CuZn36Pb3 是一种非常常见的铅黄铜,也被称为易切削黄铜。它的特性非常鲜明,主要围绕其优异的切削加工性能展开。
以下是其详细特性分析:
1. 牌号解读 (EN标准)
Cu: 铜,基体元素。
Zn36: 锌含量约为 36%。
Pb3: 铅含量约为 3%。
对应中国牌号: HPb59-1 (含义:含铜约59%,含铅约1%,余量为锌)。
对应美国牌号: C36000 (俗称“易切削黄铜”或“快削黄铜”)。
2. 核心特性
(1)卓越的切削加工性(最突出的优点)
原因: 材料中均匀分布的微小铅颗粒在切削过程中起到自润滑作用。它们像微小的轴承一样,减少刀具与切屑之间的摩擦。
效果:
切削力小: 更容易切削,能耗低。
断屑性好: 切屑细小、易断,不会缠绕刀具,提高自动化加工效率和安全。
表面光洁度高: 加工后工件表面质量好。
刀具寿命长: 显著降低刀具磨损,节约成本。
评价: 在所有常用铜合金中,其切削性评级为100%(基准),是公认的“易切削”之王。
(2)良好的力学与物理性能
强度与硬度: 属于中高强度的黄铜,抗拉强度和硬度高于普通黄铜(如CuZn37),能够满足大多数结构件的要求。
塑性: 冷热加工性能尚可,但远不如无铅黄铜。可以进行适度的弯曲、锻打等,但不如纯铜或高锌黄铜那样柔软。
导电导热性: 比纯铜差,但优于许多钢铁材料。
密度: 较高,约为 8.5 g/cm³。
(3)耐腐蚀性
保持了黄铜基本的耐大气、淡水和水蒸气腐蚀的能力。
对海水和某些化学物质的耐蚀性一般。
注意“脱锌腐蚀”: 在特定环境下(如热水、低速水流),锌可能被选择性溶解,导致材料强度下降。对于关键部件,有时会选用更耐脱锌的牌号。
(4)其他工艺性能
铸造性: 较好,常用于砂型铸造和压铸。
焊接性: 非常差。铅的熔点低,在焊接高温下会析出,产生有毒烟尘并导致焊缝开裂、气孔。因此不推荐焊接,通常采用机械连接(如螺纹连接、压接)。
电镀与涂覆: 可以进行电镀、镀铬或喷涂,以获得更好的外观或特殊性能。
3. 主要缺点与限制
毒性(铅元素): 铅是重金属,对人体和环境有害。在加工(尤其是磨削、焊接)时会产生含铅粉尘/烟气,需做好职业防护。产品若接触饮用水或食品,受到严格限制(如欧盟RoHS指令有豁免条款,但限制使用)。
不能用于热加工: 热脆性严重,高温下强度极低,严禁进行热锻、热轧等热加工。
焊接性差: 如上所述。
4. 典型应用
由于其“易切削”的核心优势,它被广泛应用于需要大量车、铣、钻等机加工,且对强度有要求的零部件:
阀门、管件、水暖零件: 如阀门体、球阀、水龙头芯子、连接螺母。
齿轮、齿轮坯、蜗轮: 特别是钟表、仪表、锁具中的小齿轮。
电器接插件、端子。
锁具、钟表、装饰件。
汽车、拖拉机零件: 如化油器部件、油泵零件。
各种机加工标准件和结构件。
总结对比表格
特性维度
CuZn36Pb3 (HPb59-1)
普通黄铜 (如CuZn37)
备注
切削性
极优 (100%基准)
一般
核心优势
强度/硬度
较高
中等
满足结构件需求
塑性/韧性
较差
优良
不适合剧烈冷弯
热加工性
极差 (禁止)
良好
绝对禁忌
焊接性
极差
良好
不推荐焊接
耐腐蚀性
良好
良好
注意脱锌
关键元素
含铅 (~3%)
无铅
涉及环保与健康
总而言之,CuZn36Pb3是一款为“高效机加工”而生的合金。在选择它时,首要考虑的是大批量、复杂形状零件的加工效率和经济性,同时必须注意其对热加工和焊接的限制,以及铅元素带来的健康环保要求。
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