Σκόνη CuZn40

Το CuZn40, επίσης γνωστό ως σκόνη ορείχαλκου, είναι ένα κράμα χαλκού-ψευδαργύρου που αποτελείται από 40% ψευδάργυρο και λοιπό χαλκό. Προσφέρει έναν εξαιρετικό συνδυασμό αντοχής, ελατότητας, αντοχής στη διάβρωση, κατεργασιμότητας και οικονομικής τιμολόγησης, καθιστώντας το μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες κονιοποιημένες ενώσεις.

Σύνθεση Σκόνης CuZn40

Η σύνθεση χαλκού CuZn40 σε μορφή σκόνης είναι:

Στοιχείο	Σύνθεση
Χαλκός (Cu)	Ισορροπία
Ψευδάργυρος (Zn)	39-41%

• Ο χαλκός σχηματίζει τον κύριο συνθετικό στοιχείο, που μεταδίδει ολκιμότητα και αντοχή σε διάβρωση.
• Ο ψευδάργυρος παρέχει ενίσχυση στερεής διάλυσης και βελτιώνει την κατεργαστικότητα.

Το κράμα αυτό αναφέρεται ως ‘Μπρούτζος μηχανικής επεξεργασίας’ ή ‘Μπρούτζος υψηλής κατεργασιμότητας’ λόγω της ενίσχυσης από 40% περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο.

Μικρές προσθήκες μολύβδου έως και 0,5% μπορούν να υπάρχουν σε κάποιες ποικιλίες για να αυξήσουν περαιτέρω την κατεργαστικότητα. Η σκόνη CuZn40 χωρίς μόλυβδο προτιμάται για την επαφή με τρόφιμα και την ασφάλεια του περιβάλλοντος.

Ιδιότητες σκόνης CuZn40

Η σκόνη CuZn40 προσφέρει έναν ευέλικτο συνδυασμό ιδιοτήτων που την καθιστά κατάλληλη για ευρεία χρήση σε διάφορες βιομηχανίες:

Ακίνητη περιουσία	Αξία
Πυκνότητα	8,4-8,8 γρ/εκ3
Σημείο Τήξης	900-920¡«C
Ηλεκτρική αγωγιμότητα	26% IACS
Θερμική αγωγιμότητα	120 W/m-K
Συντελεστής θερμικής διαστολής	20 x 10<sup>-6</sup>?/¡«C
Μέτρο ελαστικότητας	97–110 GPa
Αντοχή σε εφελκυσμό	330-550 MPa
Επέκταση	15-40%
Σκληρότητα	Σκληρότητα Brinell 80-90
Θερμική σταθερότητα	Καλός, εως 400¡«C

• Άριστα χαρακτηριστικά διαμόρφωσης και δυνητικότητας- Η υψηλή ελαστικότητα επιτρέπει την εκτεταμένη εργασία εν ψυχρώ και τη μορφοποίηση.
• Καλή κατεργασία και τελείωμα?- Μείωση των δυνάμεων κατεργασίας σε σύγκριση με τα κράματα χαλκού με μικρότερο ή καθόλου ψευδάργυρο.
• υψηλή αντοχή- Μέχρι δύο φορές ισχυρότερο από τον χαλκό λόγω του ψευδαργύρου σε στερεή λύση.
• Ανθεκτικό στη διάβρωση?- σχηματίζει προστατευτικό στρώμα οξειδίου στην ατμόσφαιρα. Καλύτερα από τους απλούς χάλυβες άνθρακα.
• Μη μαγνητικό.?- Κατάλληλος για εφαρμογές που απαιτούν ελάχιστες μαγνητικές ιδιότητες.
• Καλή θερμική σταθερότητα?- Διαστάσεις σταθερές κατά τους θερμικούς κύκλους που φθάνουν την περιοχή των 400¡«C.

Αυτός ο συνδυασμός αντοχής, ελατότητας, θερμικών και ηλεκτρικών ιδιοτήτων καθιστά το CuZn40 κατάλληλο για ευρεία χρήση σε ηλεκτρικές, αυτοκινητιστικές, θαλάσσιες και βιομηχανικές εφαρμογές.

