CuZn40 Pulver

CuZn40 Powder Overview

CuZn40, även känt som mässingspulver, är en koppar-zinklegering som består av 40% zink och resterande koppar. Den erbjuder en utmärkt kombination av styrka, duktilitet, korrosionsbeständighet, bearbetbarhet och ekonomisk prissättning, vilket gör den till ett av de mest använda legeringspulvren.

CuZn40 pulver sammansättning

Sammansättningen av CuZn40 mässingspulver är:

Element	Sammansättning
Koppar (Cu)	Balans
Zink (Zn)	39-41%

• Koppar utgör den primära matrisen och ger duktilitet och korrosionsbeständighet.
• Zink ger en solid lösning och förbättrar bearbetbarheten.

Denna sammansättning kallas "mässing för fri maskinbearbetning" eller "mässing med hög maskinbearbetbarhet" på grund av de förbättringar som zinkhalten 40% medför.

Små tillsatser av bly upp till 0,5% kan förekomma i vissa sorter för att ytterligare öka bearbetbarheten. Blyfritt CuZn40-pulver är att föredra för livsmedelskontakt och miljösäkerhet.

Egenskaper för CuZn40-pulver

CuZn40-pulver erbjuder en mångsidig blandning av egenskaper som gör det lämpligt för bred användning inom olika branscher:

Fastighet	Värde
Täthet	8,4-8,8 g/cm3
Smältpunkt	900-920°C
Elektrisk konduktivitet	26% IACS
Termisk konduktivitet	120 W/m-K
Koefficient för termisk expansion	20 x 10-6 /°C
Elasticitetsmodul	97-110 GPa
Draghållfasthet	330-550 MPa
Töjning	15-40%
Hårdhet	80-90 Brinell
Termisk stabilitet	Bra, upp till 400°C

• Utmärkt formbarhet och duktilitet - Hög töjning möjliggör omfattande kallbearbetning och formning.
• God bearbetbarhet och finish - Minskade bearbetningskrafter jämfört med kopparlegeringar med lägre eller ingen zinkhalt.
• Hög hållfasthet - Upp till dubbelt så hög hållfasthet som koppar på grund av zink i fast lösning.
• Korrosionsbeständig -Bildar skyddande oxidskikt i atmosfären. Bättre än vanliga kolstål.
• Icke-magnetisk - Lämplig för applikationer som kräver minimala magnetiska egenskaper.
• God termisk stabilitet - Dimensionerna är stabila under termisk cykling upp till 400°C.

Denna kombination av styrka, duktilitet, termiska och elektriska egenskaper gör CuZn40 lämplig för bred användning inom el-, fordons-, marin- och industritillämpningar.

Användningsområden för CuZn40-pulver

De mångsidiga egenskaperna hos CuZn40-pulver gör det lämpligt för följande applikationer:

Tillämpning	Fördelar
Elektriska anslutningar	Hög hållfasthet, god ledningsförmåga, korrosionsbeständighet
Fästelement, kugghjul	God bearbetbarhet, slitstyrka
Lager, bussningar	Kompatibel med roterande axlar, god smörjförmåga
Svetsstavar	Kompatibilitet med stål, god lödbarhet
Dekorativa delar	Attraktiv guldfärg, bra finish
Termisk hantering	Högre värmeledningsförmåga än stål

• Elektriska anslutningar och kontakter - Används ofta i stift och kontakter på grund av styrka, ledningsförmåga och kostnadsfördelar jämfört med andra alternativ.
• Maskinbearbetade delar - Lämplig för muttrar, bultar, kugghjul, ventiler etc. tack vare utmärkt bearbetbarhet.
• Lager och bussningar - Kompatibel med stålaxlar samtidigt som den ger god slitstyrka och smörjförmåga.
• Förbrukningsmaterial för svetsning - Populär i Cu-Zn-tillsatsstavar och lödlegeringar för sammanfogning av stålkomponenter.
• Dekorativa tillbehör - Ger en estetisk guldfinish för dekorativa delar och smycken.
• Termiska komponenter - Används i värmeväxlare och delar för termisk hantering där den högre värmeledningsförmågan utnyttjas.

CuZn40-pulver är allmänt accepterat inom industrisektorer på grund av dess mångsidiga egenskaper, prestanda och ekonomiska priser.

