CuZn40 Polvo

CuZn40 Polvo

CuZn40, también conocido como polvo de latón, es una aleación de cobre y zinc compuesta por zinc 40% y resto de cobre. Ofrece una excelente combinación de resistencia, ductilidad, resistencia a la corrosión, maquinabilidad y precio económico, lo que la convierte en una de las aleaciones en polvo más utilizadas.

CuZn40 Composición del polvo

La composición del polvo de latón CuZn40 es:

Elemento	Composición
Cobre (Cu)	Saldo
Zinc (Zn)	39-41%

• El cobre forma la matriz primaria que confiere ductilidad y resistencia a la corrosión.
• El zinc refuerza la solución sólida y mejora la maquinabilidad.

Esta composición se denomina "latón de maquinado libre" o "latón de alta maquinabilidad" debido a las mejoras derivadas del contenido de zinc 40%.

En algunas variedades puede haber pequeñas adiciones de plomo de hasta 0,5% para aumentar aún más la maquinabilidad. Se prefiere el polvo CuZn40 sin plomo por su contacto con los alimentos y su seguridad medioambiental.

Propiedades del polvo CuZn40

El polvo de CuZn40 ofrece una mezcla versátil de propiedades que lo hacen adecuado para un amplio uso en todas las industrias:

Propiedad	Valor
Densidad	8,4-8,8 g/cm3
Punto de fusión	900-920°C
Conductividad eléctrica	26% IACS
Conductividad térmica	120 W/m-K
Coeficiente de dilatación térmica	20 x 10-6 /°C
Módulo de elasticidad	97-110 GPa
Resistencia a la tracción	330-550 MPa
Alargamiento	15-40%
Dureza	80-90 Brinell
Estabilidad térmica	Bueno, hasta 400°C

• Excelente conformabilidad y ductilidad - El elevado alargamiento permite un extenso trabajo en frío y conformado.
• Buena maquinabilidad y acabado - Reducción de las fuerzas de mecanizado en comparación con las aleaciones de cobre con menos cinc o sin cinc.
• Alta resistencia - Hasta el doble de resistencia que el cobre gracias al zinc en solución sólida.
• Resistente a la corrosión -Forma una capa protectora de óxido en la atmósfera. Mejor que los aceros al carbono simples.
• No magnético - Adecuado para aplicaciones que requieren propiedades magnéticas mínimas.
• Buena estabilidad térmica - Dimensiones estables durante ciclos térmicos de hasta 400°C.

Esta combinación de resistencia, ductilidad y propiedades térmicas y eléctricas hace que el CuZn40 sea adecuado para un amplio uso en aplicaciones eléctricas, automovilísticas, marinas e industriales.

Aplicaciones del polvo de CuZn40

Las versátiles propiedades del polvo de CuZn40 lo hacen adecuado para las siguientes aplicaciones:

Aplicación	Beneficios
Conectores eléctricos	Alta resistencia, buena conductividad, resistencia a la corrosión
Fijaciones, engranajes	Buena mecanizabilidad, resistencia al desgaste
Cojinetes, casquillos	Compatible con ejes giratorios, buena lubricidad
Varillas de soldadura	Compatibilidad con el acero, buena soldabilidad
Piezas decorativas	Atractivo color dorado, buen acabado
Gestión térmica	Mayor conductividad térmica que los aceros

• Conectores y contactos eléctricos - Se utiliza ampliamente en clavijas y conectores debido a su resistencia, conductividad y ventajas económicas frente a otras alternativas.
• Piezas mecanizadas - Adecuado para tuercas, pernos, engranajes, válvulas, etc. gracias a su excelente mecanizabilidad.
• Rodamientos y bujes - Compatible con ejes de acero y ofrece buena resistencia al desgaste y lubricidad.
• Consumibles de soldadura - Popular en varillas de aportación de Cu-Zn y aleaciones de soldadura fuerte para unir componentes de acero.
• Accesorios decorativos - Proporciona un acabado dorado estético para piezas decorativas y joyas.
• Componentes térmicos - Se utiliza en intercambiadores de calor y piezas de gestión térmica aprovechando su mayor conductividad térmica.

El polvo de CuZn40 goza de gran aceptación en todos los sectores industriales debido a sus propiedades versátiles, su rendimiento y su precio económico.

