Proszek CuZn40

Przegląd proszku CuZn40

CuZn40, znany również jako proszek mosiężny, to stop miedzi i cynku składający się z 40% cynku i pozostałej części miedzi. Oferuje doskonałe połączenie wytrzymałości, plastyczności, odporności na korozję, skrawalności i ekonomicznej ceny, co czyni go jednym z najczęściej stosowanych proszków stopowych.

Skład proszku CuZn40

Skład proszku mosiężnego CuZn40 jest następujący:

Element	Skład
Miedź (Cu)	Równowaga
Cynk (Zn)	39-41%

• Miedź tworzy podstawową matrycę nadającą plastyczność i odporność na korozję.
• Cynk zapewnia wzmocnienie roztworu stałego i poprawia skrawalność.

Kompozycja ta jest określana jako "mosiądz do swobodnej obróbki skrawaniem" lub "mosiądz o wysokiej skrawalności" ze względu na ulepszenia wynikające z zawartości cynku 40%.

Niewielkie dodatki ołowiu do 0,5% mogą być obecne w niektórych odmianach w celu dalszego zwiększenia skrawalności. Bezołowiowy proszek CuZn40 jest preferowany ze względu na kontakt z żywnością i bezpieczeństwo dla środowiska.

Właściwości proszku CuZn40

Proszek CuZn40 oferuje wszechstronną mieszankę właściwości, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zastosowania w różnych gałęziach przemysłu:

Nieruchomość	Wartość
Gęstość	8,4-8,8 g/cm3
Temperatura topnienia	900-920°C
Przewodność elektryczna	26% IACS
Przewodność cieplna	120 W/m-K
Współczynnik rozszerzalności cieplnej	20 x 10-6 /°C
Moduł sprężystości	97-110 GPa
Wytrzymałość na rozciąganie	330-550 MPa
Wydłużenie	15-40%
Twardość	80-90 Brinell
Stabilność termiczna	Dobra, do 400°C

• Doskonała plastyczność i ciągliwość - Wysokie wydłużenie umożliwia intensywną obróbkę na zimno i formowanie.
• Dobra obrabialność i wykończenie - Zmniejszenie sił skrawania w porównaniu do stopów miedzi z mniejszą zawartością cynku lub bez niego.
• Wysoka wytrzymałość - Do dwóch razy większa wytrzymałość miedzi dzięki cynkowi w roztworze stałym.
• Odporność na korozję -Tworzy ochronną warstwę tlenku w atmosferze. Lepsze niż zwykłe stale węglowe.
• Niemagnetyczny - Nadaje się do zastosowań wymagających minimalnych właściwości magnetycznych.
• Dobra stabilność termiczna - Wymiary stabilne podczas cykli termicznych w zakresie do 400°C.

To połączenie wytrzymałości, plastyczności, właściwości termicznych i elektrycznych sprawia, że CuZn40 nadaje się do szerokiego zastosowania w przemyśle elektrycznym, motoryzacyjnym, morskim i przemysłowym.

Zastosowania proszku CuZn40

Wszechstronne właściwości proszku CuZn40 sprawiają, że nadaje się on do następujących zastosowań:

Zastosowanie	Korzyści
Złącza elektryczne	Wysoka wytrzymałość, dobra przewodność, odporność na korozję
Elementy złączne, koła zębate	Dobra skrawalność, odporność na zużycie
Łożyska, tuleje	Kompatybilny z obracającymi się wałami, dobra smarowność
Pręty spawalnicze	Kompatybilność ze stalą, dobra lutowność
Części dekoracyjne	Atrakcyjny złoty kolor, dobre wykończenie
Zarządzanie ciepłem	Wyższa przewodność cieplna niż stali

• Złącza elektryczne i styki - Szeroko stosowany w złączach ze względu na wytrzymałość, przewodność i przewagę kosztową nad alternatywnymi rozwiązaniami.
• Obrabiane części - Nadaje się do nakrętek, śrub, kół zębatych, zaworów itp. dzięki doskonałej skrawalności.
• Łożyska i tuleje - Kompatybilny ze stalowymi wałami, zapewniając jednocześnie dobrą odporność na zużycie i smarowność.
• Materiały spawalnicze - Popularny w prętach wypełniających Cu-Zn i stopach lutowniczych do łączenia elementów stalowych.
• Akcesoria dekoracyjne - Zapewnia estetyczne złote wykończenie elementów dekoracyjnych i biżuterii.
• Komponenty termiczne - Stosowany w wymiennikach ciepła i elementach zarządzania termicznego, wykorzystując jego wyższą przewodność cieplną.

