Hợp kim đồng CuNi2SiCr Nikon SLM Solutions là vật liệu in 3D kim loại có độ bền kéo lên đến 670 MPa, kết hợp khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt và chống mài mòn. Sản phẩm được sử dụng để chế tạo điện cực, piston và các chi tiết công nghiệp chịu tải, đặc biệt trong những ứng dụng mà đồng nguyên chất chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu về cơ tính.
Vinnotek cung cấp hợp kim đồng CuNi2SiCr chính hãng Nikon SLM Solutions, hỗ trợ doanh nghiệp lựa chọn vật liệu và giải pháp in 3D kim loại phù hợp với nhu cầu sản xuất.
1. Tổng Quan Vật Liệu
Hợp kim đồng CuNi2SiCr Nikon SLM Solutions là vật liệu nền đồng được bổ sung niken, silic và crom nhằm cải thiện độ bền cơ học, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn. Với khả năng hóa bền bằng nhiệt, vật liệu đáp ứng những ứng dụng cần kết hợp độ cứng cao với đặc tính dẫn điện và dẫn nhiệt của đồng.
Trong sản xuất công nghiệp, đồng nguyên chất được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng truyền nhiệt và dẫn điện. Tuy nhiên, độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn của đồng nguyên chất còn hạn chế khi chi tiết phải chịu tải trọng, lực tiếp xúc hoặc ma sát trong quá trình vận hành.
CuNi2SiCr được phát triển để giải quyết bài toán này. Việc bổ sung các nguyên tố hợp kim giúp vật liệu cải thiện đáng kể độ bền, đồng thời duy trì khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật.
Đặc biệt, sau quá trình xử lý nhiệt, CuNi2SiCr đạt độ bền kéo trung bình lên đến 670 MPa và độ cứng 225 HV10. Vật liệu còn có khả năng chống ăn mòn tốt, đặc biệt là chống nứt do ăn mòn ứng suất, đáp ứng yêu cầu của những chi tiết làm việc trong điều kiện cơ học phức tạp.
Hợp kim CuNi2SiCr có thành phần hóa học tương tự các mác vật liệu C18000 và CW111C. Đây cũng là hợp kim đồng không chứa beryllium, phù hợp để xem xét thay thế một số ứng dụng sử dụng hợp kim đồng-beryllium truyền thống.
Được phát triển cho công nghệ Selective Laser Melting (SLM), bột CuNi2SiCr cho phép chế tạo các chi tiết kim loại có hình dạng phức tạp trực tiếp từ dữ liệu thiết kế 3D. Nhờ đó, doanh nghiệp có thêm phương án sản xuất những bộ phận khó gia công bằng phương pháp truyền thống, đặc biệt khi cần tích hợp các cấu trúc bên trong hoặc tối ưu hình học theo chức năng sử dụng.
Tại Việt Nam, Vinnotek là đối tác phân phối độc quyền Nikon SLM Solutions, cung cấp hợp kim đồng CuNi2SiCr chính hãng cùng các giải pháp in 3D kim loại phục vụ ngành khuôn mẫu, cơ khí chính xác và sản xuất công nghiệp.
2. Thành Phần Hóa Học
Hợp kim đồng CuNi2SiCr sử dụng đồng làm kim loại nền, kết hợp niken, silic và crom để cải thiện cơ tính và khả năng chống ăn mòn. Thành phần hóa học của vật liệu được kiểm soát theo phạm vi tương tự mác hợp kim đồng C18000.
Bảng dưới đây thể hiện tỷ lệ các nguyên tố trong bột CuNi2SiCr của Nikon SLM Solutions:
|
Nguyên tố |
Tỷ lệ (% khối lượng) |
|
Đồng (Cu) |
Phần còn lại |
|
Niken (Ni) |
2,00 – 3,00 |
|
Silic (Si) |
0,50 – 0,80 |
|
Crom (Cr) |
0,20 – 0,50 |
|
Sắt (Fe) |
≤ 0,15 |
|
Mangan (Mn) |
≤ 0,10 |
|
Chì (Pb) |
≤ 0,02 |
|
Tổng các nguyên tố khác |
≤ 0,10 |
Bên cạnh thành phần hóa học, Nikon SLM Solutions còn kiểm soát các đặc tính của bột kim loại đầu vào nhằm đáp ứng yêu cầu của công nghệ SLM.
