CuZn40-Pulver

CuZn40, auch als Messingpulver bekannt, ist eine Kupfer-Zink-Legierung, die zu 40 % aus Zink und zu 50 % aus Kupfer besteht. Sie bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit und wirtschaftlichem Preis, was sie zu einer der am häufigsten verwendeten Pulverlegierungen macht.

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CuZn40-Pulver Übersicht

CuZn40, auch als Messingpulver bekannt, ist eine Kupfer-Zink-Legierung, die zu 40 % aus Zink und zu 50 % aus Kupfer besteht. Sie bietet eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit und wirtschaftlichem Preis, was sie zu einer der am häufigsten verwendeten Pulverlegierungen macht.

CuZn40-Pulver-Zusammensetzung

Die Zusammensetzung von CuZn40-Messingpulver ist:

Element Zusammensetzung
Kupfer (Cu) Bilanz
Zink (Zn) 39-41%

 

  • Kupfer bildet die Hauptmatrix und verleiht ihr Duktilität und Korrosionsbeständigkeit.
  • Zink sorgt für die Festigkeitssteigerung in Mischkristallen und verbessert die Bearbeitbarkeit.

Diese Zusammensetzung wird als “frei zerspanbares Messing” oder “hoch zerspanbares Messing” bezeichnet, da der Zinkgehalt von 40 % die Zerspanbarkeit verbessert.

Geringe Bleizusätze von bis zu 0,5 % können in einigen Sorten enthalten sein, um die Zerspanbarkeit weiter zu verbessern. Bleifreies CuZn40-Pulver wird aus Gründen des Lebensmittelkontakts und der Umweltsicherheit bevorzugt.

Eigenschaften von CuZn40-Pulver

CuZn40-Pulver bietet eine vielseitige Mischung von Eigenschaften, die es für eine breite Verwendung in verschiedenen Branchen geeignet macht:

Eigenschaft Value
Dichte 8.4-8.8 g/cm3
Schmelzpunkt 900-920°C
Elektrische Leitfähigkeit 26% IACS
Thermische Leitfähigkeit 120 W/m-K
Wärmeausdehnungskoeffizient 20 x 10<sup>-6</sup> /°C
Elastizitätsmodul 97-110 GPa
Zugfestigkeit 330-550 MPa
Dehnung 15-40%
Härte 80-90 Brinell
Thermische Stabilität Good, up to 400°C

 

  • Hervorragende Verformbarkeit und Duktilität – Hohe Dehnung ermöglicht umfangreiche Kaltverformung und Umformung.
  • Gute Bearbeitbarkeit und Oberflächengüte – Reduzierung der Bearbeitungskräfte im Vergleich zu Kupferlegierungen mit geringerem oder ohne Zink.
  • Hohe Festigkeit – Bis zu doppelt so hoch wie die Festigkeit von Kupfer aufgrund von Zink in fester Lösung.
  • Korrosionsbeständig – Bildet in der Atmosphäre eine schützende Oxidschicht. Besser als einfache Kohlenstoffstähle.
  • Nichtmagnetisch – Geeignet für Anwendungen, die minimale magnetische Eigenschaften erfordern.
  • Gute thermische Stabilität – Die Abmessungen sind bei Temperaturschwankungen bis zu 400°C stabil.

Dank dieser Kombination aus Festigkeit, Duktilität, thermischen und elektrischen Eigenschaften eignet sich CuZn40 für einen breiten Einsatz in der Elektro-, Automobil-, Schiffs- und Industrietechnik.

Anwendungen von CuZn40-Pulver

Die vielseitigen Eigenschaften von CuZn40-Pulver eignen sich für die folgenden Anwendungen:

Anwendung Vorteile
Elektrische Steckverbinder Hohe Festigkeit, gute Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit
Befestigungselemente, Zahnräder Gute Bearbeitbarkeit, Verschleißfestigkeit
Lager, Buchsen Kompatibel mit rotierenden Wellen, gute Schmierfähigkeit
Schweißdrähte Kompatibilität mit Stahl, gute Lötbarkeit
Dekorative Teile Attraktive Goldfarbe, gutes Finish
Thermisches Management Höhere Wärmeleitfähigkeit als Stähle

 

