Порошок CuZn40

Обзор порошка CuZn40

CuZn40, также известный как латунный порошок, представляет собой медно-цинковый сплав, состоящий из 40% цинка и оставшейся части меди. Он обладает отличным сочетанием прочности, пластичности, коррозионной стойкости, обрабатываемости и экономичности, что делает его одним из наиболее широко используемых порошковых сплавов.

Состав порошка CuZn40

Состав латунного порошка CuZn40:

Элемент	Состав
Медь (Cu)	Баланс
Цинк (Zn)	39-41%

• Медь образует основную матрицу, придающую пластичность и коррозионную стойкость.
• Цинк обеспечивает упрочнение твердого раствора и улучшает обрабатываемость.

Этот состав называют "латунью для свободной обработки" или "латунью с высокой обрабатываемостью" благодаря улучшенному содержанию цинка 401ТП3Т.

Для повышения обрабатываемости в некоторых сортах могут присутствовать небольшие добавки свинца до 0,5%. Для обеспечения контакта с пищевыми продуктами и экологической безопасности предпочтительнее использовать бессвинцовый порошок CuZn40.

Свойства порошка CuZn40

Порошок CuZn40 обладает универсальным сочетанием свойств, что позволяет использовать его в различных отраслях промышленности:

Недвижимость	Значение
Плотность	8,4-8,8 г/см3
Температура плавления	900-920°C
Электропроводность	26% IACS
Теплопроводность	120 Вт/м-К
Коэффициент теплового расширения	20 x 10-6 /°C
Модуль упругости	97-110 ГПа
Прочность на разрыв	330-550 МПа
Удлинение	15-40%
Твердость	80-90 Бринелля
Термическая стабильность	Хорошо, до 400°C

• Отличная формуемость и пластичность - Высокое удлинение позволяет проводить длительную холодную обработку и формовку.
• Хорошая обрабатываемость и чистовая обработка - Снижение усилий при обработке по сравнению с медными сплавами с меньшим содержанием или отсутствием цинка.
• Высокая прочность - До двух раз выше прочности меди за счет цинка в твердом растворе.
• Устойчивость к коррозии -Образует защитный оксидный слой в атмосфере. Лучше, чем обычные углеродистые стали.
• Немагнитный - Подходит для применений, требующих минимальных магнитных свойств.
• Хорошая термическая стабильность - Размеры стабильны при термоциклировании в диапазоне до 400°C.

Такое сочетание прочности, пластичности, термических и электрических свойств делает CuZn40 пригодным для широкого применения в электротехнической, автомобильной, морской и промышленной отраслях.

Области применения порошка CuZn40

Универсальные свойства порошка CuZn40 позволяют использовать его в следующих областях:

Приложение	Преимущества
Электрические разъемы	Высокая прочность, хорошая электропроводность, коррозионная стойкость
Крепеж, зубчатые колеса	Хорошая обрабатываемость, износостойкость
Подшипники, втулки	Совместимость с вращающимися валами, хорошая смазка
Сварочные стержни	Совместимость со сталью, хорошая паяемость
Декоративные детали	Привлекательный золотой цвет, хорошая отделка
Терморегулирование	Более высокая теплопроводность по сравнению со сталями

• Электрические разъемы и контакты - Широко используется в штырях, разъемах благодаря прочности, электропроводности и экономичности по сравнению с альтернативными вариантами.
• Обработанные детали - Благодаря отличной обрабатываемости подходит для изготовления гаек, болтов, зубчатых колес, клапанов и т.д.
• Подшипники и втулки - Совместимы со стальными валами, обеспечивая при этом хорошую износостойкость и смазывающую способность.
• Сварочные материалы - Популярны в присадочных прутках Cu-Zn и паяльных сплавах для соединения стальных деталей.
• Декоративные аксессуары - Обеспечивает эстетичное золотое покрытие декоративных деталей и ювелирных изделий.
• Тепловые компоненты - Используется в теплообменниках и деталях терморегулирования благодаря своей высокой теплопроводности.

Порошок CuZn40 широко распространен в промышленности благодаря своим универсальным свойствам, эксплуатационным характеристикам и экономически выгодной цене.

