Медный порошок SE: электролитическая медь для алмазного инструмента и порошковой металлургии
Медный порошок SE — электролитически осаждённая медь, получаемая катодным восстановлением из сернокислых растворов с последующей промывкой, стабилизацией и восстановительным отжигом. Марка относится к классу электролитических порошков с дендритной морфологией частиц и предназначена для процессов, где требуется высокая чистота металла в сочетании с развитой удельной поверхностью. Содержание меди — не менее 99,5 %, суммарная доля кислорода и оксидных плёнок регламентируется на уровне, обеспечивающем спекание без восстановительной атмосферы при температурах 780–900 C.
Дендритная форма частиц отличает SE от распылённых водно-атомизированных аналогов: ветвистая структура создаёт механическое зацепление в пресс-форме и повышает сырую прочность прессовки до 8–12 МПа при давлении прессования 400–600 МПа. Насыпная плотность составляет 1,5–2,8 г/см, что требует увеличения высоты засыпки матрицы по сравнению с гранулированными порошками.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Cu | 99,5 % | ГОСТ 1953.1 | Электропроводность спека | Основа марки |
| Кислород | 0,15–0,45 % | восстановление в H | Потери при спекании | Контроль потери массы |
| Насыпная плотность | 1,5–2,8 г/см | ГОСТ 19440 | Заполнение матрицы | Зависит от фракции |
| Фракция | 40–63 мкм | ситовой анализ | Усадка при спекании | Основной диапазон |
| Удельная поверхность | 0,25–0,55 м/г | БЭТ | Кинетика спекания | Дендритная форма |
| Температура спекания | 780–900 C | печь сопротивления | Плотность и прочность | Защитная атмосфера |
Области применения
- Алмазные отрезные сегменты и буровые коронки: SE выступает связующей матрицей, удерживающей синтетические алмазы зернистостью 315/250–125/100 мкм при горячем прессовании.
- Фрикционные накладки тормозных колодок железнодорожного подвижного состава и карьерной техники: порошок обеспечивает теплопроводящий каркас спечённого композита.
- Электроконтактные вставки низковольтной коммутационной аппаратуры, работающие при токах до 630 А.
- Припойные пасты и токопроводящие клеи для монтажа силовой электроники на алюмонитридных подложках.
- Антифрикционные втулки узлов скольжения горно-обогатительного оборудования, работающих в условиях абразивного износа.
- Добавка в шихту порошковой проволоки для наплавки медных токосъёмных шин электролизных ванн.
Технологические особенности
При подготовке шихты SE смешивается с оловом, никелем или кобальтом в смесителях-дражираторах; дендритная структура препятствует сегрегации компонентов при транспортировке. Спекание проводится в атмосфере диссоциированного аммиака или водорода с точкой росы не выше –40 C. Для алмазосодержащих композитов применяется горячее прессование при давлении 20–35 МПа и выдержке 3–6 мин, что обеспечивает удержание алмазных зёрен без графитизации.
Порошок склонен к окислению при хранении во влажной среде: рекомендуется герметичная тара с инертным заполнением и срок хранения не более 12 месяцев при относительной влажности до 60 %. Перед использованием партия проверяется на потерю массы при восстановлении в водороде.
Вопросы и ответы
Чем дендритный порошок SE отличается от распылённого?
Дендритная морфология даёт развитую поверхность и механическое зацепление частиц, повышая сырую прочность прессовки. Распылённые порошки имеют сферическую форму и более высокую насыпную плотность, но хуже формуются без пластификатора.
При какой температуре спекается медный порошок SE?
Оптимальный интервал — 780–900 C в защитной или восстановительной атмосфере. Температура ниже 780 C не обеспечивает достаточной усадки, выше 900 C возрастает риск роста зерна и снижения механических свойств.
Какой размер фракции применяется для алмазного инструмента?
Для сегментов алмазных коронок и отрезных кругов используют фракции 40–63 мкм и 63–100 мкм. Мелкие фракции повышают плотность связки, крупные — износостойкость матрицы.
Требуется ли восстановительная атмосфера при спекании?
Да, для удаления оксидных плёнок и предотвращения повторного окисления. Применяется водород с точкой росы не выше –40 C либо диссоциированный аммиак.
