近年来，粉末冶金学者对具有& ldquonano & rdquo还有& ldquo复合& rdquo特性材料，而忽略了基础材料及其工艺在粉末冶金领域的拓展作用。铜在粉末冶金领域发挥了巨大作用，并将继续促进其发展。本文主要阐述了铜粉在粉末冶金中的应用及其技术的发展，并对铜的发展历史、特性及应用进行了综述。
铜在粉末冶金中的应用
早在一万年前，铜就被发现并被公认为一种独特的金属。起初，它被用于珠宝和其他装饰品。以天然铜块或含铜矿石为原料，加工很简单，就是原始的冷加工。早在公元前8700年，铜就被用来制作项链吊坠。
铜具有优异的导热性和导电性、耐腐蚀性和机械性能。铜很容易加工成复杂的形状和细丝。建筑师经常用它鲜红的颜色和腐蚀后的铜绿来装饰建筑、天花板和户外设施。
铜容易与其他元素形成合金，广泛用于制造异形锻件、铸件和粉末冶金制品。由铜和镍形成的合金具有优异的耐海水腐蚀性。锡可以提高铜在固溶体中的强度和耐腐蚀性。锌铜合金，即黄铜粉，用于水管、锁、阀门和管件。含有镍、锡、钛、铍和钴的铜合金的强度与高强度钢相当，并且具有高导电性和导热性。铜、锌和铝合金常用于生产片状金粉。通过调整锡和镍的成分，可以产生特定的颜色。
在粉末冶金领域，纯铜粉用于生产电子和热元件。含有锡、锌、镍或铁的铜合金广泛用于汽车、草坪公园设备、工具和电子工业。铜粉最常用于自润滑轴承，此外还有化学工业中的铁铜预混、渗析和摩擦材料零件。
铜粉的重要而有特色的应用是粉末冶金。该领域的材料不是通过熔炼和铸造获得的，例如弥散强化Cu-Al2O3用于强化和制造焊接电极(用于汽车等工业领域)，W-Cu和Mo-Cu用于电子元件的热管理，这些材料的孔隙率需要控制。自润滑轴承和过滤器是粉末冶金的典型应用。这些材料需要适当的孔隙率控制，使含油量达到优良的润滑效果。
铜粉可以通过金属注射成型工艺制成形状复杂的电气和电子零件。该产品具有良好的导电性和导热性。我们可以使用高纯度铜粉，通过增加零件的最终密度来提高导电性和导热性。注射成型工艺可以提高铜粉的密度，产品的导电性和导热性也会相应提高。
粉末冶金产品
铜粉的主要应用是混合铜和锡粉来制造青铜工件。20世纪20年代初，位于美国新泽西卡特赖特的USMR开始生产电解铜粉。这个工厂面积小，阴极槽大。生产高峰期，粉厂每月铜粉约455吨。20世纪80年代中期，冶炼和电解精炼企业被迫关闭。由于Kaltlet工厂的关闭，虽然有企业尝试生产电解铜粉，但美国没有生产电解铜粉产品。如今，欧洲、日本、俄罗斯、印度和韩国都在生产电解铜粉。
电解铜粉颗粒具有树枝状特征。通过调整工艺，松装密度小于1g/cm3，生坯强度大于35MP。通过调整沉降过程和粉末的后处理，可以提高体积密度。
在美国，水雾化和气体雾化结合氧化还原法可以生产球形或不规则形状的铜粉。雾化粉末的物理性能(如体积密度、流动性、粒度和生坯强度)与工艺条件有关，如特定添加剂、熔化温度、雾化压力、还原温度和粉末的后处理。通过氧化还原测试的粉末的中值直径为10微米，松密度小于1.5g/cm3，生坯密度大于20MP。雾化粉末的粒度和还原温度是决定粉末产品的关键因素。
雾化氧化还原粉的性能与应用中的电解铜粉基本相同，只是应用中需要树枝状粉末和极低的堆积密度。
加工自润滑铜锡基含油轴承(内部有孔隙)是粉末冶金的独有特点。这种轴承烧结到一定密度，孔隙含油率可达10 ~ 30%。这种轴承需要定期润滑，以确保在设备的生命周期内安全运行。1920年，自润滑轴承首次应用于别克汽车工业。在其他行业的使用量相当大，改变了家电这个行业。自润滑轴承的制造消耗约55%的铜粉产量。
铜-铅和铜-铅-锡轴承用于汽车、涡轮机、止推垫圈和工业泵设备。钢背材料取代了铸造和锻造的青铜轴承，粉末覆盖在钢基体上，通过烧结和轧制达到一定的密度，最终产品的气孔率小于0.25%。
黄铜粉和镍银合金粉是通过雾化生产的。黄铜粉中的锌含量为10% ~ 30%，有时会加入铅来改善机械性能。已应用于锁具、仪表指针、驾驶设备等。因为它美丽的颜色，黄铜被用于装饰金属奖章。重2.6公斤的黄铜粉末冶金零件最近被用于机器人手臂。烧结密度为7.7 g/cm3的烧结件的抗拉强度和伸长率分别达到193MPa和14%。大量粉末冶金零件表明，粉末冶金技术在铜基材料的使用中具有巨大的潜力和创造性。
2002年世界铜粉的消费量估计为59 ~ 64000吨，北美为22000吨，欧洲为18000吨，其他国家为4500吨。约55%的铜粉用于青铜部件，13%与铁粉混合生产粉末冶金部件，12%用于渗透烧结粉末，10%用于黄铜，10%用于其他应用，如摩擦材料、化学、钨铜和钼铜重金属、涂料、油漆、浆料和油墨。
北美和世界上的粉末生产公司都被兼并重组了。二十年前，北美主要有八家铜粉制造商。如今，数量减少到4个，可能还会进一步缩水。
当前发展
粒度小于10微米的粉末适用于生产注塑件。注射成型工艺可用于电气和电子行业，生产形状复杂的零件。这种材料具有高导电性和导热性。因为高纯材料的导电性与烧结密度有关，所以注射成型工艺可以使零件的密度接近原材料的密度，并具有复杂的形状。提出了铜粉在热管理器件中的应用。除了电子产品中复杂的全铜散热片等散热元件外，还讨论了松散铜粉在电子元件冷却中的应用。
