Poudre CuZn40

CuZn40, également connu sous le nom de poudre de laiton, est un alliage cuivre-zinc composé de 40% de zinc et d'un reste de cuivre. Il offre une excellente combinaison de solidité, de ductilité, de résistance à la corrosion, d'usinabilité et de prix économique, ce qui en fait l'une des poudres d'alliage les plus utilisées.

Composition de la poudre CuZn40

La composition de la poudre de laiton CuZn40 est la suivante :

Élément	Composition
Cuivre (Cu)	Équilibre
Zinc (Zn)	39-41%

• Le cuivre constitue la matrice primaire qui confère ductilité et résistance à la corrosion.
• Le zinc renforce la solution solide et améliore l'usinabilité.

Cette composition est appelée "laiton à usinage libre" ou "laiton à haute usinabilité" en raison des améliorations apportées par la teneur en zinc 40%.

De petites additions de plomb jusqu'à 0,5% peuvent être présentes dans certaines variétés pour augmenter encore l'usinabilité. La poudre CuZn40 sans plomb est préférable pour des raisons de contact avec les aliments et de sécurité environnementale.

Propriétés de la poudre CuZn40

La poudre CuZn40 offre un mélange polyvalent de propriétés, ce qui la rend adaptée à une large utilisation dans toutes les industries :

Propriété	Valeur
Densité	8,4-8,8 g/cm3
Point de fusion	900-920°C
Conductivité électrique	26% IACS
Conductivité thermique	120 W/m-K
Coefficient de dilatation thermique	20 x 10-6 /°C
Module d'élasticité	97-110 GPa
Résistance à la traction	330-550 MPa
Élongation	15-40%
Dureté	80-90 Brinell
Stabilité thermique	Bon, jusqu'à 400°C

• Excellente formabilité et ductilité - L'allongement élevé permet un travail à froid et un formage importants.
• Bonne usinabilité et bonne finition - Réduction des forces d'usinage par rapport aux alliages de cuivre contenant peu ou pas de zinc.
• Haute résistance - Jusqu'à deux fois la résistance du cuivre grâce au zinc en solution solide.
• Résistant à la corrosion -Forme une couche d'oxyde protectrice dans l'atmosphère. Meilleur que les aciers au carbone ordinaires.
• Non-magnétique - Convient aux applications nécessitant des propriétés magnétiques minimales.
• Bonne stabilité thermique - Dimensions stables pendant les cycles thermiques jusqu'à 400°C.

Cette combinaison de résistance, de ductilité et de propriétés thermiques et électriques permet au CuZn40 d'être largement utilisé dans les applications électriques, automobiles, marines et industrielles.

Applications de la poudre CuZn40

Les propriétés polyvalentes de la poudre CuZn40 lui permettent d'être utilisée dans les applications suivantes :

Application	Avantages
Connecteurs électriques	Haute résistance, bonne conductivité, résistance à la corrosion
Attaches, engrenages	Bonne usinabilité, résistance à l'usure
Roulements, bagues	Compatible avec les arbres rotatifs, bon pouvoir lubrifiant
Baguettes de soudage	Compatibilité avec l'acier, bonne brasabilité
Pièces décoratives	Couleur dorée attrayante, bonne finition
Gestion thermique	Conductivité thermique plus élevée que celle des aciers

• Connecteurs et contacts électriques - Largement utilisé dans les broches et les connecteurs en raison de sa résistance, de sa conductivité et de son coût plus avantageux que les autres solutions.
• Pièces usinées - Convient pour les écrous, les boulons, les engrenages, les valves, etc. grâce à son excellente usinabilité.
• Roulements et bagues - Compatible avec les arbres en acier tout en offrant une bonne résistance à l'usure et un bon pouvoir lubrifiant.
• Consommables de soudage - Populaire dans les baguettes d'apport Cu-Zn et les alliages de brasage pour assembler les composants en acier.
• Accessoires décoratifs - Permet d'obtenir une finition dorée esthétique pour les pièces décoratives et les bijoux.
• Composants thermiques - Utilisé dans les échangeurs de chaleur et les pièces de gestion thermique grâce à sa conductivité thermique élevée.

La poudre CuZn40 est largement acceptée dans tous les secteurs industriels en raison de ses propriétés polyvalentes, de ses performances et de son prix économique.

Spécifications de la poudre CuZn40

La poudre de CuZn40 est disponible dans différentes gammes de tailles, de formes et de niveaux de pureté :

Spécifications	Options
Distribution de la taille des particules	10 - 150 microns
Taille moyenne des particules	20, 45, 60, 100 microns
Forme de la poudre	Irrégulier, sphérique
Densité apparente	Jusqu'à 75% théoriques
Débit	Jusqu'à 25 s/50g
La pureté	Jusqu'à 99,9%
Variantes d'alliage	CuZn10, CuZn30, CuZn37

• Les particules de taille inférieure à 45 microns permettent une plus grande densification mais réduisent la fluidité.
• La poudre sphérique offre un meilleur écoulement et une meilleure densité d'emballage adaptée à la fabrication additive.
• La densité apparente et les débits plus élevés améliorent la manipulation et le traitement des poudres.
• Des variantes de haute pureté sont disponibles pour les applications plus exigeantes.
• Gamme de niveaux de zinc entre 10-40% disponible pour une résistance-ductilité variable.