Εφαρμογές σκόνης CuZn40

Οι ευέλικτες ιδιότητες της σκόνης CuZn40 την καθιστούν κατάλληλη για τις ακόλουθες εφαρμογές:

Εφαρμογή	Οφέλη
Ηλεκτρικοί σύνδεσμοι	Υψηλή αντοχή, καλή αγωγιμότητα, αντοχή στη διάβρωση
Συνδετήρες, γρανάζια	Καλή κατεργασία, αντοχή στη φθορά
Ρουλεμάν, δακτύλιοι	Συμβατό με περιστρεφόμενους άξονες, πολύ καλή λιπαντική ικανότητα
Ράβδοι συγκόλλησης	Συμβατότητα με χάλυβα, καλή απόδοση στη σκληρή κόλληση
Διακοσμητικά	Ελκυστικό χρυσό χρώμα, καλό φινίρισμα
Διαχείριση θερμότητας	Ανώτερη θερμική αγωγιμότητα από τους χάλυβες

• Ηλεκτρικοί σύνδεσμοι και επαφές?- Χρησιμοποιείται ευρέως σε καρφίτσες, συνδέσμους λόγω της αντοχής, της αγωγιμότητας και του πλεονεκτήματος κόστους σε σχέση με εναλλακτικές λύσεις.
• Κατεργασμένα ανταλλακτικά?- Κατάλληλο για παξιμάδια, μπουλόνια, γρανάζια, βαλβίδες κλπ. λόγω εξαιρετικής μηχανικής κατεργασίας.
• Ρουλεμάν και δακτύλιοι?- Συμβατά με χαλύβδινους άξονες προσφέροντας παράλληλα καλή αντοχή στη φθορά και ευκολία λίπανσης.
• Αναλώσιμα συγκόλλησης?- Δημοφιλείς σε ράβδους πλήρωσης χαλκού-ψευδαργύρου και κράματα συγκόλλησης για ένωση χαλύβδινων εξαρτημάτων.
• Διακοσμητικά αξεσουάρ?- Παρέχει αισθητικό φινίρισμα με χρυσό για διακοσμητικά τμήματα και κοσμήματα.
• Θερμικά στοιχεία?- Χρησιμοποιείται σε εναλλάκτες θερμότητας και τμήματα θερμικής διαχείρισης, χάρη στην υψηλότερη θερμική αγωγιμότητά του.

Η σκόνη CuZn40 γίνεται ευρέως αποδεκτή σε όλους τους βιομηχανικούς κλάδους χάρη στις ευέλικτες ιδιότητές της, τις επιδόσεις και την οικονομική τιμολόγηση.

Προδιαγραφές σκόνης CuZn40

Η σκόνη CuZn40 διατίθεται σε διάφορες σειρές μεγέθους, σχήματα και επίπεδα αγνότητας:

Προδιαγραφές	Επιλογές
Κατανομή μεγέθους σωματιδίων	10 - 150 μικρά
Μέση τιμή μεγέθους σωματιδίου	20, 45, 60, 100 microns
Μορφή σκόνης	Ακανόνιστο, σφαιρικό
Φαινομενική πυκνότητα	Θεωρητικά έως 75%
Ρους	Μέχρι 25 s/50g
Αγνότητα	Μέχρι και 99,9%
Παραλλαγές κράματος	CuZn10, CuZn30, CuZn37

• Μικρότερα μεγέθη σωματιδίων κάτω από 45 μικρόμετρα επιτρέπουν μεγαλύτερη συμπύκνωση αλλά μειώνουν τη ρευστότητα.
• Η σφαιρική σκόνη παρέχει καλύτερη ροή και πυκνότητα συσκευασίας κατάλληλη για προσθετική κατασκευή.
• Η υψηλότερη προφανής πυκνότητα και οι ρυθμοί ροής βελτιώνουν το χειρισμό και την επεξεργασία της σκόνης.
• Διατίθενται παραλλαγές υψηλής καθαρότητας για πιο απαιτητικές εφαρμογές.
• Εύρος επιπέδων ψευδαργύρου μεταξύ 10-40% διαθέσιμων για μεταβαλλόμενη αντοχή σε εφελκυσμό και αγωγιμότητα.

Η σκόνη CuZn40 μπορεί να προσαρμοστεί όσον αφορά το μέγεθος των σωματιδίων, το σχήμα, την πυκνότητα, τα χαρακτηριστικά ροής και τη σύνθεση του κράματος με βάση τις απαιτήσεις της εφαρμογής.

