| Kategori | Parameter | Satuan | Nilai / Rentang |
|---|---|---|---|
| Komposisi Kimia (wt.%) | Cu (Tembaga) | % berat | Saldo (Balance) |
| Sn (Timah) | % berat | 9.0 – 11.5 | |
| P (Fosfor) | % berat | ≤ 1,0 | |
| Ni (Nikel) | % berat | ≤ 0,10 | |
| Si (Silikon) | % berat | ≤ 0,02 | |
| Sb (Antimon) | % berat | ≤ 0,05 | |
| Fe (Besi) | % berat | ≤ 0,1 | |
| Pb (Timbal) | % berat | ≤ 0,25 | |
| Al (Aluminium) | % berat | ≤ 0,01 | |
| Zn (Seng) | % berat | ≤ 0,05 | |
| Mn (Mangan) | % berat | ≤ 0,05 | |
| S (Belerang) | % berat | ≤ 0,05 | |
| O (Oksigen) | % berat | ≤ 0,1 | |
| Sifat Fisik | Ukuran Partikel D10 | mikrometer | ≥ 15 |
| Ukuran Partikel D50 | mikrometer | 30 – 40 | |
| Ukuran Partikel D90 | mikrometer | ≤ 60 | |
| Kebulatan | — | ≥ 0,90 | |
| Kepadatan Tampak | g/cm³ | ≥ 4.2 | |
| Kepadatan Ketukan | g/cm³ | ≥ 4,5 | |
| Kemampuan mengalir | s/50g | ≤ 25 | |
| Sifat Mekanis | Kondisi | — | Seperti yang Didepositkan |
| Kekuatan Tarik | MPa | ≥ 520 | |
| Kekuatan Luluh | MPa | ≥ 400 | |
| Pemanjangan | % | ≥ 30,0 | |
| Kepadatan Relatif | % | ≥ 99,5 | |
| Kekerasan (HV) | HV | ≥ 170 |
1. Analisis Serbuk CuSn10
Bubuk CuSn10 ini dirancang khusus untuk Peleburan Laser Selektif (SLM) dan menunjukkan serangkaian sifat yang seimbang, ideal untuk komponen tahan aus berkinerja tinggi.
Keunggulan Utama:
- Dioptimalkan untuk Manufaktur Aditif
- Distribusi ukuran partikel yang sempit (D50: 30–40 µm, D90 ≤ 60 µm) Memastikan keseragaman lapisan yang sangat baik dan pembentukan satelit minimal.
- Sferisitas tinggi (≥ 0,90) Dan Kemampuan mengalir yang baik (≤ 25 detik/50g) Memungkinkan pelapisan ulang bubuk yang andal—sangat penting untuk stabilitas proses di industri. SLM sistem.
- Kepadatan semu tinggi (≥ 4,2 g/cm³) dan kepadatan tekan tinggi (≥ 4,5 g/cm³) menunjukkan pengemasan yang padat, mengurangi porositas dan mendukung densifikasi hampir penuh (>99,5%).
- Performa Mekanis Luar Biasa (Saat Diendapkan)
- Kekuatan tarik tinggi (≥ 520 MPa) Dan kekuatan luluh (≥ 400 MPa) melampaui banyak paduan perunggu cor, menunjukkan manfaat struktur mikro halus yang dicapai melalui pembekuan cepat dalam SLM.
- Keuletan yang luar biasa (perpanjangan ≥ 30%) Hal ini luar biasa untuk komponen logam berkekuatan tinggi—kombinasi kekuatan dan ketangguhan ini jarang ditemukan dan sangat diinginkan untuk aplikasi beban dinamis (misalnya, roda gigi, bantalan).
- Kekerasan ≥ 170 HV Memberikan ketahanan yang baik terhadap keausan abrasif sekaligus mempertahankan kemampuan pemesinan dan kinerja kelelahan.