  • Elektrische Steckverbinder und Kontakte – werden aufgrund ihrer Festigkeit, Leitfähigkeit und Kostenvorteile gegenüber anderen Werkstoffen häufig für Stifte und Steckverbinder verwendet.
  • Bearbeitete Teile – Geeignet für Muttern, Bolzen, Zahnräder, Ventile usw. aufgrund der hervorragenden Bearbeitbarkeit.
  • Lager und Buchsen – Verträgt sich mit Stahlwellen und bietet eine gute Verschleißfestigkeit und Schmierfähigkeit.
  • Schweißzusatzwerkstoffe – Beliebt bei Cu-Zn-Zusatzwerkstoffen und Hartloten zum Verbinden von Stahlteilen.
  • Dekoratives Zubehör – Bietet eine ästhetische Goldoberfläche für dekorative Teile und Schmuck.
  • Thermische Komponenten – Verwendung in Wärmetauschern und Wärmemanagementteilen, die die höhere Wärmeleitfähigkeit nutzen.

CuZn40 powder is widely accepted across industrial sectors owing to its versatile properties, performance and economical pricing.

CuZn40-Pulver Spezifikationen

CuZn40-Pulver ist in verschiedenen Größenordnungen, Formen und Reinheitsgraden erhältlich:

Spezifikation Optionen
Partikelgrößenverteilung 10 – 150 Mikrometer
Mittlere Partikelgröße 20, 45, 60, 100 Mikrometer
Form des Pulvers Unregelmäßig, kugelförmig
Scheinbare Dichte Bis zu 75% theoretisch
Durchflussmenge Bis zu 25 s/50g
Reinheit bis zu 99,9
Legierungsvarianten CuZn10, CuZn30, CuZn37

 

  • Kleinere Partikelgrößen unter 45 Mikron ermöglichen eine größere Verdichtung, verringern aber die Fließfähigkeit.
  • Kugelförmiges Pulver bietet eine bessere Fließfähigkeit und Packungsdichte für die additive Fertigung.
  • Höhere Schüttdichte und Fließraten verbessern die Handhabung und Verarbeitung des Pulvers.
  • Hochreine Varianten sind für anspruchsvollere Anwendungen erhältlich.
  • Verschiedene Zinkgehalte zwischen 10-40% für unterschiedliche Festigkeit und Verformbarkeit verfügbar.

CuZn40-Pulver kann in Bezug auf Partikelgröße, Form, Dichte, Fließeigenschaften und Legierungszusammensetzung je nach den Anforderungen der Anwendung angepasst werden.

Konsolidierungsmethoden für CuZn40-Pulver

CuZn40-Pulver kann mit Techniken wie diesen zu Bauteilen voller Dichte verarbeitet werden:

Verfahren Details
Verdichtung + Sinterung Ältere wirtschaftliche Methode mit Formgrenzen.
Metall-Spritzgießen (MIM) Nettoformteile mit ausgezeichneter Präzision und Oberflächengüte.
Additive Fertigung Direktes Drucken von komplexen, dichten Teilen aus CAD-Modellen.
Heiß-Extrusion Für einfache, achsensymmetrische Formen wie Stangen und Rohre.
Walzenverdichtung Für Bleche und Bänder, die eine gute Verformbarkeit erfordern.

 

  • Das Pressen mit anschließendem Sintern wird häufig verwendet, erfordert aber eine sekundäre Verarbeitung zur vollständigen Verdichtung.
  • MIM bietet höchste Präzision und Oberflächengüte, erfordert aber hohe Stückzahlen, um die Werkzeugkosten zu rechtfertigen.
  • Additive Fertigungsverfahren wie Binder Jetting und Fused Deposition Modeling werden aufgrund ihrer Designflexibilität immer beliebter.
  • Strangpressen und Walzen eignen sich gut für einfache Geometrien wie Stangen, Bleche usw. und nutzen die Duktilität.

Das Konsolidierungsverfahren steuert die endgültigen Eigenschaften wie Dichte, Präzision, Oberflächengüte und Mikrostruktur.