Μέθοδοι εδραίωσης για σκόνη CuZn40

Η σκόνη CuZn40 μπορεί να επεξεργαστεί σε ολοκληρωμένα εξαρτήματα πυκνότητας, χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως:

Μέθοδος	Λεπτομέρειες
Συγκόλληση + Συγκόλληση με τήξη	Παλαιότερη οικονομική μέθοδος με όρια σχήματος.
Έγχυση μετάλλων (MIM)	Μέρη με άριστη ακρίβεια σχήματος και φινίρισμα επιφάνειας.
προσθετική κατασκευή	Άμεση εκτύπωση περίπλοκων, πυκνών μερών από μοντέλα CAD.
Θερμή Έκθλιψη	Για απλά, αξονικά συμμετρικά σχήματα όπως ράβδοι και σωλήνες.
Συμπύκνωση κυλίνδρου	Για ελάσματα και λωρίδες που απαιτούν καλή ολκιμότητα.

• Το πάτημα που ακολουθείται από υαλοποίηση χρησιμοποιείται συνήθως αλλά απαιτεί δευτερεύουσα επεξεργασία για πλήρη πυκνοποίηση.
• Το MIM παρέχει υψηλότατη ακρίβεια και φινίρισμα επιφάνειας αλλά χρειάζεται μεγάλους όγκους για να δικαιολογηθούν τα κόστη εργαλείων.
• Οι προσθετικές μέθοδοι κατασκευής όπως η εκτόξευση συνδετικού και η μοντελοποίηση τήξης-εναπόθεσης κερδίζουν έδαφος για την ευελιξία σχεδιασμού.
• Η διέλαση και η έλαση είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για απλές γεωμετρίες, όπως μπάρες, φύλλα κ.λπ., αξιοποιώντας την ελατότητα.

Η μέθοδος ενοποίησης ελέγχει τις τελικές ιδιότητες όπως η πυκνότητα, η ακρίβεια, το φινίρισμα της επιφάνειας και τη μικροδομή.

Θερμική επεξεργασία εξαρτημάτων CuZn40

Η θερμική επεξεργασία των εξαρτημάτων CuZn40 βοηθά στην προσαρμογή μιας σειράς μηχανικών ιδιοτήτων:

Θερμική Επεξεργασία	Σκοπός
Ανόπτηση διαλύματος	Αποκαθιστά την ελατότητα μετά την ψυχρή εργασία
Ανακούφιση από το στρες	Αφαιρεί τις υπολοίπες τάσεις
Σκλήρυνση από κράμα διασποράς	Ενίσχυση με γήρανση μετά από διαλυματοποίηση

• Η ανόπτηση στους 700-900¡«C, ακολουθούμενη από αργό ψύξη, μαλακώνει το κράμα, απομακρύνοντας τις επιπτώσεις της ψυχρής κατεργασίας, επιτρέποντας την περαιτέρω διαμόρφωση.
• Η σκλήρυνση χαμηλής θερμοκρασίας στην εμβέλεια 150-350¡«C προκαλεί καθίζηση της πλούσιας σε χαλκό φάσης αυξάνοντας την ισχύ μέχρι 50% αλλά με απώλεια της ελκυστικότητας.
• Η αποσυμπίεση θερμοκρασίας γύρω στους 300-500 ¡«C βοηθά στη μείωση των υπολειπόμενων τάσεων λόγω προηγούμενης διαμόρφωσης.

Η θερμική κατεργασία διευρύνει την ευελιξία του κράματος CuZn40, επιτρέποντας βελτιώσεις ιδιοτήτων σύμφωνα με τις ανάγκες της εφαρμογής.

Σύγκριση του CuZn40 με εναλλακτικές λύσεις

Δες πώς συγκρίνεται το CuZn40 με άλλες δημοφιλείς σκόνες κράματος χαλκού:

Κράμα	CuZn40	CuSn6	CuNi18Zn20	Χαλκός
Ισχύς	Υψηλό	Μέσο	Υψηλότερο	Μέσο
Ικανότητα παραμόρφωσης	Υψηλό	Μέσο	Χαμηλό	Μέσο
Αντοχή στη διάβρωση	Καλη	Άριστος	Άριστος	Άριστος
Θερμική αγωγιμότητα	120 W/m-K	50 W/m-K	20 W/(m-K)	60 W/(m·K)
Κόστος	Χαμηλό	Υψηλό	Υψηλό	Μέσο

• Το CuSn6 έχει ανώτερη αντοχή σε διάβρωση αλλα χαμηλότερη αντοχή και θερμική αγωγιμότητα. Ακριβότερο.
• Το CuNi18Zn20 έχει την υψηλότερη αντοχή αλλά τη χαμηλότερη ολκιμότητα και θερμική αγωγιμότητα.
• Ο χαλκός όπως ο CuSn10 προσφέρει εξαίρετη αντοχή στη διάβρωση, αλλά μόνο μέτρια αντοχή.
• Το CuZn40 παρέχει τις πιο ισορροπημένες ιδιότητες και έχει το χαμηλότερο κόστος.