La poudre de CuZn40 peut être personnalisée en termes de taille des particules, de forme, de densité, de caractéristiques d'écoulement et de composition de l'alliage en fonction des exigences de l'application.

Méthodes de consolidation de la poudre CuZn40

La poudre de CuZn40 peut être transformée en composants de pleine densité à l'aide de techniques telles que :

Méthode	Détails
Compactage + frittage	Méthode économique plus ancienne avec des limites de forme.
Moulage par injection de métal (MIM)	Pièces de forme nette avec une précision et une finition de surface excellentes.
Fabrication additive	Impression directe de pièces complexes et denses à partir de modèles CAO.
Extrusion à chaud	Pour les formes simples et axisymétriques telles que les barres et les tubes.
Compactage au rouleau	Pour les tôles et les bandes nécessitant une bonne ductilité.

• Le pressage suivi du frittage est couramment utilisé mais nécessite un traitement secondaire pour une densification complète.
• Le MIM offre une précision et une finition de surface optimales, mais nécessite des volumes importants pour justifier les coûts d'outillage.
• Les méthodes de fabrication additive telles que le jet de liant et la modélisation par dépôt fondu gagnent en popularité en raison de leur souplesse de conception.
• L'extrusion et le laminage conviennent bien aux géométries simples telles que les barres, les feuilles, etc. qui tirent parti de la ductilité.

La méthode de consolidation contrôle les propriétés finales telles que la densité, la précision, l'état de surface et la microstructure.

Traitement thermique des pièces en CuZn40

Le traitement thermique des pièces en CuZn40 permet d'adapter une série de propriétés mécaniques :

Traitement thermique	Objectif
Recuit en solution	Restaure la ductilité après un travail à froid
Soulagement du stress	Élimination des contraintes résiduelles
Durcissement par précipitation	Renforcement par vieillissement après la mise en solution

• Le recuit à 700-900°C suivi d'un refroidissement lent ramollit l'alliage en éliminant les effets de l'écrouissage, ce qui permet de poursuivre la mise en forme.
• Le durcissement par vieillissement à basse température dans la plage 150-350°C provoque la précipitation d'une phase riche en cuivre augmentant la résistance jusqu'à 50% mais avec une perte de ductilité.
• Le détensionnement autour de 300-500°C permet de réduire les contraintes résiduelles dues à la mise en forme préalable.

Le traitement thermique accroît la polyvalence de l'alliage CuZn40 en permettant d'améliorer les propriétés en fonction des besoins de l'application.

Comparaison de CuZn40 avec des alternatives

Voici comment CuZn40 se compare à d'autres poudres d'alliages de cuivre populaires :

Alliage	CuZn40	CuSn6	CuNi18Zn20	Bronze
La force	Haut	Moyen	Le plus élevé	Moyen
Ductilité	Haut	Moyen	Faible	Moyen
Résistance à la corrosion	Bon	Excellent	Excellent	Excellent
Conductivité thermique	120 W/m-K	50 W/m-K	20 W/m-K	60 W/m-K
Coût	Faible	Haut	Haut	Moyen

• Le CuSn6 présente une résistance à la corrosion supérieure, mais une résistance et une conductivité thermique inférieures. Il est plus cher.
• CuNi18Zn20 présente la résistance la plus élevée mais la ductilité et la conductivité thermique les plus faibles.
• Les bronzes comme le CuSn10 offrent une excellente résistance à la corrosion mais une résistance modérée.
• Le CuZn40 présente les propriétés globales les plus équilibrées et le coût le plus bas.

En raison de ses propriétés bien équilibrées, de son excellente formabilité, de sa facilité d'usinage et de son faible coût, CuZn40 est la poudre d'alliage de cuivre la plus populaire et la plus utilisée dans tous les secteurs industriels.

Poudre de CuZn40 Fabricants

La poudre de CuZn40 est produite en grandes quantités dans le monde entier par les principaux producteurs de poudre métallique :

Fabricant	Pays
Hoganas	Suède
CNPC	Chine
Groupe Miyou	Chine
GKN Hoeganaes	ÉTATS-UNIS
Jien Nickel	Taïwan
SCM Metal Products	Japon

Les fabricants réputés effectuent des contrôles de qualité rigoureux et se conforment aux normes internationales en matière de composition, de distribution granulométrique, de densité apparente et de niveaux d'impureté.