Especificaciones del polvo CuZn40

El polvo de CuZn40 está disponible en varios tamaños, formas y niveles de pureza:

Especificación	Opciones
Distribución granulométrica	10 - 150 micras
Tamaño medio de las partículas	20, 45, 60, 100 micras
Forma de polvo	Irregular, esférica
Densidad aparente	Hasta 75% teóricos
Caudal	Hasta 25 s/50 g
Pureza	Hasta 99,9%
Variantes de aleación	CuZn10, CuZn30, CuZn37

• Los tamaños de partícula inferiores a 45 micras permiten una mayor densificación, pero reducen la fluidez.
• El polvo esférico proporciona un mejor flujo y una densidad de empaquetamiento adecuada para la fabricación aditiva.
• La mayor densidad aparente y fluidez mejoran la manipulación y el procesamiento del polvo.
• Variantes de alta pureza disponibles para aplicaciones más exigentes.
• Gama de niveles de zinc entre 10-40% disponibles para variar la resistencia-ductilidad.

El polvo de CuZn40 puede personalizarse en términos de tamaño de partícula, forma, densidad, características de flujo y composición de la aleación en función de los requisitos de la aplicación.

Métodos de consolidación del polvo de CuZn40

El polvo de CuZn40 puede transformarse en componentes de densidad completa mediante técnicas como:

Método	Detalles
Compactación + Sinterización	Método económico más antiguo con límites de forma.
Moldeo por inyección de metal (MIM)	Piezas de forma neta con excelente precisión y acabado superficial.
Fabricación aditiva	Impresión directa de piezas complejas y densas a partir de modelos CAD.
Extrusión en caliente	Para formas simples y axisimétricas como barras y tubos.
Compactación por rodillos	Para chapas y bandas que requieren una buena ductilidad.

• El prensado seguido de la sinterización se utiliza habitualmente, pero requiere un tratamiento secundario para la densificación completa.
• El MIM ofrece la máxima precisión y acabado superficial, pero necesita grandes volúmenes para justificar los costes de utillaje.
• Los métodos de fabricación aditiva, como el chorro de aglutinante y el modelado por deposición fundida, están ganando popularidad por su flexibilidad de diseño.
• La extrusión y el laminado son muy adecuados para geometrías sencillas, como barras, chapas, etc., aprovechando la ductilidad.

El método de consolidación controla las propiedades finales, como la densidad, la precisión, el acabado superficial y la microestructura.

Tratamiento térmico de piezas de CuZn40

El tratamiento térmico de las piezas de CuZn40 ayuda a adaptar una serie de propiedades mecánicas:

Tratamiento térmico	Propósito
Recocido en solución	Restaura la ductilidad tras el trabajo en frío
Alivio del estrés	Elimina las tensiones residuales
Endurecimiento por precipitación	Fortalecimiento por envejecimiento tras la disolución

• El recocido a 700-900°C seguido de un enfriamiento lento ablanda la aleación eliminando los efectos del trabajo en frío, lo que permite su posterior conformado.
• El endurecimiento por envejecimiento a baja temperatura en el intervalo de 150-350°C provoca la precipitación de una fase rica en cobre que aumenta la resistencia hasta 50%, pero con pérdida de ductilidad.
• El alivio de tensiones en torno a 300-500°C ayuda a reducir las tensiones residuales del moldeado anterior.

El tratamiento térmico amplía la versatilidad de la aleación CuZn40 al permitir la mejora de las propiedades según las necesidades de la aplicación.

Comparación de CuZn40 con alternativas

A continuación se muestra la comparación de CuZn40 con otros polvos de aleación de cobre populares:

Aleación	CuZn40	CuSn6	CuNi18Zn20	Bronce
Fuerza	Alta	Medio	Más alto	Medio
Ductilidad	Alta	Medio	Bajo	Medio
Resistencia a la corrosión	Bien	Excelente	Excelente	Excelente
Conductividad térmica	120 W/m-K	50 W/m-K	20 W/m-K	60 W/m-K
Coste	Bajo	Alta	Alta	Medio

• El CuSn6 tiene mayor resistencia a la corrosión pero menor resistencia y conductividad térmica. Es más caro.
• CuNi18Zn20 tiene la mayor resistencia pero la menor ductilidad y conductividad térmica.
• Los bronces como el CuSn10 ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, pero sólo una resistencia moderada.
• El CuZn40 ofrece las propiedades globales más equilibradas y tiene el coste más bajo.

Debido a sus completas propiedades, su excelente conformabilidad, su maquinabilidad y su bajo coste, el CuZn40 es la aleación de cobre en polvo más popular para un amplio uso en todos los segmentos industriales.

CuZn40 Polvo Fabricantes

Los principales productores de polvo metálico producen grandes volúmenes de CuZn40 en todo el mundo:

Fabricante	País
Hoganas	Suecia
CNPC	China
Grupo Miyou	China
GKN Hoeganaes	EE.UU.
Jien Níquel	Taiwán
Productos metálicos SCM	Japón

Los fabricantes de renombre realizan estrictos controles de calidad y cumplen las normas internacionales de composición, distribución granulométrica, densidad aparente y niveles de impurezas.