Χάρη στις σφαιρικές ιδιότητές του, την εξαιρετική δυνατότητα διαμόρφωσης, την κατεργασιμότητα και το χαμηλό κόστος, το CuZn40 είναι η πλέον δημοφιλές σκόνη κράματος χαλκού για ευρεία χρήση σε κλάδους της βιομηχανίας.

Κατασκευαστές CuZn40 σε μορφή σκόνης

Η σκόνη CuZn40 παράγεται παγκοσμίως σε μεγάλες ποσότητες από τους βασικότερους παραγωγούς μεταλλικής σκόνης:

Κατασκευαστής	Χώρα
Χογκάνας	Σουηδία
Εθνική Εταιρεία Πετρελαίου της Κίνας (CNPC)	Kίνα
Ομάδα Miyou	Kίνα
GKN Hoeganaes	ΗΠΑ
Είμαι ο Nikel	Ταϊβάν
Προϊόντα Μετάλλων SCM	Ιαπωνία

Καθιερωμένοι κατασκευαστές έχουν αυστηρό ποιοτικό έλεγχο και συμμορφώνονται με διεθνή πρότυπα για σύνθεση, κατανομή μεγέθους σωματιδίων, φαινομενική πυκνότητα και επίπεδα ακαθαρσιών.

Μπορούν να εξατομικεύσουν συνθέσεις και χαρακτηριστικά σκόνης CuZn40, όπως σχήμα σωματιδίου, πυκνότητα, ρυθμούς ροής κ.λπ. σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πελάτη για τη συγκεκριμένη εφαρμογή του.

Τιμολόγηση της Σκόνης CuZn40

Το CuZn40, ως ευρέως παραγόμενη εμπορική σκόνη κράματος, είναι αρκετά οικονομικό. Η ενδεικτική τιμολόγηση είναι:

Τύπος σκόνης	Μέγεθος σωματιδίων	Τιμή ($/kg)
Για σιδέρωμα	Κάτω από 150 μικρά	$5-15
Για συγκόλληση	45-150 μικρά	$8-20
Για τον MIM	10-20 μικρά	$12-25
Για ΩΧΠ	15-45 μικρά	$15-30
Υψηλής καθαρότητας	Έως 5 μικρά	$25-40

• Η σκόνη ακανόνιστου σχήματος για πίεση και σύντηξη είναι πιο οικονομική.
• Η σφαιρική σκόνη για MIM και AM είναι πιο δαπανηρή λόγω της διαδικασίας ατομοποίησης αερίου.
• Μικρότερα μεγέθη σωματιδίων και υψηλές βαθμολογίες καθαρότητας ελκύουν εξασφάλιση τιμής.
• Περαιτέρω μείωση της τιμολόγησης ανά κιλό καθίσταται εφικτή με παραγγελίες μεγάλου όγκου σε τόνους.

Η σκόνη CuZn40 διατίθεται σε ανταγωνιστικές τιμές λόγω της ευρείας εμπορικής της χρήσης, που επιτρέπει την οικονομική παραγωγή σε μεγάλες ποσότητες.

Προφυλάξεις ασφάλειας και υγείας για σκόνη CuZn40

Σαν οποιαδήποτε μεταλλική σκόνη υψηλής ποιότητας, η σκόνη CuZn40 απαιτεί ασφαλή χειρισμό:

Κίνδυνος	Προφυλάξεις	ΠΠΠ
Εισπνοή	Αποφύγετε την εισπνοή σκόνης από το ρεύμα. Βεβαιωθείτε για τον αερισμό	Μάσκα αναπνευστήρα
Επαφή δέρματος	Φοράτε γάντια. Πλύνετε τα χέρια σας μετά την επαφή.	Γάντια
Οπτική επαφή	Φορέστε γυαλιά ασφαλείας. Πλύντε τα μάτια σας σε περίπτωση επαφής.	Γυαλιά προφύλαξης
Κατάποση	Αποφύγετε να αγγίζετε το στόμα με τα χέρια σας. Πλένετε τα χέρια σας.	–
Έκρηξη σκόνης	Αποφύγετε τη δημιουργία νέφους σκόνης. Επίγειο εξοπλισμό.	–

• Χρησιμοποιήστε ΜΑΠ (μέσα ατομικής προστασίας) - αναπνευστήρα, γάντια, γυαλιά όταν χειρίζεστε τη σκόνη.
• Αποφύγετε την επαφή με το δέρμα. Πλύνετε το μετά την έκθεση.
• Αποθηκεύστε τα σφραγισμένα δοχεία μακριά από σπινθήρες και φλόγες.
• Διασφαλίστε σωστό εξαερισμό και συλλογή σκόνης.
• Δείτε το Φύλλο Δεδομένων Ασφαλείας και τους τοπικούς κανονισμούς για πλήρεις οδηγίες ασφαλείας.