Ils peuvent personnaliser la composition des poudres CuZn40 et leurs attributs tels que la forme des particules, la densité, les débits, etc. en fonction des exigences des clients pour leur application spécifique.

Prix de la poudre CuZn40

En tant que poudre d'alliage commercial largement produite, CuZn40 est assez économique. Les prix indicatifs sont les suivants

Type de poudre	Taille des particules	Prix ($/kg)
Pour appuyer sur	Moins de 150 microns	$5-15
Pour le frittage	45-150 microns	$8-20
Pour le MIM	10-20 microns	$12-25
Pour AM	15-45 microns	$15-30
Haute pureté	Jusqu'à 5 microns	$25-40

• La poudre de forme irrégulière pour le pressage et le frittage est la plus économique.
• La poudre sphérique pour le MIM et l'AM est plus coûteuse en raison du processus d'atomisation au gaz.
• Les particules de petite taille et les qualités de haute pureté attirent les prix.
• Les commandes de gros volumes en tonnes permettent de réduire davantage le prix au kilogramme.

Le prix de la poudre de CuZn40 est compétitif en raison de sa large utilisation commerciale qui permet une production économique en grandes quantités.

Précautions de santé et de sécurité pour la poudre de CuZn40

Comme toute poudre métallique fine, la poudre CuZn40 doit être manipulée avec précaution :

Risques	Précautions	EPI
Inhalation	Éviter de respirer les poussières de poudre. Assurer une bonne ventilation	Masque respiratoire
Contact avec la peau	Porter des gants. Se laver après contact.	Gants
Contact visuel	Porter des lunettes de sécurité. Rincer en cas de contact.	Lunettes de sécurité
Ingestion	Éviter le contact main-bouche. Se laver les mains.	–
Explosion de poussières	Éviter les nuages de poudre. Équipement au sol.	–

• Utiliser un EPI - respirateur, gants, lunettes de protection - lors de la manipulation de la poudre.
• Éviter le contact avec la peau. Se laver après exposition.
• Stocker les récipients fermés à l'abri des étincelles et des flammes.
• Assurer une ventilation et un dépoussiérage adéquats.
• Se référer à la FDS et aux réglementations locales pour des consignes de sécurité complètes.

Des précautions appropriées et des EPI pendant le stockage, la manipulation et le traitement minimisent les risques pour la santé et la sécurité.

Inspection et test de la poudre CuZn40

Pour garantir la qualité, la poudre de CuZn40 doit être testée comme suit :

Paramètres	Méthode	Spécifications
Composition chimique	Analyse de combustion ou XRF	Zn 40% ± 1%, Pb < 1000 ppm
Distribution de la taille des particules	Tamisage, diffraction laser	D10, D50, D90 à l'intérieur de la fourchette
Densité apparente	Débitmètre à effet Hall	Minimum spécifié
Débit	Débitmètre à effet Hall	Maximum spécifié
Impuretés	Analyse ICP ou LECO	Faible teneur en oxygène et en azote

Des tests de routine conformes aux normes ASTM garantissent la cohérence de la production et une poudre de haute qualité adaptée aux applications finales.

Les acheteurs doivent insister sur les certificats de qualité délivrés par des fabricants réputés. Il est également recommandé de procéder périodiquement à des tests en interne.

FAQ

Q. À quoi sert le CuZn40 ?

A. Le CuZn40 est largement utilisé dans les connecteurs électriques, les raccords de plomberie, les engrenages, les pièces décoratives, etc. en raison de sa solidité, de sa ductilité, de sa résistance à la corrosion et de sa facilité d'usinage.

Q. Quelle est la différence entre un alliage de laiton ordinaire et un alliage de laiton avec plomb ?

A. Le laiton au plomb contient une petite quantité de plomb jusqu'à 3% pour améliorer l'usinabilité, tandis que le laiton ordinaire ne contient pas de plomb. L'absence de plomb est préférable pour des raisons de contact avec les aliments et de sécurité environnementale.

Q. Le CuZn40 nécessite-t-il un traitement thermique ?

A. Un traitement thermique optionnel peut être effectué pour adoucir et restaurer la ductilité par recuit ou pour renforcer par durcissement par précipitation.

Q. Quelles sont les méthodes utilisées pour fabriquer des pièces à partir de poudre de CuZn40 ?

A. Le compactage suivi d'un frittage, le moulage par injection de métal et les procédés de fabrication additive tels que le jet de liant et le FDM sont des techniques populaires pour consolider la poudre de CuZn40 en composants denses.

Q. La manipulation de la poudre CuZn40 est-elle sans danger ?

A. Comme pour toute poudre métallique fine, des précautions doivent être prises pour éviter l'inhalation et le contact avec la peau. Une ventilation adéquate, des EPI et des procédures de manipulation sûres minimisent les risques.