CuZn40 prášek

Přehled prášku CuZn40

CuZn40, známý také jako mosazný prášek, je slitina mědi a zinku složená z 40% zinku a zbytku mědi. Nabízí vynikající kombinaci pevnosti, tažnosti, odolnosti proti korozi, obrobitelnosti a ekonomické ceny, což z ní činí jednu z nejpoužívanějších práškových slitin.

Složení prášku CuZn40

Složení mosazného prášku CuZn40 je:

Živel	Složení
měď (Cu)	Zůstatek
Zinek (Zn)	39-41%

• Měď tvoří primární matrici, která dodává tažnost a odolnost proti korozi.
• Zinek zpevňuje pevný roztok a zlepšuje obrobitelnost.

Toto složení je označováno jako "mosaz pro volné obrábění" nebo "mosaz s vysokou obrobitelností" díky vylepšením z obsahu zinku 40%.

V některých odrůdách mohou být přítomny malé přídavky olova až do 0,5%, které dále zvyšují obrobitelnost. Kvůli kontaktu s potravinami a bezpečnosti pro životní prostředí se upřednostňuje bezolovnatý prášek CuZn40.

Vlastnosti prášku CuZn40

Prášek CuZn40 nabízí všestrannou kombinaci vlastností, která je vhodná pro široké použití v různých průmyslových odvětvích:

Vlastnictví	Hodnota
Hustota	8,4-8,8 g/cm3
Bod tání	900-920°C
Elektrická vodivost	26% IACS
Tepelná vodivost	120 W/m-K
Koeficient tepelné roztažnosti	20 x 10-6 /°C
Modul pružnosti	97-110 GPa
Pevnost v tahu	330-550 MPa
Prodloužení	15-40%
Tvrdost	80-90 Brinell
Tepelná stabilita	Dobrá, do 400 °C

• Vynikající tvařitelnost a tažnost - Vysoké prodloužení umožňuje rozsáhlé zpracování a tváření za studena.
• Dobrá obrobitelnost a povrchová úprava - Snížení obráběcích sil ve srovnání se slitinami mědi s nižším obsahem zinku nebo bez něj.
• Vysoká pevnost - Až dvojnásobná pevnost mědi díky zinku v pevném roztoku.
• Odolnost proti korozi -Vytváří ochrannou vrstvu oxidu v atmosféře. Lepší než obyčejné uhlíkové oceli.
• Nemagnetické - Vhodné pro aplikace vyžadující minimální magnetické vlastnosti.
• Dobrá tepelná stabilita - Rozměry stabilní při tepelném cyklování až do 400 °C.

Díky této kombinaci pevnosti, tažnosti, tepelných a elektrických vlastností je CuZn40 vhodný pro široké použití v elektrotechnice, automobilovém průmyslu, námořnictví a průmyslu.

Aplikace prášku CuZn40

Díky svým univerzálním vlastnostem je prášek CuZn40 vhodný pro následující aplikace:

aplikace	Výhody
Elektrické konektory	Vysoká pevnost, dobrá vodivost, odolnost proti korozi
Spojovací materiál, ozubená kola	Dobrá obrobitelnost, odolnost proti opotřebení
Ložiska, pouzdra	Kompatibilní s rotujícími hřídeli, dobrá mazivost
Svařovací tyče	Kompatibilita s ocelí, dobrá pájitelnost
Dekorativní díly	Atraktivní zlatá barva, dobrá povrchová úprava
Tepelné řízení	Vyšší tepelná vodivost než u ocelí

• Elektrické konektory a kontakty - Používá se hojně v kolících, konektorech díky pevnosti, vodivosti a cenové výhodě oproti alternativám.
• Obráběné díly - Vhodné pro matice, šrouby, ozubená kola, ventily atd. díky vynikající obrobitelnosti.
• Ložiska a pouzdra - Kompatibilní s ocelovými hřídeli a zároveň poskytuje dobrou odolnost proti opotřebení a mazivost.
• Spotřební materiál pro svařování - Oblíbená v Cu-Zn plnicích tyčích a slitinách pro pájení ke spojování ocelových součástí.
• Dekorativní doplňky - Poskytuje estetickou zlatou povrchovou úpravu pro dekorativní díly a šperky.
• Tepelné komponenty - Používá se ve výměnících tepla a součástech tepelného managementu s využitím jeho vyšší tepelné vodivosti.

Prášek CuZn40 je díky svým univerzálním vlastnostem, výkonnosti a ekonomické ceně široce přijímán ve všech průmyslových odvětvích.