Технические характеристики порошка CuZn40

Порошок CuZn40 выпускается в различных диапазонах размеров, форм и степени чистоты:

Спецификация	Опции
Распределение частиц по размерам	10 - 150 мкм
Средний размер частиц	20, 45, 60, 100 мкм
Форма порошка	Неправильная, сферическая форма
Кажущаяся плотность	До 75% теоретический
Расход	До 25 с/50 г
Чистота	До 99,9%
Варианты сплавов	CuZn10, CuZn30, CuZn37

• Меньшие размеры частиц менее 45 мкм обеспечивают большую плотность, но снижают текучесть.
• Сферический порошок обеспечивает лучшую текучесть и плотность упаковки, что подходит для аддитивного производства.
• Более высокая кажущаяся плотность и скорость потока улучшают транспортировку и обработку порошка.
• Для более сложных применений предлагаются варианты с высокой степенью очистки.
• Диапазон уровней содержания цинка в пределах 10-40% позволяет варьировать прочность и пластичность.

Порошок CuZn40 может быть индивидуализирован по размеру частиц, форме, плотности, характеристикам текучести и составу сплава в зависимости от требований применения.

Методы консолидации порошка CuZn40

Порошок CuZn40 может быть переработан в компоненты полной плотности с использованием таких технологий, как:

Метод	Подробности
Уплотнение + спекание	Старый экономичный метод с ограничениями по форме.
Литье металлов под давлением (MIM)	Детали чистой формы с отличной точностью и качеством обработки поверхности.
Аддитивное производство	Прямая печать сложных, плотных деталей с CAD-моделей.
Горячая экструзия	Для простых осесимметричных форм, таких как стержни и трубы.
Уплотнение валков	Для листов и полос, требующих хорошей пластичности.

• Обычно используется прессование с последующим спеканием, но для полного уплотнения требуется вторичная обработка.
• MIM обеспечивает высочайшую точность и качество обработки поверхности, но требует больших объемов, чтобы оправдать затраты на оснастку.
• Такие методы аддитивного производства, как струйное нанесение связующего и моделирование методом наплавленного осаждения, приобретают все большую популярность благодаря гибкости конструкции.
• Экструзия и прокатка хорошо подходят для простых геометрических форм, таких как прутки, листы и т.д., используя пластичность.

Метод консолидации контролирует такие конечные свойства, как плотность, точность, качество поверхности и микроструктуру.

Термическая обработка деталей из CuZn40

Термообработка деталей из CuZn40 позволяет регулировать ряд механических свойств:

Термообработка	Назначение
Отжиг раствора	Восстановление пластичности после холодной обработки
Снятие стресса	Снятие остаточных напряжений
Закалка осадков	Укрепление при старении после растворения

• Отжиг при 700-900°С с последующим медленным охлаждением размягчает сплав, устраняя последствия холодной обработки, что позволяет продолжить формовку.
• Низкотемпературная возрастная закалка в интервале 150-350°С приводит к выпадению богатой медью фазы, повышающей прочность до 50%, но с потерей пластичности.
• Снятие напряжений при температуре 300-500°C позволяет уменьшить остаточные напряжения, возникшие при предварительном формообразовании.

Термическая обработка расширяет возможности сплава CuZn40, позволяя улучшать его свойства в соответствии с потребностями применения.

Сравнение CuZn40 с альтернативными вариантами

Вот как CuZn40 сопоставляется с другими популярными порошками медных сплавов:

Сплав	CuZn40	CuSn6	CuNi18Zn20	Бронза
Прочность	Высокая	Средний	Самый высокий	Средний
Пластичность	Высокая	Средний	Низкий	Средний
Коррозионная стойкость	Хороший	Отличный	Отличный	Отличный
Теплопроводность	120 Вт/м-К	50 Вт/м-К	20 Вт/м-К	60 Вт/м-К
Стоимость	Низкий	Высокая	Высокая	Средний

• CuSn6 обладает повышенной коррозионной стойкостью, но меньшей прочностью и теплопроводностью. Более дорогие.
• CuNi18Zn20 обладает самой высокой прочностью, но самой низкой пластичностью и теплопроводностью.
• Бронзы типа CuSn10 обладают отличной коррозионной стойкостью, но лишь умеренной прочностью.
• CuZn40 обеспечивает наиболее сбалансированные общие свойства и имеет самую низкую стоимость.

Благодаря своим комплексным свойствам, отличной формуемости, обрабатываемости и низкой стоимости CuZn40 является наиболее популярным порошком медного сплава, широко используемым в различных отраслях промышленности.

Производители порошка CuZn40

Порошок CuZn40 производится в больших объемах во всем мире крупнейшими производителями металлических порошков:

Производитель	Страна
Hoganas	Швеция
CNPC	Китай
Группа компаний Miyou	Китай
GKN Hoeganaes	США
Джин Никель	Тайвань
Металлопродукция СКМ	Япония

Авторитетные производители осуществляют строгий контроль качества и соответствуют международным стандартам по составу, гранулометрическому составу, кажущейся плотности и содержанию примесей.