|
Thông số |
Giá trị |
|
Tên vật liệu |
CuNi2SiCr |
|
Nhóm vật liệu |
Hợp kim đồng |
|
Mác tương tự |
C18000 / CW111C |
|
Kích thước hạt bột |
20-63 µm |
|
Hình dạng hạt |
Dạng cầu (Spherical) |
|
Khối lượng riêng vật liệu |
Khoảng 8,84 g/cm³ |
|
Công nghệ in |
Selective Laser Melting (SLM) |
3. Cơ Tính Sau In
Hợp kim đồng CuNi2SiCr Nikon SLM Solutions có khả năng cải thiện đáng kể độ bền, độ cứng và độ dẫn điện sau quá trình xử lý nhiệt. Đây là đặc điểm quan trọng giúp sản phẩm phù hợp với những chi tiết phải làm việc dưới tác động đồng thời của tải trọng cơ học, nhiệt độ và dòng điện.
Nikon SLM Solutions cung cấp hai bộ thông số in cho CuNi2SiCr gồm Precision và Prime, với chiều dày lớp in và công suất laser khác nhau. Mỗi bộ thông số mang đến sự cân bằng riêng giữa năng suất tạo hình và đặc tính của chi tiết sau in.
Cơ tính với bộ thông số Precision 30 µm
Bộ thông số Precision sử dụng chiều dày lớp in 30 µm và công suất laser 400 W. Trong điều kiện thử nghiệm của Nikon SLM Solutions, vật liệu có các thông số cơ học như sau:
|
Chỉ số |
Chưa xử lý nhiệt (NHT) |
Đã xử lý nhiệt (AGED) |
|
Độ bền kéo Rm – hướng ngang (MPa) |
310 ± 5 |
665 ± 5 |
|
Độ bền kéo Rm – hướng đứng (MPa) |
275 ± 5 |
610 ± 5 |
|
Giới hạn chảy Rp0.2 – hướng ngang (MPa) |
255 ± 5 |
575 ± 5 |
|
Giới hạn chảy Rp0.2 – hướng đứng (MPa) |
235 ± 5 |
540 ± 5 |
|
Độ giãn dài A – hướng ngang (%) |
36 ± 3 |
18 ± 2 |
|
Độ giãn dài A – hướng đứng (%) |
40 ± 2 |
23 ± 3 |
|
Độ cứng Vickers HV10 |
105 ± 5 |
210 ± 5 |
Sau xử lý nhiệt, độ bền kéo theo hướng ngang tăng từ 310 MPa lên 665 MPa, trong khi giới hạn chảy tăng từ 255 MPa lên 575 MPa. Sự cải thiện này giúp vật liệu chống biến dạng tốt hơn khi làm việc dưới tải trọng cơ học.
Độ cứng cũng tăng từ 105 HV10 lên 210 HV10, tạo lợi thế cho những chi tiết có yêu cầu chống mài mòn và hạn chế biến dạng bề mặt. Mặc dù độ giãn dài giảm sau hóa già, CuNi2SiCr vẫn duy trì khả năng biến dạng nhất định trước khi đứt gãy.
Cơ tính với bộ thông số Prime 60 µm
Bộ thông số Prime sử dụng chiều dày lớp in 60 µm và công suất laser 700 W, hướng đến những ứng dụng cần nâng cao năng suất tạo hình.
|
Chỉ số |
Chưa xử lý nhiệt (NHT) |
Đã xử lý nhiệt (AGED) |
|
Độ bền kéo Rm – hướng ngang (MPa) |
315 ± 5 |
670 ± 20 |
|
Độ bền kéo Rm – hướng đứng (MPa) |
275 ± 5 |
630 ± 15 |
|
Giới hạn chảy Rp0.2 – hướng ngang (MPa) |
245 ± 5 |
580 ± 15 |
|
Giới hạn chảy Rp0.2 – hướng đứng (MPa) |
230 ± 10 |
550 ± 10 |
|
Độ giãn dài A – hướng ngang (%) |
36 ± 3 |
18 ± 2 |
|
Độ giãn dài A – hướng đứng (%) |
33 ± 3 |
22 ± 2 |
|
Độ cứng Vickers HV10 |
105 ± 5 |
225 ± 5 |
Độ bền kéo trung bình 670 MPa và độ cứng 225 HV10 sau xử lý nhiệt là những thông số nổi bật của CuNi2SiCr khi sử dụng bộ thông số Prime. Tổ hợp cơ tính này phù hợp với các chi tiết cần khả năng chịu tải, chống mài mòn và duy trì độ ổn định trong quá trình vận hành.
