пропитки пористых вольфрамовых и молибденовых каркасов при производстве контактов высоковольтных выключателей. Развитая поверхность частиц ускоряет капиллярную пропитку и обеспечивает равномерное заполнение порового пространства расплавом меди.
Особенности спекания и прессования
Дендритная структура ПМУ обеспечивает высокую механическую сцепляемость частиц уже на стадии холодного прессования. Рекомендуемое давление прессования составляет 200–400 МПа, температура спекания в восстановительной атмосфере (диссоциированный аммиак, водород) — 850–950 C. Выдержка при спекании подбирается в зависимости от массы и конфигурации изделия и обычно не превышает 60–90 минут. Для снижения окисленности поверхности перед спеканием допускается обработка порошка в слабовосстановительной среде при 150–200 C.
При производстве изделий с повышенными требованиями к электропроводности рекомендуется использовать порошок с минимальным содержанием кислорода (ПМУ-1), поскольку оксидная пленка на границах частиц увеличивает переходное электрическое сопротивление. Для антифрикционных материалов, напротив, допустимо применение ПМУ-3, где несколько повышенное содержание кислорода компенсируется введением твердых смазок.
Вопросы и ответы
Чем ПМУ отличается от порошка марки ПМС?
ПМУ — электролитический порошок с дендритной формой частиц и повышенной чистотой, тогда как ПМС (пыль медная селективная) получают восстановлением оксидов и отличаются более округлой морфологией. ПМУ предпочтителен для прессованных изделий, ПМС — для процессов напыления и пропитки.
Какая атмосфера требуется при спекании изделий из ПМУ?
Рекомендуется восстановительная атмосфера — диссоциированный аммиак, водород или конвертированный природный газ. Температура спекания — 850–950 C, точка росы атмосферы не выше –30 C для предотвращения вторичного окисления.
В каких пределах варьируется насыпная плотность ПМУ?
В зависимости от фракции насыпная плотность составляет 1,3–2,2 г/см. Более тонкие фракции (ПМУ-3) имеют меньшую насыпную плотность из-за большего объема межчастичных пустот.
Допустимо ли использование ПМУ в производстве тормозных колодок?
Да, ПМУ входит в состав фрикционных композиций на медной основе для тяжелонагруженных тормозных узлов. Медь обеспечивает теплоотвод из зоны трения, а дендритная форма частиц улучшает удержание неметаллических компонентов в матрице.