Pueden personalizar las composiciones del polvo de CuZn40 y atributos como la forma de las partículas, la densidad, los caudales, etc., en función de los requisitos del cliente para su aplicación específica.

Precios del CuZn40 en polvo

Como polvo de aleación comercial ampliamente producido, el CuZn40 es bastante económico. Los precios indicativos son:

Tipo de polvo	Tamaño de las partículas	Precio ($/kg)
Para pulsar	Menos de 150 micras	$5-15
Para la sinterización	45-150 micras	$8-20
Para MIM	10-20 micras	$12-25
Para AM	15-45 micras	$15-30
Alta pureza	Hasta 5 micras	$25-40

• El polvo de forma irregular para prensado y sinterizado es el más económico.
• El polvo esférico para MIM y AM es más costoso debido al proceso de atomización con gas.
• Las partículas de menor tamaño y las calidades de gran pureza tienen un precio superior.
• Los pedidos de gran volumen en toneladas pueden reducir aún más el precio por kilogramo.

El polvo de CuZn40 tiene un precio competitivo debido a su amplio uso comercial que permite una producción económica en grandes volúmenes.

Precauciones sanitarias y de seguridad para el polvo de CuZn40

Como cualquier polvo metálico fino, el polvo de CuZn40 requiere una manipulación segura:

Peligro	Precauciones	EPI
Inhalación	Evitar respirar el polvo en polvo. Asegurar la ventilación	Máscara respiratoria
Contacto con la piel	Llevar guantes. Lávese después del contacto.	Guantes
Contacto visual	Llevar gafas de protección. Aclarar en caso de contacto.	Gafas de protección
Ingestión	Evitar el contacto mano-boca. Lávese las manos.	–
Explosión de polvo	Evite las nubes de polvo. Equipo de tierra.	–

• Utilizar EPI - mascarilla, guantes, gafas cuando se manipule el polvo.
• Evitar el contacto con la piel. Lávese después de la exposición.
• Almacenar los envases cerrados lejos de chispas, llamas.
• Asegúrese de que la ventilación y la captación de polvo son adecuadas.
• Consulte la FDS y las normativas locales para conocer las directrices de seguridad completas.

Las precauciones y los EPI adecuados durante el almacenamiento, la manipulación y la transformación minimizan los riesgos para la salud y la seguridad.

Inspección y ensayo de polvo de CuZn40

Para garantizar la calidad, el polvo de CuZn40 debe someterse a las siguientes pruebas:

Parámetro	Método	Especificación
Composición química	Análisis de combustión o XRF	Zn 40% ± 1%, Pb < 1000 ppm
Distribución granulométrica	Tamizado, difracción láser	D10, D50, D90 dentro del alcance
Densidad aparente	Caudalímetro Hall	Mínimo especificado
Caudal	Caudalímetro Hall	Máximo especificado
Impurezas	Análisis ICP o LECO	Poco oxígeno y nitrógeno

Las pruebas rutinarias según las normas ASTM garantizan la consistencia de la producción y la alta calidad del polvo adecuado para las aplicaciones finales.

Los compradores deben insistir en los certificados de calidad de fabricantes reputados. También se recomiendan pruebas internas periódicas.

Preguntas frecuentes

Q. ¿Para qué se utiliza el CuZn40?

A. El CuZn40 se utiliza ampliamente en conectores eléctricos, accesorios de fontanería, engranajes, piezas decorativas, etc., gracias a su resistencia, ductilidad, resistencia a la corrosión y maquinabilidad.

Q. ¿Cuál es la diferencia entre una aleación de latón normal y una con plomo?

A. El latón con plomo contiene una pequeña cantidad de plomo hasta 3% para mejorar la maquinabilidad, mientras que el latón normal no contiene plomo. Se prefiere el latón sin plomo por razones de contacto con alimentos y seguridad medioambiental.

Q. ¿Necesita CuZn40 tratamiento térmico?

A. El tratamiento térmico opcional puede realizarse para ablandar y restaurar la ductilidad mediante recocido o para reforzar mediante endurecimiento por precipitación.

Q. ¿Qué métodos se utilizan para fabricar piezas con polvo de CuZn40?

A. La compactación seguida de la sinterización, el moldeo por inyección de metal y los procesos de fabricación aditiva como el chorro de aglutinante y el FDM son técnicas populares para consolidar el polvo de CuZn40 en componentes densos.

Q. ¿Es seguro manipular el polvo de CuZn40?

A. Como con cualquier polvo metálico fino, deben tomarse precauciones para evitar la inhalación y el contacto con la piel. Una ventilación adecuada, EPI y procedimientos de manipulación seguros minimizan los riesgos.