- Keunggulan Fungsional untuk Aplikasi Keausan
- Itu Kandungan Sn 9–11,5% Membentuk fase intermetalik keras (misalnya, δ-Cu₃₁Sn₈) di dalam matriks Cu yang ulet, menghasilkan perilaku pelumasan mandiri perunggu klasik di bawah kontak gesekan.
- Kandungan pengotor yang rendah (misalnya, O ≤ 0,1%, P ≤ 1,0%) memastikan kerapuhan minimal dan kinerja yang konsisten di seluruh proses pembuatan.
- Komposisinya sesuai dengan standar mutu perunggu (misalnya, ASTM B505 Tipe C90300 atau ISO 4382-2 CuSn10P), tetapi SLM-Bentuk bubuk yang dioptimalkan memungkinkan pembuatan geometri kompleks yang tidak mungkin dilakukan dengan pengecoran atau pemesinan.
Aplikasi Ideal:
- Dirgantara: Bushing, ring penahan dorong, dan komponen roda gigi yang ringan dan sangat kaku yang beroperasi pada suhu tinggi.
- Mesin IndustriBantalan berkecepatan tinggi dan berbeban tinggi, pengikut cam, dan komponen katup yang membutuhkan gesekan rendah dan masa pakai yang lama.
- Alat kesehatan: Sambungan instrumen bedah yang biokompatibel (Cu/Sn umumnya dapat diterima), dan tahan aus.
Singkatnya, CuSn10 ini SLM bubuk mewakili material berkinerja tinggi dan siap produksi yang menjembatani kesenjangan antara fungsionalitas perunggu tradisional dan kemampuan manufaktur aditif modern—menghadirkan geometri kompleks, sifat mekanik yang unggul, dan kemampuan pemrosesan yang andal.
2. Untuk apa bubuk CuSn10 digunakan? SLM (Peleburan Laser Selektif))
bubuk CuSn10 adalah bubuk paduan berbasis tembaga yang dikembangkan berdasarkan perunggu timah tradisional (mengandung 10% timah), yang dirancang khusus untuk proses manufaktur aditif logam. Disiapkan melalui teknik produksi bubuk canggih seperti atomisasi gas atau proses elektroda berputar plasma menjadi bubuk yang sangat bulat dengan distribusi ukuran partikel yang sempit, sehingga cocok untuk Selective Laser Melting (SLML).SLMTeknologi ). Material ini termasuk perunggu timah cor standar Jerman, yang sesuai dengan DIN EN 1982-2008, yang memiliki ketahanan aus yang sangat baik, konduktivitas listrik dan termal yang baik, serta kinerja pengecoran yang luar biasa.
2.1 Karakteristik Komposisi Kimia
| Elemen | Rentang Konten | Fungsi |
|---|---|---|
| Tembaga (Cu) | Saldo (88,5-90,5%) | Logam dasar, memberikan konduktivitas listrik dan termal. |
| Timah (Sn) | 9,0-11,5% | Memberikan kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi. |
| Fosfor (P) | 0,5-1,0% | Deoksidan, meningkatkan fluiditas, membentuk fase keras |
| Timbal (Pb) | ≤0,25% | Meningkatkan kemampuan pemesinan |
| Nikel (Ni) | ≤0,10% | Meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap korosi. |
| Besi (Fe) | ≤0,10% | Fase penguatan, meningkatkan ketahanan aus. |
| Mangan (Mn) | ≤0,10% | Meningkatkan kekuatan dan ketangguhan |
| Aluminium (Al) | ≤0,01% | Elemen deoksidasi |
| Seng (Zn) | ≤0,05% | Elemen jejak |
2.2 Karakteristik Serbuk
Parameter Fisik
- Distribusi Ukuran Partikel: 15-45μm (D50)
- Kebulatan: ≥0,95
- Kepadatan Tampak: ≥4,2 g/cm³
- Kepadatan Ketukan: ≥4,8 g/cm³
- Kemampuan mengalir: ≤15 s/50g (Pengukur aliran Hall)
Pengendalian Mutu Bubuk
- Kandungan Oksigen: ≤800 ppm
- Kandungan Nitrogen: ≤300 ppm
- Kandungan Air: ≤0,05%
3. Bubuk CuSn10 untuk SLM
3.1 Ketahanan Aus yang Sangat Baik
- Kandungan timah 9-11,5% Membentuk fase perunggu timah keras, memberikan ketahanan aus yang sangat baik dan sifat anti-gesekan.