CuZn40 prášek Specifikace

Prášek CuZn40 je k dispozici v různých velikostech, tvarech a stupních čistoty:

Specifikace	Možnosti
Distribuce velikosti částic	10 - 150 mikronů
Průměrná velikost částic	20, 45, 60, 100 mikronů
Tvar prášku	Nepravidelné, kulovité
Zdánlivá hustota	Až 75% teoreticky
Průtoková rychlost	Až 25 s/50 g
Čistota	Až 99,9%
Varianty slitin	CuZn10, CuZn30, CuZn37

• Menší velikost částic pod 45 mikronů umožňuje větší zhuštění, ale snižuje tekutost.
• Sférický prášek zajišťuje lepší tok a hustotu balení vhodnou pro aditivní výrobu.
• Vyšší zdánlivá hustota a průtoky zlepšují manipulaci s práškem a jeho zpracování.
• Pro náročnější aplikace jsou k dispozici varianty s vysokou čistotou.
• K dispozici je řada úrovní zinku v rozmezí 10-40% pro různou pevnost a tažnost.

Prášek CuZn40 lze přizpůsobit z hlediska velikosti částic, tvaru, hustoty, tokových vlastností a složení slitiny na základě požadavků aplikace.

Metody konsolidace prášku CuZn40

Prášek CuZn40 lze zpracovat na komponenty s plnou hustotou pomocí technik, jako jsou:

Metoda	Podrobnosti
Zhutňování + spékání	Starší úsporná metoda s tvarovými omezeními.
Vstřikování kovů (MIM)	Tvarové díly s vynikající přesností a povrchovou úpravou.
Aditivní výroba	Přímý tisk složitých, hustých dílů z modelů CAD.
Vytlačování za tepla	Pro jednoduché, osově souměrné tvary, jako jsou tyče a trubky.
Zhutňování válců	Pro plechy a pásy vyžadující dobrou tažnost.

• Běžně se používá lisování a následné spékání, které však vyžaduje sekundární zpracování pro úplné zhutnění.
• MIM nabízí nejvyšší přesnost a kvalitu povrchu, ale vyžaduje velké objemy, aby se náklady na nástroje ospravedlnily.
• Aditivní výrobní metody, jako je tryskání pojiva a modelování pomocí tavné depozice, získávají na popularitě díky flexibilitě designu.
• Vytlačování a válcování se dobře hodí pro jednoduché geometrie, jako jsou tyče, plechy atd., které využívají tvárnost.

Metoda konsolidace řídí konečné vlastnosti, jako je hustota, přesnost, povrchová úprava a mikrostruktura.

Tepelné zpracování dílů CuZn40

Tepelné zpracování dílů z CuZn40 pomáhá přizpůsobit řadu mechanických vlastností:

Tepelné zpracování	Účel
Roztokové žíhání	Obnovuje tažnost po zpracování za studena
Odstraňování stresu	Odstraňuje zbytková napětí
Zpevnění srážek	Zpevnění stárnutím po rozpuštění

• Žíhání při 700-900 °C a následné pomalé ochlazování změkčuje slitinu tím, že odstraňuje účinky studené práce a umožňuje další tváření.
• Nízkoteplotní kalení v rozmezí 150-350 °C způsobuje precipitaci fáze bohaté na měď, čímž se zvyšuje pevnost až na 50%, ale dochází ke ztrátě tažnosti.
• Odlehčování při teplotách kolem 300-500 °C pomáhá snižovat zbytková napětí z předchozího tvarování.

Tepelné zpracování rozšiřuje univerzálnost slitiny CuZn40 tím, že umožňuje vylepšení vlastností podle potřeb aplikace.

Srovnání CuZn40 s alternativami

Zde je srovnání CuZn40 s jinými oblíbenými prášky ze slitin mědi:

Slitina	CuZn40	CuSn6	CuNi18Zn20	Bronz
Síla	Vysoký	Střední	Nejvyšší	Střední
Tažnost	Vysoký	Střední	Nízký	Střední
Odolnost proti korozi	Dobrý	Vynikající	Vynikající	Vynikající
Tepelná vodivost	120 W/m-K	50 W/m-K	20 W/m-K	60 W/m-K
Náklady	Nízký	Vysoký	Vysoký	Střední

• CuSn6 má vyšší odolnost proti korozi, ale nižší pevnost a tepelnou vodivost. Je dražší.
• CuNi18Zn20 má nejvyšší pevnost, ale nejnižší tažnost a tepelnou vodivost.
• Bronzy jako CuSn10 mají vynikající odolnost proti korozi, ale jen střední pevnost.
• CuZn40 poskytuje nejvyváženější celkové vlastnosti a má nejnižší náklady.

Díky svým komplexním vlastnostem, vynikající tvařitelnosti, obrobitelnosti a nízkým nákladům je CuZn40 nejoblíbenější práškovou slitinou mědi pro široké použití v různých průmyslových segmentech.

Výrobci prášku CuZn40

Prášek CuZn40 vyrábějí ve velkých objemech celosvětově významní výrobci kovového prášku:

Výrobce	Země
Hoganas	Švédsko
CNPC	Čína
Skupina Miyou	Čína
GKN Hoeganaes	USA
Jien Nickel	Tchaj-wan
SCM Metal Products	Japonsko

Renomovaní výrobci provádějí přísnou kontrolu kvality a dodržují mezinárodní normy pro složení, distribuci velikosti částic, zdánlivou hustotu a obsah nečistot.