В соответствии с требованиями заказчика они могут адаптировать состав порошка CuZn40 и такие его характеристики, как форма частиц, плотность, расход и т.д., для решения конкретных задач.

Ценообразование на порошок CuZn40

CuZn40, являясь широко распространенным порошком товарного сплава, достаточно экономичен. Ориентировочные цены составляют:

Тип порошка	Размер частиц	Цена ($/кг)
Для нажатия	Менее 150 мкм	$5-15
Для спекания	45-150 мкм	$8-20
Для MIM	10-20 мкм	$12-25
Для AM	15-45 мкм	$15-30
Высокая чистота	До 5 мкм	$25-40

• Порошок неправильной формы для прессования и спекания наиболее экономичен.
• Сферический порошок для MIM и AM стоит дороже из-за процесса газового распыления.
• Меньшие размеры частиц и высокая чистота привлекают ценовую премию.
• Крупные заказы в тоннах могут еще больше снизить цену за килограмм.

Порошок CuZn40 имеет конкурентоспособную цену благодаря широкому коммерческому применению, позволяющему экономически выгодно производить его в больших объемах.

Меры предосторожности при работе с порошком CuZn40

Как и любой другой мелкодисперсный металлический порошок, порошок CuZn40 требует безопасного обращения:

Опасность	Меры предосторожности	СИЗ
Ингаляция	Не допускайте вдыхания порошковой пыли. Обеспечить вентиляцию	Респираторная маска
Контакт с кожей	Наденьте перчатки. Промыть после контакта.	Перчатки
Зрительный контакт	Наденьте защитные очки. При попадании на кожу промыть.	Защитные очки
Проглатывание	Избегайте контакта рук и рта. Мойте руки.	–
Взрыв пыли	Не допускайте образования порошковых облаков. Наземное оборудование.	–

• При работе с порошком используйте СИЗ - респиратор, перчатки, защитные очки.
• Избегайте контакта с кожей. Промыть после контакта.
• Хранить закрытые контейнеры вдали от искр и пламени.
• Обеспечьте надлежащую вентиляцию и сбор пыли.
• Полное руководство по безопасности см. в SDS и местных нормативных документах.

Надлежащие меры предосторожности и СИЗ при хранении, обработке и переработке сводят к минимуму риски для здоровья и безопасности.

Контроль и испытания порошка CuZn40

Для обеспечения качества порошок CuZn40 должен быть проверен следующим образом:

Параметр	Метод	Спецификация
Химический состав	Анализ горения или XRF	Zn 40% ± 1%, Pb < 1000 ppm
Распределение частиц по размерам	Просеивание, лазерная дифракция	D10, D50, D90 в пределах диапазона
Кажущаяся плотность	Расходомер Холла	Минимально заданный
Расход	Расходомер Холла	Максимально заданный
Примеси	ICP или LECO-анализ	Низкое содержание кислорода и азота

Регулярное тестирование в соответствии со стандартами ASTM обеспечивает стабильность производства и высокое качество порошка, пригодного для конечного применения.

Покупатели должны настаивать на получении сертификатов качества от авторитетных производителей. Рекомендуется также периодически проводить собственные испытания.

Вопросы и ответы

Q. Для чего используется CuZn40?

A. CuZn40 находит широкое применение в электрических соединителях, сантехнической арматуре, зубчатых колесах, декоративных деталях и т.д. благодаря своей прочности, пластичности, коррозионной стойкости и обрабатываемости.

Q. В чем разница между обычным и свинцовым латунным сплавом?

A. Свинцовая латунь содержит небольшое количество свинца до 3% для улучшения обрабатываемости, в то время как обычная латунь не содержит свинца. Бессвинцовая латунь предпочтительнее по соображениям контакта с пищевыми продуктами и экологической безопасности.

Q. Требуется ли термическая обработка CuZn40?

A. Дополнительная термическая обработка может быть выполнена для смягчения и восстановления пластичности путем отжига или для упрочнения путем закалки осадком.

Q. Какие методы используются для изготовления деталей из порошка CuZn40?

A. Уплотнение с последующим спеканием, литье металлов под давлением и процессы аддитивного производства, такие как струйное нанесение связующего и FDM, являются популярными методами консолидации порошка CuZn40 в плотные компоненты.

Q. Безопасен ли порошок CuZn40 в обращении?

A. Как и при работе с любым мелкодисперсным металлическим порошком, необходимо принимать меры предосторожности, чтобы избежать вдыхания и контакта с кожей. Надлежащая вентиляция, СИЗ и безопасные процедуры обращения позволяют минимизировать риски.