Wärmebehandlung von CuZn40-Teilen

Die Wärmebehandlung von CuZn40-Teilen trägt zur Anpassung einer Reihe mechanischer Eigenschaften bei:

Wärmebehandlung Zweck
Lösungsglühen Wiederherstellung der Duktilität nach Kaltverformung
Spannungsarmglühen Beseitigung von Eigenspannungen
Ausscheidungshärten Verfestigung durch Alterung nach dem Lösungsglühen

 

  • Das Glühen bei 700-900°C mit anschließender langsamer Abkühlung erweicht die Legierung, indem es die Auswirkungen der Kaltverformung beseitigt und eine weitere Umformung ermöglicht.
  • Das Aushärten bei niedrigen Temperaturen im Bereich von 150-350 °C bewirkt die Ausscheidung einer kupferreichen Phase, die die Festigkeit um bis zu 50 % erhöht, jedoch mit einem Verlust an Duktilität.
  • Spannungsarmglühen bei 300-500°C hilft beim Abbau von Eigenspannungen aus der vorherigen Formgebung.

Die Wärmebehandlung erweitert die Vielseitigkeit der CuZn40-Legierung, indem sie eine Verbesserung der Eigenschaften je nach Anwendungsbedarf ermöglicht.

Vergleich von CuZn40 mit Alternativen

Hier sehen Sie, wie CuZn40 im Vergleich zu anderen gängigen Kupferlegierungspulvern abschneidet:

Legierung CuZn40 CuSn6 CuNi18Zn20 Bronze
Festigkeit Hoch Mittel Höchste Mittel
Duktilität Hoch Mittel Niedrig Mittel
Korrosionsbeständigkeit Gut Ausgezeichnet Ausgezeichnet Ausgezeichnet
Thermische Leitfähigkeit 120 W/m-K 50 W/m-K 20 W/m-K 60 W/m-K
Kosten Niedrig Hoch Hoch Mittel

 

  • CuSn6 hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit, aber eine geringere Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Teurer.
  • CuNi18Zn20 hat die höchste Festigkeit, aber die geringste Duktilität und Wärmeleitfähigkeit.
  • Bronzen wie CuSn10 bieten hervorragende Korrosionsbeständigkeit, aber nur mäßige Festigkeit.
  • CuZn40 bietet die ausgewogensten Gesamteigenschaften und ist am kostengünstigsten.

Aufgrund seiner abgerundeten Eigenschaften, seiner ausgezeichneten Formbarkeit, seiner Bearbeitbarkeit und seiner geringen Kosten ist CuZn40 das beliebteste Kupferlegierungspulver für eine breite Verwendung in allen Industriesegmenten.

CuZn40-Pulver Hersteller

CuZn40-Pulver wird weltweit in großen Mengen von großen Metallpulverherstellern produziert:

Manufacturer Land
Hoganas Sweden
CNPC China
Miyou Group China
GKN Hoeganaes USA
Jien Nickel Taiwan
SCM Metal Products Japan

 

Seriöse Hersteller führen strenge Qualitätskontrollen durch und erfüllen die internationalen Normen für Zusammensetzung, Partikelgrößenverteilung, Schüttdichte und Verunreinigungsgrad.

Sie können die Zusammensetzung von CuZn40-Pulver und Eigenschaften wie Partikelform, Dichte, Fließgeschwindigkeit usw. auf der Grundlage der Kundenanforderungen für ihre spezifische Anwendung anpassen.

Preise für CuZn40-Pulver

CuZn40 ist ein weit verbreitetes, kommerziell hergestelltes Legierungspulver und recht wirtschaftlich. Ein Richtpreis ist:

Pulver Typ Partikelgröße Preis ($/kg)
Zum Pressen Unter 150 Mikrometer $5-15
Zum Sintern 45-150 Mikrometer $8-20
Für MIM 10-20 Mikrometer $12-25
Für AM 15-45 Mikrometer $15-30
Hohe Reinheit Bis zu 5 Mikrometer $25-40

 

  • Unregelmäßig geformtes Pulver zum Pressen und Sintern ist am wirtschaftlichsten.
  • Kugelförmiges Pulver für MIM und AM ist aufgrund des Gaszerstäubungsverfahrens teurer.
  • Kleinere Partikelgrößen und hochreine Qualitäten ziehen einen Preisaufschlag nach sich.
  • Große Bestellmengen in Tonnen können den Kilopreis weiter senken.