Na základě požadavků zákazníků mohou pro jejich specifické aplikace přizpůsobit složení prášku CuZn40 a jeho vlastnosti, jako je tvar částic, hustota, průtoková rychlost atd.

CuZn40 Prášek Ceny

CuZn40 je široce vyráběný komerční prášek slitiny, který je poměrně ekonomický. Orientační cena je:

Typ prášku	Velikost částic	Cena ($/kg)
Pro lisování	Pod 150 mikronů	$5-15
Pro spékání	45-150 mikronů	$8-20
Pro MIM	10-20 mikronů	$12-25
Pro AM	15-45 mikronů	$15-30
Vysoká čistota	Až 5 mikronů	$25-40

• Nepravidelný tvar prášku pro lisování a spékání je nejhospodárnější.
• Sférický prášek pro MIM a AM je nákladnější kvůli procesu rozprašování plynem.
• Menší velikosti částic a třídy vysoké čistoty jsou cenově zvýhodněny.
• Velkoobjemové objednávky v tunách mohou dále snížit cenu za kilogram.

Cena prášku CuZn40 je konkurenceschopná díky jeho širokému komerčnímu využití, které umožňuje ekonomickou výrobu ve velkých objemech.

Zdravotní a bezpečnostní opatření pro prášek CuZn40

Stejně jako každý jemný kovový prášek vyžaduje CuZn40 prášek bezpečné zacházení:

Nebezpečí	Bezpečnostní opatření	PPE
Inhalace	Nevdechujte prach z prášku. Zajistěte větrání	Respirační maska
Styk s kůží	Používejte rukavice. Po kontaktu s přípravkem se umyjte.	Rukavice
Oční kontakt	Používejte ochranné brýle. V případě kontaktu opláchněte.	Ochranné brýle
Požití	Vyhněte se kontaktu rukou s ústy. Umyjte si ruce.	–
Výbuch prachu	Vyhněte se oblakům prášku. Pozemní vybavení.	–

• Při manipulaci s práškem používejte osobní ochranné prostředky - respirátor, rukavice, ochranné brýle.
• Vyhněte se kontaktu s pokožkou. Po expozici se umyjte.
• Uzavřené nádoby skladujte mimo dosah jisker a plamenů.
• Zajistěte správné větrání a odvádění prachu.
• Kompletní bezpečnostní pokyny naleznete v bezpečnostních listech a místních předpisech.

Správná opatření a osobní ochranné prostředky při skladování, manipulaci a zpracování minimalizují zdravotní a bezpečnostní rizika.

Kontrola a zkoušení prášku CuZn40

Pro zajištění kvality by měl být prášek CuZn40 testován následujícím způsobem:

Parametr	Metoda	Specifikace
Chemické složení	Analýza spalování nebo XRF	Zn 40% ± 1%, Pb < 1000 ppm
Distribuce velikosti částic	Prosévání, laserová difrakce	D10, D50, D90 v dosahu
Zdánlivá hustota	Hallův průtokoměr	Uvedené minimum
Průtoková rychlost	Hallův průtokoměr	Maximálně specifikované
Nečistoty	Analýza ICP nebo LECO	Nízký obsah kyslíku a dusíku

Rutinní testování podle norem ASTM zajišťuje konzistenci výroby a vysokou kvalitu prášku vhodného pro konečné aplikace.

Kupující musí trvat na certifikátech kvality od renomovaných výrobců. Doporučuje se také pravidelné interní testování.

Nejčastější dotazy

Q. K čemu se CuZn40 používá?

A. CuZn40 nachází široké uplatnění v elektrických konektorech, vodovodních armaturách, ozubených kolech, dekorativních dílech atd. s využitím své pevnosti, tažnosti, odolnosti proti korozi a obrobitelnosti.

Q. Jaký je rozdíl mezi běžnou a olovnatou mosaznou slitinou?

A. Olovnatá mosaz obsahuje malé množství olova až do 3% pro zlepšení obrobitelnosti, zatímco běžná mosaz je bez olova. Bezolovnaté mosazi se dává přednost z důvodů styku s potravinami a bezpečnosti pro životní prostředí.

Q. Vyžaduje CuZn40 tepelné zpracování?

A. Volitelné tepelné zpracování lze provést za účelem změkčení a obnovení tažnosti žíháním nebo za účelem zpevnění srážkovým kalením.

Q. Jaké metody se používají k výrobě dílů z prášku CuZn40?

A. Zhutňování s následným spékáním, vstřikování kovů a aditivní výrobní procesy, jako je tryskání pojiva a FDM, jsou oblíbené techniky konsolidace prášku CuZn40 do hustých součástí.

Q. Je manipulace s práškem CuZn40 bezpečná?

A. Stejně jako u každého jemného kovového prášku je třeba dbát na to, aby nedošlo ke vdechnutí a kontaktu s kůží. Správné větrání, osobní ochranné prostředky a bezpečné postupy manipulace minimalizují rizika.