Proszek CuZn40 jest powszechnie akceptowany w sektorach przemysłowych ze względu na jego wszechstronne właściwości, wydajność i ekonomiczną cenę.

Specyfikacja proszku CuZn40

Proszek CuZn40 jest dostępny w różnych rozmiarach, kształtach i poziomach czystości:

Specyfikacja	Opcje
Rozkład wielkości cząstek	10 - 150 mikronów
Średni rozmiar cząstek	20, 45, 60, 100 mikronów
Kształt proszku	Nieregularny, kulisty
Gęstość pozorna	Teoretycznie do 75%
Natężenie przepływu	Do 25 s/50 g
Czystość	Do 99,9%
Warianty ze stopu	CuZn10, CuZn30, CuZn37

• Mniejsze rozmiary cząstek poniżej 45 mikronów pozwalają na większe zagęszczenie, ale zmniejszają płynność.
• Sferyczny proszek zapewnia lepszy przepływ i gęstość upakowania odpowiednią do produkcji addytywnej.
• Wyższa gęstość pozorna i szybkości przepływu usprawniają obsługę i przetwarzanie proszku.
• Warianty o wysokiej czystości dostępne dla bardziej wymagających zastosowań.
• Zakres poziomów cynku pomiędzy 10-40% dostępny dla różnych wytrzymałości i przewodności.

Proszek CuZn40 można dostosować pod względem wielkości cząstek, kształtu, gęstości, właściwości płynięcia i składu stopu w oparciu o wymagania aplikacji.

Metody konsolidacji proszku CuZn40

Proszek CuZn40 może być przetwarzany na komponenty o pełnej gęstości przy użyciu technik takich jak:

Metoda	Szczegóły
Zagęszczanie + spiekanie	Starsza ekonomiczna metoda z ograniczeniami kształtu.
Formowanie wtryskowe metali (MIM)	Części w kształcie siatki o doskonałej precyzji i wykończeniu powierzchni.
Wytwarzanie przyrostowe	Bezpośrednie drukowanie złożonych, gęstych części z modeli CAD.
Wytłaczanie na gorąco	Dla prostych, osiowo-symetrycznych kształtów, takich jak pręty i rury.
Zagęszczanie rolkowe	Do blach i taśm wymagających dobrej ciągliwości.

• Prasowanie, po którym następuje spiekanie, jest powszechnie stosowane, ale wymaga wtórnej obróbki w celu pełnego zagęszczenia.
• MIM oferuje najwyższą precyzję i wykończenie powierzchni, ale wymaga dużych ilości, aby uzasadnić koszty oprzyrządowania.
• Metody produkcji addytywnej, takie jak wtryskiwanie spoiwa i modelowanie osadzania topionego, zyskują na popularności ze względu na elastyczność projektowania.
• Wytłaczanie i walcowanie dobrze nadaje się do prostych geometrii, takich jak pręty, arkusze itp. wykorzystując plastyczność.

Metoda konsolidacji kontroluje końcowe właściwości, takie jak gęstość, precyzja, wykończenie powierzchni i mikrostruktura.

