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CuNi18Zn30Pb1锌白铜百科

发布:sonhooalloy 浏览:6486次

我们来详细解析一下 CuNi18Zn30Pb1 这种锌白铜(也称为德银或镍银)的特性。

这是一种非常经典和重要的铜镍锌合金,通常对应国际上的 C73500 牌号。

核心特性总览

这是一种高强度、耐腐蚀、呈银白色的铜合金。其名称直接反映了其主要成分:Cu(铜) 基体,加入约 18%的Ni(镍) 和约 30%的Zn(锌),并含有约 1%的Pb(铅) 以改善切削加工性能。


详细特性分析

1.成分与冶金结构

  • 铜 (Cu): 余量,提供基础的导电性、导热性和延展性。

  • 镍 (Ni, ~18%): 这是最关键的元素。它显著提高合金的强度、硬度、耐腐蚀性(尤其是耐海水和弱酸腐蚀),并赋予合金迷人的、类似白银的色泽。镍还能细化晶粒,改善材料整体性能。

  • 锌 (Zn, ~30%): 作为固溶强化元素,进一步提高合金的强度和硬度。同时,锌比铜和镍便宜,有助于控制成本。

  • 铅 (Pb, ~1%)关键加工元素。铅在铜基体中以游离态微小颗粒存在,在切削过程中起到断屑和润滑作用,能大幅提高材料的切削加工性能,使其能达到优异的表面光洁度,并延长刀具寿命。因此,这是一种“易切削”合金。

2.物理与机械性能

  • 颜色与外观: 具有优雅的银白色光泽,且不易变色(优于纯铜和黄铜),外观类似白银,因此常用于装饰和仿银制品。

  • 强度与硬度高强度、中等硬度。其抗拉强度和屈服强度远高于普通黄铜(如H62、H65),也高于许多其他铜合金。通过冷加工(如轧制、拉拔)可以进一步提高其强度。

    • 典型抗拉强度: 退火态约 380 MPa;冷加工态可达 520 MPa 以上。

  • 弹性: 具有良好的弹性和抗疲劳性能,适合制造需要反复工作的弹性元件。

  • 导电导热性: 低于纯铜,但作为结构件和装饰件完全足够。

3.耐腐蚀性能

  • 非常优异,特别是在大气、淡水、海水以及蒸汽环境中。其耐腐蚀性优于大多数黄铜和部分青铜。

  • 对“脱锌腐蚀”免疫: 普通黄铜(高锌黄铜)在特定环境中会发生选择性腐蚀(锌被溶出,留下多孔的铜),而白铜由于含有高镍,从根本上避免了这个问题。

  • 耐有机酸、碱性溶液和盐类溶液的能力也很好。

4.加工性能

  • 切削加工性:极佳,这要归功于1%的铅含量。其可加工性评级很高(通常以易切削黄铜 C36000 为100%作参考,C73500可达50%-70%),非常适合进行车、铣、钻等自动机床加工。

  • 冷加工性:良好。可以进行冲压、弯曲、深拉等冷成型操作。但相比纯铜或某些低锌黄铜,其加工硬化速率较快,中间可能需要退火处理以恢复塑性。

  • 热加工性:一般。通常在 650-850°C 的温度范围内可以进行热加工(如热锻),但需要注意控制工艺。

  • 焊接性:较差。铅的存在会导致热脆性,容易产生裂纹,因此不建议焊接。连接通常采用钎焊或机械连接(如铆接、螺丝连接)。

  • 抛光性:优秀。易于抛光至镜面效果。


核心优势总结

  1. 高强度与良好弹性

  2. 卓越的耐腐蚀性,尤其耐海水。

  3. 精美的银白色外观,且抗变色。

  4. 极佳的切削加工性能和生产效率

  5. 良好的冷成型能力


主要应用领域

由于其综合了美观、强度、耐蚀和易加工的特性,它被广泛应用于:

  • 高档五金与装饰: 高级门把手、水龙头、卫浴配件、首饰、眼镜框、乐器按键(如长笛、萨克斯)、奖牌、餐具。

  • 精密仪器与弹性元件: 弹簧、连接器、精密机械零件、仪表齿轮、膜片。

  • 海洋工程与船舶: 船舶上的耐海水腐蚀零件、 Marine hardware。

  • 货币与代币: 历史上和现在的一些硬币、游戏代币。

  • 电子电气: 需要一定强度和耐蚀性的电气接插件、端子。

需要注意的缺点

  • 含铅: 由于环保(RoHS指令等)和接触食品/饮用水的限制,在食品设备、饮用水管件及某些出口电子产品中应用受限。为此,现在已开发出无铅易切削白铜(如用铋Bi、硒Se、碲Te等元素替代铅)。

  • 成本较高: 由于含有18%的镍,其原材料成本显著高于普通黄铜。

  • 不可焊接: 如前所述,铅的存在使其不适合熔焊。

总结而言,CuNi18Zn30Pb1是一种性能全面均衡的工程合金,特别适合对强度、耐蚀性、美观度和机加工效率有综合要求的场合。在选择时,是否需要“无铅”是首要考虑的因素。



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