Bên cạnh độ bền cơ học, khả năng dẫn điện của CuNi2SiCr cũng thay đổi đáng kể sau quá trình xử lý nhiệt.
|
Thông số dẫn điện – Precision 30 µm |
Chưa xử lý nhiệt |
Đã xử lý nhiệt |
|
Độ dẫn điện (MS/m) |
8 ± 1 |
23 ± 1 |
|
Độ dẫn điện (% IACS) |
13 ± 1 |
40 ± 1 |
IACS là thang đo độ dẫn điện lấy đồng ủ tiêu chuẩn làm mốc 100%. Với độ dẫn điện trung bình đạt 40% IACS sau xử lý nhiệt theo bộ thông số Precision, CuNi2SiCr mang đến sự cân bằng giữa khả năng dẫn điện và độ bền cơ học.
Để tìm hiểu chi tiết về thành phần hóa học, cơ tính sau xử lý nhiệt và các bộ thông số in, anh chị có thể tham khảo Material Data Sheet hợp kim đồng CuNi2SiCr chính hãng Nikon SLM Solutions.
4. Đặc Tính Nổi Bật
Hợp kim đồng CuNi2SiCr được Nikon SLM Solutions phát triển cho những ứng dụng mà khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt của đồng nguyên chất cần được kết hợp với độ bền cơ học cao. Sản phẩm sở hữu nhiều đặc tính phù hợp với các chi tiết chức năng trong sản xuất công nghiệp.
Độ bền kéo lên đến 670 MPa: Sau xử lý nhiệt, CuNi2SiCr đạt độ bền cơ học cao, phù hợp với các chi tiết chịu tải và thường xuyên chịu lực tiếp xúc trong quá trình vận hành.
Độ cứng lên đến 225 HV10: Khả năng hóa bền giúp cải thiện độ cứng của vật liệu, đáp ứng những ứng dụng có yêu cầu chống mài mòn và hạn chế biến dạng bề mặt.
Độ dẫn điện đạt 40% IACS: Với bộ thông số Precision và quy trình xử lý nhiệt phù hợp, vật liệu đạt độ dẫn điện đáp ứng nhiều ứng dụng kỹ thuật điện cần kết hợp khả năng dẫn dòng điện với độ bền cơ học.
Khả năng dẫn nhiệt tốt: Nền hợp kim đồng giúp CuNi2SiCr duy trì khả năng truyền nhiệt, phù hợp với các bộ phận cần kết hợp chức năng giải nhiệt và chịu tải.
Chống ăn mòn và chống nứt do ăn mòn ứng suất: Thành phần hợp kim giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn, đặc biệt trong những điều kiện làm việc có sự kết hợp giữa ứng suất cơ học và tác động của môi trường.
Chống mài mòn và chịu trượt tốt: Vật liệu phù hợp với piston, điện cực và các bộ phận thường xuyên chịu ma sát hoặc tiếp xúc cơ học trong quá trình hoạt động.
Không chứa beryllium: CuNi2SiCr mang đến lựa chọn thay thế cho một số ứng dụng sử dụng hợp kim đồng-beryllium, đồng thời loại bỏ nguy cơ phơi nhiễm beryllium từ thành phần vật liệu.
Có khả năng hóa bền bằng nhiệt: Độ bền, độ cứng và độ dẫn điện được cải thiện sau quy trình xử lý nhiệt, giúp doanh nghiệp lựa chọn trạng thái vật liệu phù hợp với yêu cầu sản phẩm.
Nhờ những đặc tính trên, CuNi2SiCr đáp ứng các ứng dụng mà vật liệu phải thực hiện đồng thời nhiều chức năng. Đây là yếu tố quan trọng khi doanh nghiệp cần chế tạo chi tiết dẫn điện hoặc truyền nhiệt nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu tải và chống mài mòn trong quá trình sử dụng.
5. Ứng Dụng Thực Tế
Với khả năng kết hợp độ bền cơ học, độ cứng và tính dẫn điện, dẫn nhiệt, hợp kim đồng CuNi2SiCr được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Đặc biệt, công nghệ in 3D kim loại cho phép doanh nghiệp khai thác vật liệu để chế tạo những chi tiết có hình học phức tạp, phục vụ các yêu cầu thiết kế chuyên biệt.
Khuôn mẫu
CuNi2SiCr phù hợp với các bộ phận khuôn mẫu cần kết hợp khả năng truyền nhiệt và độ bền cơ học, đặc biệt tại những vị trí thường xuyên chịu tải hoặc ma sát trong quá trình sản xuất.