- Cocok untuk bantalan geser, bushing, dan aplikasi lain yang mengalami keausan tinggi.
3.2 Konduktivitas Listrik dan Termal yang Baik
- Matriks tembaga memberikan konduktivitas listrik yang sangat baik (≥15% IACS) dan konduktivitas termal.
- Cocok untuk konektor listrik dan komponen penukar panas yang membutuhkan pembuangan panas.
3.3 Ketahanan Korosi yang Sangat Baik
- Ketahanan korosi yang baik di atmosfer, air tawar, dan air laut.
- Cocok untuk teknik kelautan dan peralatan kimia.
3.4 Performa Pengecoran Tinggi
- Unsur fosfor bertindak sebagai deoksidator, secara signifikan meningkatkan fluiditas dan densitas paduan.
- Cocok untuk pembuatan komponen presisi dengan bentuk yang kompleks.
3.5 Kemampuan Pemesinan yang Baik
- Penambahan unsur timbal meningkatkan kemampuan pengolahan material.
- Mempermudah proses pemesinan dan penyelesaian selanjutnya.
4. SLM Rekomendasi Parameter Proses
| Parameter | Kisaran yang Direkomendasikan | Catatan |
|---|---|---|
| Daya Laser | 300-500 W | Paduan tembaga membutuhkan daya yang lebih tinggi. |
| Kecepatan Pemindaian | 800-1500 mm/detik | Keseimbangan antara kepadatan dan efisiensi |
| Ketebalan Lapisan | 30-50 μm | Biasanya 40μm |
| Jarak Antar Lubang | 100-150 μm | Memengaruhi kualitas permukaan |
| Suhu Pemanasan Awal | 150-200°C | Mengurangi tekanan termal |
| Gas Pelindung | Argon dengan kemurnian tinggi (≥99,999%) | Mencegah oksidasi |
5. Bidang Aplikasi Umum
5.1 Bantalan dan Bushing
- Bantalan GeserBantalan tugas berat, cangkang bantalan
- Bantalan: Bantalan pompa hidrolik, bantalan roda gigi
- Lengan baju: Selongsong mekanis, selongsong tahan aus
5.2 Roda Gigi dan Komponen Transmisi
- Roda gigi: Roda gigi cacing, roda cacing
- Komponen Transmisi: Roda gigi, ratchet
- Pelat Kopling: Pelat gesekan, rakitan kopling
5.3 Konektor Listrik
- Komponen Konduktif: Elektroda, kontak
- Pendingin PanasPenukar panas, pendingin panas
- KonektorKonektor dan terminal listrik
5.4 Teknik Kelautan
- Komponen Kapal: Propeller, bantalan laut
- Pompa Air LautBadan pompa, impeler
- Peralatan KelautanKomponen tahan korosi air laut
5.5 Peralatan Kimia
- KatupKatup tahan korosi
- Badan PompaKomponen pompa kimia
- Segel: Cincin segel mekanis
6. Teknik Pasca-Pemrosesan
6.1 Perlakuan Panas
- Pelepasan Tegangan dengan PemanasanSuhu 500-550°C, tahan selama 1-2 jam.
