Латунная пудра

Латунная пудра — мелкодисперсный порошок на основе медно-цинкового сплава, применяемый в порошковой металлургии, газотермическом напылении и при производстве фильтрующих элементов. Материал получают распылением расплавленной латуни и поставляют в нескольких марках, различающихся химическим и гранулометрическим составом. Ниже рассмотрены состав, физические характеристики, способы получения и области применения этого порошкового материала.

Химический состав латунной пудры

Латунная пудра изготавливается из двухкомпонентных и многокомпонентных латуней, химический состав которых регламентирован ГОСТ 15527-2004. Наиболее распространённые марки порошка производятся на основе сплава Л63 — простой (двойной) латуни с однофазной структурой.

Состав сплава Л63 по ГОСТ 15527-2004:

Помимо сплава Л63, для производства латунной пудры используют и другие марки латуни: Л70 (содержание меди 69–72 %), Л80 (79–81 %), Л90 (88–91 %). Выбор марки определяется требованиями к конечному изделию: с повышением содержания меди возрастает коррозионная стойкость и пластичность порошка при спекании, но увеличивается стоимость.

Марки латунного порошка

Латунная пудра выпускается под несколькими обозначениями, отражающими способ получения и марку исходного сплава. Основные марки, поставляемые по ТУ 48-21-701-80:

В маркировке: «ПР» — порошок распылённый, «ПРВ» — порошок распылённый водой, буквенно-цифровой индекс указывает на марку сплава. Классификация порошков по гранулометрическому составу производится методом просеивания через набор сит (ГОСТ 18318-94) или седиментационным анализом (ГОСТ 22662-77) для фракций менее 40 мкм.

Физические свойства порошка латуни

Свойства латунной пудры зависят от марки исходного сплава, метода распыления и гранулометрического состава. Ниже приведены характеристики для наиболее распространённого порошка на основе Л63:

Насыпная плотность определяется по ГОСТ 19440-94 (метод воронки или волюмометра Скотта) и составляет примерно 30–40 % от плотности компактного металла. Конкретное значение зависит от формы частиц, их размера и распределения по фракциям. Для марок с высоким содержанием меди (ПРВ-Л80, ПРВ-Л90) плотность компактного материала выше, соответственно увеличивается и насыпная плотность порошка.

Коррозионная стойкость

Латунный порошок, как и компактная латунь, устойчив к воздействию пресной и морской воды, сухого пара, спиртов, антифризов и фреонов. Стойкость к коррозии снижается в контакте с сероводородом, минеральными и жирными кислотами, хлоридами и рудничными водами. Эти ограничения необходимо учитывать при выборе латунной пудры для конкретных условий эксплуатации изделий.

Способы получения латунной пудры

Латунную пудру получают методами порошковой металлургии. Основные промышленные технологии:

Распыление расплава водой

Расплавленную латунь подают в камеру распыления, где струя расплава разбивается потоком воды под высоким давлением на мелкие капли. Затвердевшие частицы собирают, сушат и классифицируют по размеру. Метод даёт частицы неправильной формы с развитой поверхностью, что обеспечивает хорошую прессуемость порошка.

Распыление расплава в газовой среде

Расплав распыляется потоком инертного газа (аргон, азот). Частицы получаются более сферическими, чем при водном распылении, с более гладкой поверхностью. Такой порошок отличается лучшей текучестью и применяется там, где важна равномерность заполнения пресс-форм.

Однородность порошковой массы по размеру частиц достигается просеиванием через сита с калиброванными ячейками. Размер частиц регулируется параметрами процесса: давлением, температурой расплава и скоростью распыляющей среды.

Области применения латунного порошка

Латунная пудра находит применение в нескольких отраслях промышленности.

Порошковая металлургия

Основное направление использования — изготовление деталей методами прессования и спекания. Порошковая латунь позволяет при нагреве быстро заполнять пресс-формы сложной конфигурации и получать изделия, которые затруднительно или нецелесообразно производить литьём или механической обработкой. Из спечённого латунного порошка изготавливают подшипники скольжения, втулки, шестерни и другие фасонные детали.

