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CuZn40Pb2铅黄铜百科

发布:sonhooalloy 浏览:3643次

以下是 CuZn40Pb2(常见国际代号 C38500,也称为“易切削黄铜”或“自由加工黄铜”)的详细特性分析:

核心特性总结

CuZn40Pb2 是一种在 极佳机加工性能良好机械性能相对经济成本 之间取得出色平衡的铅黄铜合金。其名称直接反映了成分:Cu(铜)约58%,Zn(锌)约40%,Pb(铅)约2%。


详细特性分述

1.化学成分与组织

  • 铜 (Cu): ~58%, 提供基本的耐腐蚀性、导热导电性和基体强度。

  • 锌 (Zn): ~40%, 作为主要合金元素,降低熔点,提高强度和硬度,但含量较高也使其耐脱锌腐蚀能力相对较弱。

  • 铅 (Pb): ~2%, 关键元素。铅在黄铜中以微小颗粒的游离态均匀分布,不溶于铜锌固溶体。

    • 作用: 在机加工时,铅颗粒起到“自润滑”作用,使切屑容易断裂(碎屑化),减少刀具磨损,提高切削速度,并获得光洁的加工表面。

2.卓越的机加工性能

  • 这是其 最突出的优点。其机加工性能评级通常为 100%(以易切削黄铜C36000为100%基准时,C38500约为90-95%,依然属于顶级水平)。

  • 切屑短碎: 铅的存在使切屑不连续,避免缠绕刀具和工件。

  • 表面光洁度高: 加工后零件表面质量好。

  • 刀具寿命长: 润滑作用减少了摩擦和积屑瘤,显著延长刀具使用寿命。

  • 被誉为“像加工木头一样容易加工”的金属材料之一。

3.机械性能

  • 强度与硬度: 具有中等偏上的强度(抗拉强度约 350-450 MPa,屈服强度约 150-250 MPa)和硬度。高于纯铜和许多普通黄铜,但低于高强青铜或钢。

  • 塑性: 虽然含铅会略微降低室温下的延展性,但它仍具有良好的 冷热成型能力(如锻压、镦粗),但不适合进行剧烈的冷拉伸或冲压(铅会导致热脆性)。

  • 耐磨性: 适中,铅本身是润滑相,因此适用于中等耐磨和低摩擦的部件。

4.物理与化学性能

  • 耐腐蚀性: 对大气、淡水、海水(需注意流速和成分)有较好的耐腐蚀性。但作为高锌黄铜,在特定环境下(如硬水、高温静水)可能存在 脱锌腐蚀 的风险。通常不推荐用于长期接触腐蚀性化学品或高温高压蒸汽的环境。

  • 导电导热性: 约为纯铜的25-30%,但仍优于许多钢材,适用于需要散热或中等导电的零件。

  • 铸造性与焊接性

    • 铸造流动性好,适合砂铸、压铸等,能获得形状复杂的铸件。

    • 焊接性很差。由于铅的存在,在熔焊时会产生有害烟雾并导致热裂纹,通常不推荐焊接。连接方式多用钎焊、锡焊或机械连接。

5.主要应用领域

正是基于以上特性,CuZn40Pb2 被广泛应用于需要大量机加工、对尺寸精度和表面光洁度有要求、且工作环境不极端苛刻的部件:

  • 卫浴五金: 水龙头阀体、连接件、水管配件(最经典的应用)。

  • 阀门与泵部件: 燃气阀、水阀、泵壳、齿轮等。

  • 机械零件: 齿轮、衬套、轴承、锁具零件、电器插座、高质量的紧固件(如螺帽)。

  • 汽车工业: 化油器部件、油管接头等。

  • 装饰与通用五金件


与其他常见黄铜的对比

  • vs. 普通黄铜 (如 CuZn37): CuZn40Pb2 的机加工性远优于无铅的普通黄铜,牺牲了少量延展性,但更适合自动化批量生产。

  • vs. 更高铅黄铜 (如 CuZn39Pb3): 含铅量略低,在满足绝大多数机加工需求的同时,更环保,符合更严格的环保法规(如欧盟RoHS指令的豁免范围,但仍需注意具体产品标准)。

  • vs. 无铅易切削黄铜 (如 CuZn38Bi): 使用铋(Bi)等元素替代铅,环保性更佳,但机加工性能、切削表面光洁度和成本控制上,传统铅黄铜(如CuZn40Pb2)目前仍有一定优势。

注意事项与环保趋势

  • 铅的毒性: 在加工(如磨削、熔炼)过程中会产生含铅粉尘和烟雾,需做好职业健康防护。

  • 环保法规: 受RoHS、WEEE等指令影响,在饮用水接触部件(如龙头内腔)等领域的使用受到限制或需要特殊处理。但在许多工业领域,它仍在豁免名单内并被广泛使用。

  • 材料选择: 在现代设计中,如果涉及食品接触、饮用水或高度环保要求的产品,工程师会倾向于选择无铅替代材料(如硅黄铜、铋黄铜等)。

总结

CuZn40Pb2 铅黄铜是机械制造业的“工作母机”宠儿,它完美地结合了优异的切削性、足够的强度、良好的铸造性和适中的成本,是制造复杂、精密、需大批量生产铜合金零件的经典且不可替代的材料之一。 其核心价值在于 极大地提高了生产效率和降低了加工成本



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