Obróbka cieplna części CuZn40

Obróbka cieplna części CuZn40 pomaga dostosować szereg właściwości mechanicznych:

Obróbka cieplna	Cel
Wyżarzanie w roztworze	Przywraca plastyczność po obróbce na zimno
Łagodzenie stresu	Usuwa naprężenia szczątkowe
Utwardzanie przez wytrącanie	Wzmocnienie przez starzenie po roztwarzaniu

• Wyżarzanie w temperaturze 700-900°C, po którym następuje powolne chłodzenie, zmiękcza stop, usuwając efekty pracy na zimno, umożliwiając dalsze formowanie.
• Utwardzanie starzeniowe w niskiej temperaturze w zakresie 150-350°C powoduje wytrącanie fazy bogatej w miedź, zwiększając wytrzymałość do 50%, ale z utratą plastyczności.
• Odprężanie w temperaturze około 300-500°C pomaga zredukować naprężenia szczątkowe powstałe podczas wcześniejszego kształtowania.

Obróbka cieplna zwiększa wszechstronność stopu CuZn40, umożliwiając poprawę właściwości zgodnie z potrzebami aplikacji.

Porównanie CuZn40 z alternatywnymi rozwiązaniami

Oto jak CuZn40 wypada na tle innych popularnych proszków ze stopów miedzi:

Stop	CuZn40	CuSn6	CuNi18Zn20	Brąz
Siła	Wysoki	Średni	Najwyższy	Średni
Plastyczność	Wysoki	Średni	Niski	Średni
Odporność na korozję	Dobry	Doskonały	Doskonały	Doskonały
Przewodność cieplna	120 W/m-K	50 W/m-K	20 W/m-K	60 W/m-K
Koszt	Niski	Wysoki	Wysoki	Średni

• CuSn6 ma lepszą odporność na korozję, ale niższą wytrzymałość i przewodność cieplną. Droższe.
• CuNi18Zn20 ma najwyższą wytrzymałość, ale najniższą ciągliwość i przewodność cieplną.
• Brązy takie jak CuSn10 oferują doskonałą odporność na korozję, ale tylko umiarkowaną wytrzymałość.
• CuZn40 zapewnia najbardziej zrównoważone ogólne właściwości i ma najniższy koszt.

Dzięki swoim wszechstronnym właściwościom, doskonałej formowalności, skrawalności i niskim kosztom, CuZn40 jest najpopularniejszym proszkiem ze stopu miedzi do szerokiego zastosowania w różnych segmentach przemysłu.

Producenci proszków CuZn40

Proszek CuZn40 jest produkowany w dużych ilościach na całym świecie przez głównych producentów proszków metali:

Producent	Kraj
Hoganas	Szwecja
CNPC	Chiny
Grupa Miyou	Chiny
GKN Hoeganaes	USA
Jien Nickel	Tajwan
SCM Metal Products	Japonia

Renomowani producenci stosują rygorystyczną kontrolę jakości i przestrzegają międzynarodowych norm dotyczących składu, rozkładu wielkości cząstek, gęstości pozornej i poziomów zanieczyszczeń.

Mogą dostosować skład proszku CuZn40 i atrybuty, takie jak kształt cząstek, gęstość, natężenie przepływu itp. w oparciu o wymagania klienta dotyczące konkretnego zastosowania.

Wycena proszku CuZn40

Jako powszechnie produkowany komercyjny proszek stopowy, CuZn40 jest dość ekonomiczny. Orientacyjne ceny to:

Typ proszku	Wielkość cząstek	Cena ($/kg)
Do naciśnięcia	Poniżej 150 mikronów	$5-15
Do spiekania	45-150 mikronów	$8-20
Dla MIM	10-20 mikronów	$12-25
Dla AM	15-45 mikronów	$15-30
Wysoka czystość	Do 5 mikronów	$25-40

• Proszek o nieregularnym kształcie do prasowania i spiekania jest najbardziej ekonomiczny.
• Sferyczny proszek do MIM i AM jest droższy ze względu na proces atomizacji gazu.
• Mniejsze rozmiary cząstek i wysoka czystość przyciągają premię cenową.
• Duże zamówienia w tonach mogą dodatkowo obniżyć ceny za kilogram.

Proszek CuZn40 jest konkurencyjny cenowo ze względu na jego szerokie zastosowanie komercyjne umożliwiające ekonomiczną produkcję w dużych ilościach.

