中国粉体网讯 近日，特斯拉又爆出“刹车失灵”事件，引发民众热议。可见，在大家心中，汽车安全问题相当重要。说到汽车安全，刹车片一直被认为是汽车的“保护神”。
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汽车制动过程是依靠刹车片和制动盘直接摩擦作用将运动车辆的动能转化为热能而使车辆在一定的安全距离内停止的过程，刹车片-制动盘是制动技术的关键，为车辆安全运行的基础保障。刹车片要求要有较高且稳定的摩擦因数、磨合快、耐磨性好、热物理性能好以及足够的力学强度。
而铜基粉末冶金摩擦材料因具有良好的导热性和稳定的摩擦性能，优先被选作飞机、高速列车、重型汽车的刹车片材料。
1 铜基金属粉末的制备方法及应用领域
根据不同的生产工艺和形貌特征，铜基金属粉末可分为电解铜粉、雾化铜及合金粉、超细铜基粉末（铜基预合金粉、超细及纳米铜粉）、扩散铜基粉末、包覆粉末（铜包铁粉末、铜包石墨粉末、银包铜等）等类型。不同制备方法生产的铜基粉末具有不同的性能特征，从而满足不同应用领域的要求。
表1为铜基粉末几种制备方法、产品特性及应用领域。其中，电解法和雾化法是目前生产的主流工艺，约占总销量的90%。
图片来源：《中国铜基粉末产业发展现状及展望》
1.1 电解铜粉
电解铜粉具有纯度高、成形性好、呈树枝状等特点，广泛应用于粉末冶金零部件、金刚石工具、电碳等领域，尤其是电碳、冷压金刚石锯片、摩擦材料、部分PM零部件等领域。因其特有的性能，其他铜粉无法替代。图2为不同松比电解铜粉的微观形貌。
图2 不同松比电解铜粉的微观现象
（图片来源：粉末冶金工业期刊）
1.2 雾化铜及铜合金粉末
雾化工艺是当今铜及铜合金粉生产工艺的发展趋势。与其他制粉方法，如化学法、电解法、机械法等相比，雾化法具有合金化程度高、成分均匀、生产效率高、成本低、无污染等许多优点，因而成为铜及铜合金粉末重要的生产方法。
近几年，通过自主开发、引进国外先进设备与技术，中国雾化技术水平提高非常快，在喷嘴设计、雾化设备制造、自动化程度等方面，与国外的差距显著缩小，成为金属粉末主流制备工艺。雾化粉末的应用得到了拓展，粉末加工改性技术得到了很大程度的提高，如化工催化剂、热导材料、片状仿金粉等铜基粉末。雾化法通过调整雾化参数，可以制备松比不大于2.7g/cm3的铜粉，可以部分取代电解铜粉，耗电量仅为2000kwh；另外，雾化制备工艺环保，避免了电解工艺过程中对环境的污染。
水雾化生产的预合金粉末的成分设计灵活，容易批量生产，且成本较低，用量很大，但缺乏统一的行业标准，不同厂家的产品质量参差不齐，品种繁杂，急需规范化生产。另外，还存在国内小企业较多，价格竞争激烈的问题。
2 铜基金属粉末的产业现状
据中国钢结构协会粉末冶金分会统计结果，2018年国内铜基粉末销量约5.33万t，2019年约为5.49万t，较2018年增长了3.0%。电解、雾化、扩散烧结、化学包覆为主要生产方法。电解铜粉2019年销量为2.18万t，约占总量的40%；雾化、扩散等铜基粉末销量为3.31万t，约占总量的60%。2019年中国20多家企业生产铜基粉末，总产能超过6.5万t。年产能超过2000t的企业有有研粉末、有研重冶、苏州福田、衡水润泽、浙江长贵金属粉体等企业，其中有研粉末新材料股份有限公司国内市场占有率超过35%，处于行业领军地位。
3 铜基金属粉末的发展空间
近年来，导热导电材料、高铁刹车片、化工催化剂、增材制造等应用领域的发展促进了铜基粉末销量的增加，铜基粉末产业技术得到提升。中国已经成为全球最大的铜基粉末生产国，但依然具有很大的发展空间。球形粉末制备工艺技术在增材制造、喷涂、注射成形等行业的应用有待进一步完善和拓展；使用要求不同的渗铜粉产品，系列化及稳定性有待完善和提高；新型环保包覆法制备技术有待开发；微纳米铜粉的规模化生产及应用需要发展。
随着智能化消费电子产品的普及与更新、新能源汽车和无人驾驶技术等带来的汽车电子化水平的提高、5G通信的推广、工业自动化的不断深入、增材制造技术的进步及航空航天产业的发展，市场对于铜基粉末的需求量将不断增加。
参考文献：
【1】李占荣，周友智等.中国铜基粉末产业发展现状及展望.
【2】彭韬.高铁刹车片材料制动摩擦行为及摩擦稳定性研究.
【3】方小亮，郑合静.铜基粉末冶金摩擦材料的应用及展望.
（中国粉体网编辑整理/星耀）
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