- Perawatan Larutan: 750-800°C, pendinginan air
- Perawatan Penuaan: 350-400°C, 2-4 jam
6.2 Perlakuan Permukaan
- PemolesanPemolesan mekanis, pemolesan kimia
- Pelapisan ElektroPelapisan timah, pelapisan nikel untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
- LapisanLapisan PTFE untuk mengurangi koefisien gesekan
7. Perbandingan Serbuk Paduan Berbasis Tembaga
| Karakteristik | Bubuk CuSn10 | Serbuk CuAl10 | Serbuk CuNi30 | Bubuk Tembaga Murni | Bubuk CuCrZr |
|---|---|---|---|---|---|
| Komposisi Utama | Tembaga+10%Sn+P | Tembaga + 10% Al + Fe | Tembaga + 30% Ni + Zn | Tembaga ≥ 99,9% | Tembaga+0,8%Cr+0,1%Zr |
| Jenis Paduan | Perunggu Timah | Perunggu Aluminium | Cupronickel | Tembaga Murni | Kromium Zirkonium Tembaga |
| Konduktivitas Listrik | ≥15% IACS | ≥7% IACS | ≥4% IACS | ≥98% IACS | ≥80% IACS |
| Konduktivitas Termal | ≥50 W/m·K | ≥55 W/m·K | ≥20 W/m·K | ≥390 W/m·K | ≥320 W/m·K |
| Kekerasan (HB) | 70-90 | 120-160 | 90-110 | 40-60 | 110-140 |
| Kekuatan Tarik | ≥200 MPa | ≥350 MPa | ≥250 MPa | ≥150 MPa | ≥300 MPa |
| Kekuatan Luluh | ≥100 MPa | ≥200 MPa | ≥120 MPa | ≥70 MPa | ≥220 MPa |
| Pemanjangan | ≥10% | ≥8% | ≥15% | ≥25% | ≥12% |
| Ketahanan Aus | Bagus sekali | Bagus sekali | Bagus | Miskin | Bagus |
| Ketahanan Korosi | Sangat baik (air laut) | Sangat baik (air laut, asam) | Sangat baik (air laut, asam) | Suasana yang bagus | Suasana yang bagus |
| Kinerja Suhu Tinggi | Rata-rata (≤300°C) | Sangat baik (≤400°C) | Baik (≤350°C) | Buruk (≤200°C) | Sangat baik (≤500°C) |
| SLM Kebutuhan Daya | Tinggi (300-500W) | Tinggi (350-550W) | Sedang-Tinggi (300-450W) | Sangat Tinggi (400-600W) | Tinggi (350-500W) |
| Aplikasi Umum | Bantalan, bushing, roda gigi | Bantalan tugas berat, baling-baling | Peralatan kelautan, kondensor | Pendingin panas, elektroda | Elektroda, cetakan, bagian konduktif |
| Biaya | Sedang | Sedang | Tinggi | Rendah | Tinggi |
| Kesulitan Pemrosesan | Sedang | Tinggi | Sedang | Tinggi | Sedang |
7.1 Analisis Karakteristik Serbuk Paduan Berbasis Tembaga
1 CuSn10 (Perunggu Timah)
- KeuntunganKeunggulan: Ketahanan aus yang sangat baik dan sifat pelumasan mandiri, ketahanan korosi air laut yang baik, biaya yang moderat.
- KekuranganKonduktivitas listrik dan termal relatif lebih rendah, kekuatan sedang
- Skenario AplikasiBantalan geser, bushing, roda gigi, komponen teknik kelautan
2. CuAl10 (Perunggu Aluminium)
- KeuntunganKekuatan dan kekerasan yang sangat tinggi, ketahanan aus dan korosi yang sangat baik, kinerja suhu tinggi yang baik.
- KekuranganKonduktivitas listrik dan termal yang buruk, biaya tinggi, sulit diproses.
- Skenario AplikasiBantalan tugas berat, baling-baling, suku cadang tahan aus berkekuatan tinggi, peralatan kimia
3. CuNi30 (Tembaga Nikel)
- Keuntungan: Ketahanan korosi air laut yang sangat baik, kekuatan dan keuletan yang baik, kemampuan anti-biofouling yang kuat
- KekuranganKonduktivitas listrik dan termal yang buruk, biaya tinggi, nikel dapat menyebabkan alergi.
- Skenario AplikasiTeknik kelautan, komponen kapal, kondensor, penukar panas
4. Bubuk Tembaga Murni
- KeuntunganKonduktivitas listrik dan termal sangat tinggi, biaya rendah, dan daktilitas yang baik.