Środki ostrożności dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa dla proszku CuZn40

Jak każdy drobny proszek metalowy, proszek CuZn40 wymaga bezpiecznej obsługi:

Zagrożenie	Środki ostrożności	PPE
Wdychanie	Unikać wdychania pyłu proszku. Zapewnić wentylację	Maska oddechowa
Kontakt ze skórą	Nosić rękawice ochronne. Umyć się po kontakcie.	Rękawice
Kontakt wzrokowy	Nosić okulary ochronne. W razie kontaktu spłukać.	Okulary ochronne
Połknięcie	Unikać kontaktu usta-ręka. Umyć ręce.	–
Wybuch pyłu	Unikać chmur proszku. Sprzęt naziemny.	–

• Podczas pracy z proszkiem należy używać środków ochrony indywidualnej - maski oddechowej, rękawic i okularów ochronnych.
• Unikać kontaktu ze skórą. Umyć po narażeniu.
• Przechowywać szczelnie zamknięte pojemniki z dala od iskier i płomieni.
• Zapewnić odpowiednią wentylację i odpylanie.
• Pełne wytyczne dotyczące bezpieczeństwa można znaleźć w karcie charakterystyki substancji niebezpiecznej i lokalnych przepisach.

Właściwe środki ostrożności i środki ochrony indywidualnej podczas przechowywania, obsługi i przetwarzania minimalizują zagrożenia dla zdrowia i bezpieczeństwa.

Kontrola i testowanie proszku CuZn40

Aby zapewnić jakość, proszek CuZn40 powinien być testowany w następujący sposób:

Parametr	Metoda	Specyfikacja
Skład chemiczny	Analiza spalania lub XRF	Zn 40% ± 1%, Pb < 1000 ppm
Rozkład wielkości cząstek	Przesiewanie, dyfrakcja laserowa	D10, D50, D90 w zasięgu
Gęstość pozorna	Przepływomierz Halla	Określone minimum
Natężenie przepływu	Przepływomierz Halla	Maksymalna określona wartość
Zanieczyszczenia	Analiza ICP lub LECO	Niski poziom tlenu i azotu

Rutynowe testy zgodnie z normami ASTM zapewniają spójność produkcji i wysoką jakość proszku odpowiedniego do zastosowań końcowych.

Kupujący muszą nalegać na certyfikaty jakości od renomowanych producentów. Zaleca się również okresowe przeprowadzanie testów wewnętrznych.

Najczęściej zadawane pytania

Q. Do czego służy CuZn40?

A. CuZn40 znajduje szerokie zastosowanie w złączach elektrycznych, armaturze, przekładniach, elementach dekoracyjnych itp. wykorzystując swoją wytrzymałość, plastyczność, odporność na korozję i skrawalność.

Q. Jaka jest różnica między zwykłym a ołowiowym stopem mosiądzu?

A. Mosiądz ołowiowy zawiera niewielką ilość ołowiu do 3% w celu zwiększenia obrabialności, podczas gdy zwykły mosiądz nie zawiera ołowiu. Mosiądz bezołowiowy jest preferowany ze względu na kontakt z żywnością i bezpieczeństwo dla środowiska.

Q. Czy CuZn40 wymaga obróbki cieplnej?

A. Opcjonalna obróbka cieplna może być wykonana w celu zmiękczenia i przywrócenia plastyczności poprzez wyżarzanie lub w celu wzmocnienia poprzez utwardzanie wydzieleniowe.

Q. Jakie metody są stosowane do wytwarzania części z proszku CuZn40?

A. Zagęszczanie, a następnie spiekanie, formowanie wtryskowe metali i procesy produkcji addytywnej, takie jak rozpylanie spoiwa i FDM, są popularnymi technikami konsolidacji proszku CuZn40 w gęste komponenty.

Q. Czy proszek CuZn40 jest bezpieczny w użyciu?

A. Jak w przypadku każdego drobnego proszku metalowego, należy podjąć środki ostrożności w celu uniknięcia wdychania i kontaktu ze skórą. Właściwa wentylacja, środki ochrony indywidualnej i procedury bezpiecznego postępowania minimalizują ryzyko.