我们来详细解析一下 CuZn36黄铜 的特性。这是一种非常经典和常用的黄铜材料。
首先,解读其牌号:
Cu:代表铜(Copper)
Zn:代表锌(Zinc)
36:代表锌含量的近似百分比(约36%),其余为铜(约64%)及极少量的杂质。
按照中国国家标准,其对应牌号是 H68(铜含量约68%的黄铜)。它在欧美也常被称为 “三七黄铜” 或 “弹壳黄铜”。
核心特性总结
CuZn36(H68)是单相α黄铜。由于其铜锌比例,它在室温下是均匀的α相固溶体,这直接决定了其一系列优良特性。
1. 优异的冷加工性能(塑性)
这是它最突出的优点。α相结构非常柔软且具有极高的延展性。
可以进行深冲、深拉、冷镦、弯曲、翻边等复杂的冷成型加工,而不会开裂。
适合制造形状复杂、需要多道次冷加工的零件。
2. 良好的热加工性能
虽然不如冷加工性能那么突出,但在适当的温度范围内(约650-850°C),它也具有良好的热锻、热轧等热加工能力。
3. 机械性能(强度和硬度)
强度中等偏上:抗拉强度约为300-400 MPa(取决于状态)。
硬度不高:布氏硬度(HB)在退火态下较低,非常适合加工。
可以通过冷加工(如冷轧、冷拉)显著提高其强度和硬度,但会牺牲部分塑性。这就是“加工硬化”。
4. 优异的导电性和导热性
在所有黄铜中,它的导电和导热性相对较高(仅次于紫铜和某些特殊铜合金),但仍明显低于纯铜。
这使得它非常适合用于需要散热或一定导电性的场合。
5. 耐腐蚀性
对大气、淡水、海水有较好的耐蚀性,优于普通钢材。
但需要注意脱锌腐蚀和应力腐蚀开裂(季裂) 的风险:
脱锌腐蚀:在特定介质(如含氯离子的水)中,锌元素被选择性溶解,留下多孔的铜,导致材料强度下降。
季裂:冷加工后存在内应力的零件,在潮湿大气、氨气或汞蒸气等环境中,极易发生自发性开裂。退火消除内应力是防止季裂的关键。
6. 色泽与工艺性能
呈美丽的金黄色,抛光后光泽度好,具有不错的装饰性。
钎焊、锡焊性能优良,但熔焊性能一般。
切削加工性能较差(评级约为20%,以易切削黄铜为100%)。因为它质地较软、韧性好,容易粘刀,加工表面光洁度不易保证。
典型应用领域
基于以上特性,CuZn36/H68常用于:
复杂的冷加工件:
弹壳(“弹壳黄铜”名称的由来)
汽车、仪器仪表上的波纹管、蛇形管、冷凝器管
五金件:拉链、锁芯、壳套、插孔等。
导热/导电件:
散热器零件、热交换器管
电气接插件、导电弹簧片(在要求弹性和导电性的场合)。
装饰与建筑:
建筑装饰条、浮雕、标牌
奖章、纪念章(利用其金色外观和良好的冲压性能)。
日用品:
乐器(如部分管乐器)、服装辅料等。
材料常见状态
O(软态/退火态):完全软化,塑性极佳,强度最低,用于深度冷成型。
H(硬态):经过冷加工,强度、硬度高,塑性低,用于需要一定强度的成品。
Hxx(半硬态):如1/2硬、1/4硬等,是强度与塑性的折中选择。
优缺点快速参考
优点
缺点
极佳的冷成型塑性
切削加工性差(粘刀)
良好的综合力学性能
有应力腐蚀开裂(季裂)倾向
较好的导热/导电性
存在脱锌腐蚀风险
美观的金黄色泽
强度低于高锌黄铜(如H62)
成本相对纯铜更低
总结
CuZn36(H68)黄铜是一种在塑性、强度、导电导热性和耐蚀性之间取得优秀平衡的合金。 它不是强度最高的,也不是最耐蚀的,但其无与伦比的冷加工成型能力使其成为制造复杂薄壁零件的首选材料,尤其是在需要多次冲压、拉伸的工艺中。在设计和使用时,需特别注意其对应力腐蚀的敏感性问题,并通过适当的热处理(去应力退火)来规避。
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