Đối với insert khuôn ép nhựa, khả năng dẫn nhiệt của vật liệu hỗ trợ quá trình trao đổi nhiệt giữa bề mặt khuôn và hệ thống làm mát. Trong khi đó, độ cứng được cải thiện sau xử lý nhiệt giúp đáp ứng yêu cầu của những chi tiết phải chịu áp lực và tiếp xúc cơ học liên tục.
Linh Kiện Cơ Điện Tử (Electromechanical Components)
CuNi2SiCr còn phù hợp với những linh kiện cơ điện tử cần kết hợp chức năng dẫn điện và khả năng chịu tải cơ học.
Các bộ phận liên kết dẫn điện, chi tiết cố định và cơ cấu có bề mặt tiếp xúc thường xuyên đều cần vật liệu duy trì được đặc tính cơ học trong quá trình vận hành..
Điện – Cơ khí điện
Trong lĩnh vực điện và cơ khí điện, CuNi2SiCr được sử dụng để chế tạo điện cực và các bộ phận dẫn điện có yêu cầu về độ bền cơ học.
Khác với những chi tiết chỉ đảm nhiệm chức năng truyền dẫn điện, điện cực hàn và tiếp điểm điện còn phải chịu lực ép, ma sát hoặc tác động nhiệt trong quá trình hoạt động. Vì vậy, việc lựa chọn vật liệu cần xem xét đồng thời độ dẫn điện, khả năng chống biến dạng và độ bền bề mặt.
Sau xử lý nhiệt, CuNi2SiCr đạt độ dẫn điện trung bình 40% IACS theo bộ thông số Precision, đồng thời có độ bền và độ cứng cao hơn đáng kể so với trạng thái chưa xử lý nhiệt.
Nhờ đó, vật liệu phù hợp với các ứng dụng cần sự cân bằng giữa khả năng dẫn điện và độ ổn định cơ học của chi tiết.
Van & Chi Tiết Chịu Tải
Hợp kim đồng CuNi2SiCr đáp ứng nhu cầu chế tạo piston, các bộ phận chịu trượt và những chi tiết cơ khí phải làm việc dưới tải trọng kết hợp ma sát.
Trong các ứng dụng này, độ cứng và khả năng chống mài mòn đóng vai trò quan trọng đối với việc duy trì hình dạng và đặc tính bề mặt của chi tiết. Đồng thời, khả năng chống ăn mòn giúp vật liệu phù hợp với những điều kiện vận hành có yêu cầu cao về độ ổn định.
Với những chi tiết cần hình dạng đặc biệt hoặc tích hợp cấu trúc bên trong, công nghệ in 3D kim loại còn hỗ trợ doanh nghiệp phát triển thiết kế theo yêu cầu sử dụng, hạn chế một số ràng buộc của phương pháp gia công cắt gọt.
6. Máy In 3D Tương Thích
Hợp kim đồng CuNi2SiCr được Nikon SLM Solutions phát triển cho công nghệ Selective Laser Melting, trong đó nguồn laser làm nóng chảy chọn lọc từng lớp bột kim loại để tạo thành chi tiết theo dữ liệu thiết kế 3D.
Đối với vật liệu nền đồng, việc lựa chọn đúng cấu hình máy và bộ thông số in đặc biệt quan trọng do đặc tính dẫn nhiệt và khả năng phản xạ năng lượng laser của vật liệu.
Nikon SLM Solutions đã phát triển và thẩm định các bộ thông số CuNi2SiCr dành cho hệ thống SLM®280 2.0 và SLM®280 Production Series.
|
Thông số |
Precision |
Prime |
|
Bộ thông số in |
CuNi2SiCr_PREC_MBP3_V1.0 |
CuNi2SiCr_PRIM_MBP3_V1.0 |
|
Chiều dày lớp in |
30 µm |
60 µm |
|
Công suất laser |
400 W |
700 W |
|
Máy tương thích |
SLM®280 2.0, SLM®280 Production Series |
SLM®280 2.0, SLM®280 Production Series |
|
Phần mềm chuẩn bị dữ liệu đã thẩm định |
Materialise SLM Build Processor |
Materialise SLM Build Processor |
|
Tốc độ tạo hình lý thuyết |
23,3 cm³/h (Twin) |
51,4 cm³/h (Twin) |
|
Độ đặc tương đối tối thiểu |
99,9% |
99,1% |
Xem thêm: Các dòng máy in 3D kim loại Nikon SLM Solutions tại Vinnotek.