Specifikationer för CuZn40-pulver

CuZn40-pulver finns i olika storleksintervall, former och renhetsgrader:

Specifikation	Alternativ
Fördelning av partikelstorlek	10 - 150 mikrometer
Genomsnittlig partikelstorlek	20, 45, 60, 100 mikron
Pulverform	Oregelbunden, sfärisk
Skenbar densitet	Upp till 75% teoretiskt
Flödeshastighet	Upp till 25 s/50g
Renhet	Upp till 99,9%
Legeringsvarianter	CuZn10, CuZn30, CuZn37

• Mindre partikelstorlekar under 45 mikrometer möjliggör större förtätning men minskar flytbarheten.
• Sfäriskt pulver ger bättre flöde och packningstäthet och lämpar sig för additiv tillverkning.
• Högre skenbar densitet och flödeshastighet förbättrar hanteringen och bearbetningen av pulver.
• Högrenade varianter finns för mer krävande applikationer.
• Olika zinknivåer mellan 10-40% tillgängliga för varierande hållfasthet/duktilitet.

CuZn40-pulver kan anpassas när det gäller partikelstorlek, form, densitet, flödesegenskaper och legeringssammansättning baserat på applikationskrav.

Konsolideringsmetoder för CuZn40-pulver

CuZn40-pulver kan bearbetas till komponenter med full densitet med hjälp av tekniker som t.ex:

Metod	Detaljer
Kompaktering + Sintring	Äldre ekonomisk metod med formbegränsningar.
Formsprutning av metall (MIM)	Net shape-detaljer med utmärkt precision och ytfinish.
Additiv tillverkning	Direkt utskrift av komplexa, täta delar från CAD-modeller.
Varm strängsprutning	För enkla, axialsymmetriska former som stavar och rör.
Komprimering med valsar	För plåt och band med krav på god duktilitet.

• Pressning följt av sintring är vanligt förekommande men kräver sekundär bearbetning för fullständig förtätning.
• MIM erbjuder högsta precision och ytfinhet men kräver stora volymer för att motivera verktygskostnaderna.
• Additiva tillverkningsmetoder som binder jetting och fused deposition modeling blir allt populärare för sin designflexibilitet.
• Strängpressning och valsning lämpar sig väl för enkla geometrier som stänger, plåtar etc. och utnyttjar duktiliteten.

Konsolideringsmetoden styr de slutliga egenskaperna som densitet, precision, ytfinish och mikrostruktur.

Värmebehandling av CuZn40-delar

Värmebehandling av CuZn40-delar hjälper till att skräddarsy en rad mekaniska egenskaper:

Värmebehandling	Syfte
Glödgning av lösning	Återställer formbarheten efter kallbearbetning
Stresslindrande	Avlägsnar restspänningar
Härdning genom utfällning	Förstärkning genom åldring efter lösning

• Glödgning vid 700-900°C följt av långsam kylning gör legeringen mjukare genom att avlägsna effekterna av kallbearbetning, vilket möjliggör ytterligare formning.
• Åldershärdning vid låg temperatur i intervallet 150-350°C orsakar utfällning av en kopparrik fas som ökar hållfastheten upp till 50% men med förlust av duktilitet.
• Avspänning vid 300-500°C hjälper till att minska restspänningar från tidigare formning.

Värmebehandling utökar mångsidigheten hos CuZn40-legeringen genom att möjliggöra förbättringar av egenskaperna enligt tillämpningsbehov.

Jämförelse av CuZn40 med alternativ

Så här ser CuZn40 ut jämfört med andra populära pulver av kopparlegeringar:

Legering	CuZn40	CuSn6	CuNi18Zn20	Brons
Styrka	Hög	Medium	Högsta	Medium
Duktilitet	Hög	Medium	Låg	Medium
Motståndskraft mot korrosion	Bra	Utmärkt	Utmärkt	Utmärkt
Termisk konduktivitet	120 W/m-K	50 W/m-K	20 W/m-K	60 W/m-K
Kostnad	Låg	Hög	Hög	Medium

• CuSn6 har överlägsen korrosionsbeständighet men lägre hållfasthet och värmeledningsförmåga. Mer kostsamt.
• CuNi18Zn20 har den högsta hållfastheten men den lägsta duktiliteten och värmeledningsförmågan.
• Bronser som CuSn10 erbjuder utmärkt korrosionsbeständighet men endast måttlig hållfasthet.
• CuZn40 ger de mest balanserade övergripande egenskaperna och har den lägsta kostnaden.

På grund av dess väl avrundade egenskaper, utmärkta formbarhet, bearbetbarhet och låga kostnad är CuZn40 det mest populära kopparlegeringspulvret för bred användning inom olika industrisegment.

Tillverkare av CuZn40-pulver

CuZn40-pulver produceras i stora volymer globalt av stora metallpulverproducenter:

Tillverkare	Land
Hoganas	Sverige
CNPC	Kina
Miyou-gruppen	Kina
GKN Hoeganaes	USA
Jien Nickel	Taiwan
SCM Metallprodukter	Japan

Välrenommerade tillverkare har stränga kvalitetskontroller och uppfyller internationella standarder för sammansättning, partikelstorleksfördelning, skenbar densitet och föroreningsnivåer.

