HPb61-1 是中国牌号的铅黄铜。作为一种易切削黄铜,它在工业中应用广泛。以下是对其成分和性能的详细解析:
HPb61-1 的名称含义为:
H:黄铜(“黄”字拼音首字母)
Pb:添加元素铅
61:铜的平均含量约为 61%
1:铅的平均含量约为 1%
其标准化学成分(质量分数,%)如下:
主要元素 | 含量 (%) | 作用与影响 |
铜 (Cu) | 59.0 ~ 61.0 | 保证合金基本的黄铜(Cu-Zn)结构,提供强度、耐蚀性和基础塑性。 |
铅 (Pb) | 0.6 ~ 1.0 | 关键元素。不固溶于铜,以微小颗粒状分布在晶界。它中断了材料的连续性,使切屑易碎,极大改善切削加工性能,并获得光洁的表面。 |
锌 (Zn) | 余量 (约38-40%) | 主要合金元素。稳定α相,提高强度、硬度和塑性。锌含量高使其呈漂亮的金黄色。 |
杂质 | ≤ 0.75 | 包括铁、锑、铋、磷等,严格控制以保证材料性能。 |
状态:通常以拉制态或挤制态供应和使用。
抗拉强度 (Rm):≥ 370 MPa(拉制棒材典型值)
屈服强度 (Rp0.2):≥ 145 MPa
伸长率 (A):≥ 15%
硬度:HBW 约 80 - 110
总结:具有良好的综合力学性能,强度、硬度和塑性搭配合理,能满足大多数结构件的要求。
密度:约 8.5 g/cm³
导电性:约为纯铜的25%左右,属于一般导电材料。
导热性:良好。
颜色:金黄色,外观较好。
切削加工性:极佳。这是HPb61-1最突出的优点,其切削性能指数通常被认为是 100%(以易切削钢Y12为100%作参考)。铅颗粒起到了“自润滑”和断屑作用,允许高速切削,刀具磨损小,加工表面光洁度高。
热加工性:良好。在640~780℃ 的温度范围内具有良好的热塑性,适合进行热挤压、热锻等工艺。
冷加工性:一般。虽然可以进行冷拉、弯曲等,但由于铅的存在对基体有割裂作用,其冷变形能力不如无铅黄铜(如H62、H65),过度冷加工易产生裂纹。
焊接性:较差。焊接时铅易析出产生热脆性,并产生有毒烟气,一般不推荐焊接,如需连接多采用机械方式。
耐蚀性:与普通黄铜相似,具有良好的耐大气、淡水腐蚀能力。但在氨、酸性环境及海水中的耐蚀性较差,需注意脱锌腐蚀和应力腐蚀开裂。
卓越的切削性:生产效率高,适合自动化机床大批量生产。
良好的强度和塑性组合。
漂亮的外观和色泽。
成本相对较低,经济性好。
含铅:不符合RoHS等环保指令,在饮用水系统、食品接触、儿童用品等敏感领域的使用受到严格限制或禁止。
冷加工性能受限。
焊接性能差。
高温下性能下降,不适合长期在高温环境中工作(铅会软化析出)。
因其优异的切削性能,HPb61-1主要用于制造各种要求高精度、高光洁度的复杂结构零件,俗称“钟表铜”或“自动车床用黄铜”。
机械零件:螺丝、螺母、齿轮、阀门、管接头、轴套、仪表小齿轮、凸轮等。
电子电器:接插件、接线端子、锁件、精密仪器零件。
五金制品:高档水龙头芯柱、锁芯、装饰件、钟表零件。
其他:汽车化油器零件、计量器部件等。
国际对应牌号:
美国:C37100(铅含量略高,但最接近)
欧洲:CW612N (CuZn39Pb1)
日本:C3710
环保替代趋势:
由于铅的毒性,在环保要求严格的领域,HPb61-1正逐渐被无铅易切削黄铜替代,例如:
铋黄铜:如 CuZn38Bi1 (铅被铋替代,性能最接近)。
硅黄铜、碲黄铜、硒黄铜等,通过添加其他元素来改善切削性,实现无铅化。
HPb61-1是一种以优异的切削加工性为核心竞争力的中铜铅黄铜。 它在传统制造业中扮演着重要角色,特别适合大批量切削加工精密零件。然而,其含铅的特性是最大的局限,在面对全球环保浪潮时,了解和选择其无铅替代品已成为行业发展的必然趋势。在选择材料时,需根据具体的性能要求、加工方式和环保法规综合考量。