Οι κατάλληλες προφυλάξεις και ο κατάλληλος ατομικός προστατευτικός εξοπλισμός κατά την αποθήκευση, το χειρισμό και την επεξεργασία ελαχιστοποιούν τους κινδύνους για την υγεία και την ασφάλεια.

Επιθεώρηση και δοκιμές σκόνης χαλκού CuZn40

Για να διασφαλιστεί η ποιότητα, η σκόνη CuZn40 πρέπει να ελεγχθεί ως εξής:

Παράμετρος	Μέθοδος	Προδιαγραφές
Χημική σύσταση	Ανάλυση καύσης ή XRF	Zn 40% ©Ι 1%, Pb < 1000 ppm
Κατανομή μεγέθους σωματιδίων	Κοσκίνισμα, διάθλαση λέιζερ	Το D10, D50, D90 είναι εντός εμβέλειας
Φαινομενική πυκνότητα	Μετρητής ροής διαδρόμου	Ελάχιστο συγκεκριμένο
Ρους	Μετρητής ροής διαδρόμου	Μέγιστο καθορισμένο
Ακαθαρσίες	Ανάλυση ICP ή LECO	Χαμηλό οξυγόνο και άζωτο

Η ρουτίνα δοκιμών σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM διασφαλίζει την συνέπεια στην παραγωγή και υψηλής ποιότητας σκόνη κατάλληλη για τελικές εφαρμογές.

Οι αγοραστές θα πρέπει να απαιτούν πιστοποιητικά ποιότητας από αξιόπιστους κατασκευαστές. Συνιστώνται επίσης περιοδικοί οικιακοί έλεγχοι.

Συχνές ερωτήσεις

Ερ. Σε ποια χρήση προορίζεται ο ορείχαλκος CuZn40;

Το CuZn40 βρίσκει ευρεία χρήση σε ηλεκτρικές συνδέσεις, εξαρτήματα υδραυλικών εγκαταστάσεων, γρανάζια, διακοσμητικά μέρη κ.λπ. αξιοποιώντας την αντοχή του, την ολκιμότητα, την αντοχή στη διάβρωση και την κατεργασιμότητά του.

Ε. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κανονικού και κραματόχαλκου που περιέχει μόλυβδο;

Α. Το επικασσιτερωμένο ορείχαλκος περιέχει μικρή ποσότητα μολύβδου έως και 3% για να βελτιώσει την κατεργασία, ενώ ο κανονικός ορείχαλκος δεν περιέχει μολύβι. Χωρίς μόλυβδο είναι η προτιμώμενη μέθοδος για λόγους επαφής με τρόφιμα και περιβαλλοντικής ασφάλειας.

Ε. Απαιτείται θερμική επεξεργασία για τον CuZn40;

Η. Προαιρετική θερμική επεξεργασία μπορεί να γίνει για να μαλακώσει και να επαναφέρει την ολκιμότητα μέσω της ανάφλεξης ή για να ενισχύσει τη σκλήρυνση με καθίζηση.

Ε. Ποιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξαρτημάτων από σκόνη CuZn40;

A. Η συμπίεση ακολουθούμενη από συγκόλληση, η μεταλλική έγχυση και οι διεργασίες προσθετικής κατασκευής όπως η εκτόξευση συνδετικού και το FDM είναι δημοφιλείς τεχνικές για την ενοποίηση της σκόνης CuZn40 σε πυκνά συστατικά.

Ε. Είναι ασφαλής η διαχείριση σκόνης CuZn40;

Όπως με οποιαδήποτε λεπτή μεταλλική σκόνη, πρέπει να λαμβάνονται προφυλάξεις για να αποφεύγεται η εισπνοή και η επαφή με το δέρμα. Ο κατάλληλος αερισμός, τα ΜΑΠ και οι ασφαλείς διαδικασίες χειρισμού ελαχιστοποιούν τους κινδύνους.