De kan anpassa CuZn40-pulversammansättningar och attribut som partikelform, densitet, flödeshastigheter etc. baserat på kundkrav för deras specifika applikation.

CuZn40 Pulver Prissättning

Som ett allmänt producerat kommersiellt legeringspulver är CuZn40 ganska ekonomiskt. Indikativ prissättning är:

Typ av pulver	Partikelstorlek	Pris ($/kg)
För pressning	Under 150 mikrometer	$5-15
För sintring	45-150 mikrometer	$8-20
För MIM	10-20 mikrometer	$12-25
För AM	15-45 mikrometer	$15-30
Hög renhet	Upp till 5 mikrometer	$25-40

• Pulver med oregelbunden form för pressning och sintring är mest ekonomiskt.
• Sfäriskt pulver för MIM och AM är dyrare på grund av gasatomiseringsprocessen.
• Mindre partikelstorlekar och hög renhetsgrad ger ett högre pris.
• Stora volymorder i ton kan ytterligare sänka priset per kilogram.

CuZn40-pulver är konkurrenskraftigt prissatt på grund av dess breda kommersiella användning som möjliggör ekonomisk produktion i stora volymer.

Försiktighetsåtgärder för hälsa och säkerhet för CuZn40-pulver

Som alla fina metallpulver kräver CuZn40-pulver säker hantering:

Fara	Försiktighetsåtgärder	PPE
Inandning	Undvik att andas in pulverformigt damm. Säkerställ ventilation	Andningsskyddsmask
Kontakt med huden	Använd handskar. Tvätta efter kontakt.	Handskar
Ögonkontakt	Använd skyddsglasögon. Skölj om du kommer i kontakt med produkten.	Skyddsglasögon
Förtäring	Undvik kontakt mellan hand och mun. Tvätta händerna.	–
Dammexplosion	Undvik pulvermoln. Markutrustning.	–

• Använd personlig skyddsutrustning - andningsskydd, handskar, skyddsglasögon vid hantering av pulver.
• Undvik hudkontakt. Tvätta efter exponering.
• Förvara förslutna behållare på avstånd från gnistor och lågor.
• Säkerställ korrekt ventilation och dammuppsamling.
• Se säkerhetsdatablad och lokala föreskrifter för fullständiga säkerhetsanvisningar.

Korrekta försiktighetsåtgärder och personlig skyddsutrustning under lagring, hantering och bearbetning minimerar hälso- och säkerhetsriskerna.

Inspektion och provning av CuZn40-pulver

För att säkerställa kvaliteten bör CuZn40-pulver testas enligt följande:

Parameter	Metod	Specifikation
Kemisk sammansättning	Förbränningsanalys eller XRF	Zn 40% ± 1%, Pb < 1000 ppm
Fördelning av partikelstorlek	Siktning, laserdiffraktion	D10, D50, D90 inom intervallet
Skenbar densitet	Hall-flödesmätare	Minsta specificerade
Flödeshastighet	Hall-flödesmätare	Maximalt specificerad
Föroreningar	ICP- eller LECO-analys	Låg syre- och kvävehalt

Rutinmässiga tester enligt ASTM-standarder säkerställer en jämn produktion och högkvalitativt pulver som lämpar sig för slutapplikationer.

Köpare måste insistera på kvalitetscertifikat från välrenommerade tillverkare. Intern testning med jämna mellanrum rekommenderas också.

Vanliga frågor

Q. Vad används CuZn40 till?

A. CuZn40 används i stor utsträckning i elektriska kontakter, rörkopplingar, kugghjul, dekorativa delar etc. och utnyttjar sin styrka, duktilitet, korrosionsbeständighet och maskinbearbetbarhet.

Q. Vad är skillnaden mellan vanlig och blyad mässingslegering?

A. Blyhaltig mässing innehåller en liten mängd bly upp till 3% för att förbättra bearbetbarheten medan vanlig mässing är blyfri. Blyfri är att föredra av skäl som rör livsmedelskontakt och miljösäkerhet.

Q. Kräver CuZn40 värmebehandling?

A. Valfri värmebehandling kan göras för att mjuka upp och återställa duktiliteten genom glödgning eller för att förstärka genom utskiljningshärdning.

Q. Vilka metoder används för att tillverka delar av CuZn40-pulver?

A. Kompaktering följt av sintring, formsprutning av metall och additiva tillverkningsprocesser som bindemedelsjetting och FDM är populära tekniker för att konsolidera CuZn40-pulver till täta komponenter.

Q. Är CuZn40-pulver säkert att hantera?

A. Som med alla fina metallpulver bör försiktighetsåtgärder vidtas för att undvika inandning och hudkontakt. Korrekt ventilation, personlig skyddsutrustning och säkra hanteringsrutiner minimerar riskerna.