Газотермическое напыление и наплавка

Латунная пудра используется для нанесения защитных и восстановительных покрытий методами плазменного и газопламенного напыления. Такие покрытия обеспечивают коррозионную стойкость и износостойкость обработанных поверхностей. Мелкодисперсные порошки применяют для газотермического напыления, крупнофракционные — для плазменной наплавки. Технология востребована при ремонте и восстановлении деталей в машиностроении, нефтегазовом оборудовании и на транспорте.

Производство фильтрующих элементов

Пористая структура спечённых изделий из латунного порошка позволяет использовать их в качестве фильтров для очистки жидкостей и газов. Такие фильтры применяются в химической, пищевой и нефтегазовой отраслях, где требуется стойкость к агрессивным средам в сочетании с заданной проницаемостью.

Добавка в композиционные материалы и покрытия

Латунный порошок используется как наполнитель для полимерных композитов и смол, а также как компонент специальных лакокрасочных составов. Золотистый цвет пудры обеспечивает декоративный эффект при производстве красок и покрытий. Также порошок латуни применяют как легирующий компонент при создании сложных сплавов.

Пожароопасность и требования безопасности

Латунная пудра — горючий дисперсный материал. Мелкодисперсный металлический порошок склонен к воспламенению при контакте с открытым огнём, а в виде аэрозвеси (пылевого облака) представляет взрывоопасность. При работе с латунной пудрой необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

Хранить в герметично закрытой таре, исключающей контакт с влагой и источниками воспламенения. Не допускать образования пылевых облаков в рабочей зоне. Применять инструмент из неискрообразующих материалов. Обеспечить вентиляцию и отсутствие открытого огня в помещениях хранения и переработки.

Влияние на здоровье человека

При вдыхании мелкодисперсной латунной пыли возникает раздражение дыхательных путей. Длительный контакт с аэрозолем меди и цинка вызывает профессиональные заболевания органов дыхания — так называемую «литейную лихорадку» (при вдыхании паров и пыли цинка) и медный пневмокониоз. Все работы с латунной пудрой требуют использования респираторов, защитных очков и средств индивидуальной защиты кожи.

По классификатору ФККО, пыль латуни незагрязненная относится к IV классу опасности (малоопасные отходы). Тем не менее, соединения меди и цинка токсичны для водных организмов, поэтому недопустимо попадание латунного порошка в водоёмы и канализацию.

Упаковка и формы поставки пудры из латуни

Латунная пудра поставляется в следующих вариантах тары:

Фракционный состав и размер частиц подбираются по согласованию с заказчиком: возможна поставка как стандартных фракций, так и порошка с индивидуальными требованиями к грансоставу.

Нормативная документация

При производстве и контроле качества латунной пудры применяются следующие стандарты:

Отличия латунной пудры от бронзовой

Латунную пудру нередко путают с бронзовой пудрой — оба материала имеют характерный жёлтый оттенок и сходные области применения. Принципиальное различие состоит в химическом составе: латунные порошки представляют собой сплав меди с цинком, тогда как бронзовые — сплав меди с оловом (оловянные бронзы) или другими элементами (алюминиевые, кремнистые бронзы). Бронзовые порошки, как правило, обладают более высокой износостойкостью и антифрикционными свойствами, тогда как латунные — лучшей прессуемостью и более низкой стоимостью.

Условия хранения латунной пудры

Порошок латуни хранят в закрытых сухих помещениях, исключающих попадание прямых солнечных лучей и влаги. Тара должна быть герметично закрыта. Недопустимо хранение вблизи источников тепла, открытого пламени, а также совместно с окислителями и легковоспламеняющимися жидкостями. При длительном хранении рекомендуется периодический контроль текучести порошка, поскольку повышенная влажность может приводить к слёживанию и окислению поверхности частиц.