7. Vì Sao Chọn Mua Tại Vinnotek
Để khai thác hiệu quả CuNi2SiCr trong in 3D kim loại, doanh nghiệp cần lựa chọn đồng bộ vật liệu, thiết bị và quy trình sản xuất. Vinnotek hỗ trợ từ tư vấn vật liệu đến triển khai, vận hành và bảo trì hệ thống Nikon SLM Solutions.
Nhà phân phối độc quyền chính hãng tại Việt Nam
Vinnotek là đối tác phân phối độc quyền Nikon SLM Solutions tại Việt Nam, cung cấp máy in 3D kim loại và các giải pháp vật liệu phục vụ sản xuất công nghiệp.
Chúng tôi hỗ trợ doanh nghiệp tiếp cận Material Data Sheet chính hãng, kiểm tra nguồn gốc vật liệu và các yêu cầu về chứng nhận chất lượng theo lô hàng. Đây là cơ sở quan trọng đối với những đơn vị cần kiểm soát vật liệu đầu vào và duy trì khả năng truy xuất nguồn gốc trong sản xuất.
Tư vấn chuyên sâu cho ứng dụng khuôn mẫu giải nhiệt
Với hợp kim đồng CuNi2SiCr, Vinnotek hỗ trợ khách hàng đánh giá khả năng ứng dụng vật liệu cho insert khuôn, các bộ phận truyền nhiệt và những chi tiết cần kết hợp khả năng giải nhiệt với độ bền cơ học.
Bên cạnh vật liệu, chúng tôi cung cấp giải pháp in 3D kim loại Nikon SLM Solutions, hỗ trợ doanh nghiệp phát triển những thiết kế khuôn có hình học phức tạp và tích hợp kênh làm mát theo yêu cầu sản xuất.
Việc kết hợp giữa vật liệu phù hợp và công nghệ chế tạo giúp doanh nghiệp có thêm phương án giải quyết những bài toán kỹ thuật mà phương pháp gia công truyền thống gặp hạn chế.
Đội ngũ kỹ sư làm chủ toàn bộ quy trình
Chất lượng của chi tiết in 3D kim loại không chỉ phụ thuộc vào vật liệu đầu vào mà còn chịu ảnh hưởng từ bộ thông số in, hướng tạo hình và quy trình xử lý sau in.
Vì vậy, Vinnotek chú trọng tư vấn giải pháp đồng bộ giữa bột kim loại và thiết bị Nikon SLM Solutions, giúp khách hàng lựa chọn phương án sản xuất phù hợp với yêu cầu của từng chi tiết.
Đội ngũ kỹ sư Vinnotek hỗ trợ doanh nghiệp trong quá trình lựa chọn vật liệu, đánh giá thiết kế, thiết lập thông số và triển khai công nghệ in 3D kim loại.
Chế độ bảo hành và bảo trì định kỳ
Bên cạnh việc cung cấp vật liệu và thiết bị, Vinnotek triển khai các hoạt động hỗ trợ kỹ thuật nhằm giúp doanh nghiệp duy trì khả năng vận hành của hệ thống in 3D kim loại.
Khách hàng được tư vấn về quy trình sử dụng, bảo trì thiết bị, kiểm tra hệ thống và xử lý các vấn đề kỹ thuật phát sinh trong quá trình sản xuất. Các hạng mục bảo hành, bảo trì định kỳ và thay thế linh kiện được thực hiện theo chính sách áp dụng cho từng dòng máy và thỏa thuận dịch vụ tương ứng.
Hệ sinh thái hỗ trợ mở rộng – METAMAN
Bên cạnh hoạt động cung cấp thiết bị và vật liệu, Vinnotek còn phát triển hệ sinh thái METAMAN nhằm kết nối các doanh nghiệp, chuyên gia và đối tác trong lĩnh vực in 3D công nghiệp.
Thông qua các hội thảo và hoạt động chuyên môn, khách hàng có cơ hội cập nhật công nghệ, tìm hiểu những ứng dụng vật liệu mới và trao đổi kinh nghiệm triển khai sản xuất bồi đắp kim loại.
Liên hệ Vinnotek ngay hôm nay để nhận báo giá hợp kim đồng CuNi2SiCr chính hãng Nikon SLM Solutions, tài liệu Material Data Sheet và tư vấn giải pháp in 3D kim loại phù hợp với nhu cầu sản xuất của doanh nghiệp.
Đánh giá
Chưa có đánh giá nào.