CuZn40-Pulver ist aufgrund seiner breiten kommerziellen Verwendung, die eine wirtschaftliche Produktion in großen Mengen ermöglicht, preislich wettbewerbsfähig.

Gesundheits- und Sicherheitsvorkehrungen für CuZn40-Pulver

Wie jedes feine Metallpulver muss auch CuZn40-Pulver sicher gehandhabt werden:

Gefahr Vorsichtsmaßnahmen PSA
Einatmen Vermeiden Sie das Einatmen von Pulverstaub. Für Belüftung sorgen Atemschutzmaske
Hautkontakt Handschuhe tragen. Nach Kontakt waschen. Handschuhe
Augenkontakt Schutzbrille tragen. Bei Kontakt ausspülen. Schutzbrille
Verschlucken Hand-Mund-Kontakt vermeiden. Hände waschen.
Staubexplosion Pulverwolken vermeiden. Bodenausrüstung.

 

  • Beim Umgang mit dem Pulver PSA – Atemschutz, Handschuhe, Schutzbrille – verwenden.
  • Vermeiden Sie Hautkontakt. Nach Exposition waschen.
  • Versiegelte Behälter fern von Funken und Flammen lagern.
  • Für ausreichende Belüftung und Staubabsaugung sorgen.
  • Vollständige Sicherheitsrichtlinien siehe SDS und örtliche Vorschriften.

Richtige Vorsichtsmaßnahmen und PSA bei der Lagerung, Handhabung und Verarbeitung minimieren die Gesundheits- und Sicherheitsrisiken.

Inspektion und Prüfung von CuZn40-Pulver

Um die Qualität sicherzustellen, sollte CuZn40-Pulver wie folgt geprüft werden:

Parameter Methode Spezifikation
Chemische Zusammensetzung Verbrennungsanalyse oder XRF Zn 40% ± 1%, Pb < 1000 ppm
Partikelgrößenverteilung Siebung, Laserbeugung D10, D50, D90 innerhalb des Bereichs
Scheinbare Dichte Hall-Durchflussmesser Minimum spezifiziert
Durchflussmenge Hall-Durchflussmesser Maximal spezifiziert
Verunreinigungen ICP- oder LECO-Analyse Niedriger Sauerstoff- und Stickstoffgehalt

 

Routineprüfungen nach ASTM-Normen gewährleisten eine gleichbleibende Produktion und eine hohe Qualität des Pulvers, das für die Endanwendungen geeignet ist.

Die Käufer müssen auf Qualitätszertifikaten von angesehenen Herstellern bestehen. Regelmäßige interne Prüfungen werden ebenfalls empfohlen.

FAQs

Q. Wofür wird CuZn40 verwendet?

A. CuZn40 findet breite Verwendung in elektrischen Steckverbindern, Sanitärarmaturen, Zahnrädern, dekorativen Teilen usw., wobei seine Festigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit genutzt werden.

Q. Was ist der Unterschied zwischen einer normalen und einer verbleiten Messinglegierung?

A. Verbleites Messing enthält einen geringen Bleianteil von bis zu 3 %, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, während normales Messing bleifrei ist. Bleifrei wird aus Gründen des Lebensmittelkontakts und der Umweltsicherheit bevorzugt.

Q. Ist für CuZn40 eine Wärmebehandlung erforderlich?

A. Eine optionale Wärmebehandlung kann zur Erweichung und Wiederherstellung der Duktilität durch Glühen oder zur Verfestigung durch Ausscheidungshärtung durchgeführt werden.

Q. Welche Verfahren werden zur Herstellung von Teilen aus CuZn40-Pulver verwendet?

A. Verdichtung und anschließendes Sintern, Metall-Spritzguss und additive Fertigungsverfahren wie Binder-Jetting und FDM sind gängige Techniken zur Verfestigung von CuZn40-Pulver zu dichten Bauteilen.

Q. Ist der Umgang mit CuZn40-Pulver sicher?

A. Wie bei jedem feinen Metallpulver sollten Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um das Einatmen und den Hautkontakt zu vermeiden. Richtige Belüftung, PSA und sichere Handhabungsverfahren minimieren die Risiken.

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