- KekuranganKekuatan rendah, ketahanan aus yang buruk, dan reflektivitas tinggi membuat pencetakan menjadi sulit.
- Skenario Aplikasi: Pendingin panas, elektroda, konektor konduktif, penukar panas
5. CuCrZr (Kromium Zirkonium Tembaga)
- Keuntungan: Konduktivitas listrik dan termal yang baik, kekuatan tinggi, kinerja suhu tinggi yang sangat baik, dan kemampuan anti-pelunakan
- KekuranganBiaya tinggi, penambahan kromium dan zirkonium meningkatkan kompleksitas proses.
- Skenario AplikasiElektroda las resistansi, cetakan, komponen berkekuatan tinggi dan konduktivitas tinggi, industri kedirgantaraan.
8. Tindakan Pencegahan Saat melakukan SLM Proses
- Reflektivitas TinggiPaduan tembaga memiliki reflektivitas laser yang tinggi, sehingga membutuhkan daya yang lebih tinggi dan parameter proses yang dioptimalkan.
- Sensitivitas OksidasiTembaga mudah teroksidasi pada suhu tinggi, harus menggunakan gas pelindung dengan kemurnian tinggi.
- Kecenderungan Retak PanasPerlu mengontrol laju pendinginan selama proses pendinginan untuk menghindari retakan panas.
- Penyimpanan BubukHarus disimpan di lingkungan kering dan terlindung dari gas inert untuk mencegah oksidasi.
- Kebutuhan Pasca-PemrosesanPerlakuan panas disarankan untuk mengoptimalkan sifat mekanik dan menghilangkan tegangan internal.
- Keterbatasan AplikasiTidak cocok untuk penggunaan jangka panjang pada suhu tinggi (>300°C), kekuatan relatif rendah.
9. Ringkasan
Bubuk CuSn10 untuk SLM memiliki nilai aplikasi penting dalam bantalan, bushing, konektor listrik, dan bidang teknik kelautan karena ketahanan ausnya yang sangat baik, konduktivitas listrik dan termal yang baik, serta kinerja pengecoran yang luar biasa. Meskipun reflektivitas tinggi dan sensitivitas oksidasi paduan tembaga menimbulkan tantangan bagi SLM Dengan mengoptimalkan parameter proses dan mengontrol atmosfer pelindung secara ketat, komponen perunggu timah berkinerja tinggi dapat berhasil diproduksi. Material ini merupakan pilihan penting di bidang manufaktur aditif paduan berbasis tembaga, terutama cocok untuk pembuatan komponen kompleks yang membutuhkan ketahanan aus, konduktivitas listrik, dan ketahanan korosi.
10. Layanan Kustomisasi oleh Forgecise
Forgecise Menyediakan solusi kustomisasi bubuk paduan tembaga yang komprehensif, mencakup seluruh spektrum mulai dari formulasi standar hingga paduan berbasis tembaga berkinerja tinggi yang spesifik untuk pelanggan. Kami mendukung berbagai jenis paduan tembaga utama termasuk… CuSn10, CuAl10Fe3, CuNi30, Tembaga Murni (Cu≥99,9%), Dan CuCrZrDengan kemampuan untuk secara tepat menyesuaikan komposisi kimia, distribusi ukuran partikel, bentuk bulat, dan kandungan oksigen agar sesuai dengan kebutuhan aplikasi Anda. Serbuk paduan tembaga kami dioptimalkan untuk proses manufaktur aditif yang menuntut, termasuk SLM, DED, BJT, Dan EBM, memastikan kemampuan cetak yang konsisten, kepadatan tinggi, dan sifat mekanik yang unggul pada komponen akhir Anda.
Mulai dari tahan aus hingga konduktivitas tinggi untuk penukar panas dan elektroda, Forgecise menyediakan keahlian material dan fleksibilitas manufaktur untuk memenuhi kebutuhan bubuk paduan tembaga Anda yang unik.
