ZCuSn5Pb5Zn5 青铜百科

ZCuSn5Pb5Zn5 是中国国家标准（GB/T 1176-2013）中的铸造锡青铜牌号，它通常被称为 5-5-5锡青铜 或 85-5-5-5青铜（即Cu≈85%，Sn、Pb、Zn各≈5%）。在国际上，它对应美国的 C83600（俗称“Ounce Metal”）和英国的 LG2 等牌号。

这是一种应用极其广泛的铸造磷青铜，其特性在强度、耐磨性、耐腐蚀性和工艺性之间取得了非常好的平衡。

以下是其详细特性分析：

一、核心化学成分（名义成分）

铜：剩余部分（约85%）

锡：4.0% ~ 6.0% - 提高强度、硬度和耐腐蚀性，尤其是耐海水腐蚀。

铅：4.0% ~ 6.0% - 关键元素。改善切削加工性（使切屑易断），提供自润滑性，提高耐磨性和密封性（能填充微小孔隙）。

锌：4.0% ~ 6.0% - 作为脱氧剂，提高铸造流动性，并能在一定程度上提升强度和耐腐蚀性。

磷：通常 ≤ 0.05% - 少量残留，作为脱氧剂，有助于提高金属液的流动性，对硬度略有贡献。

二、主要特性

优点：

优异的铸造性能：

流动性好：熔融金属能很好地填充复杂模具型腔，适合铸造形状复杂、薄壁的零件。

缩松倾向低：凝固收缩率相对较小，铸件致密性好。

抗热裂性：在凝固和冷却过程中抵抗开裂的能力较好。

良好的机械性能（综合性能好）：

兼具一定的强度、硬度和适中的韧性。其典型抗拉强度约为 200 MPa，屈服强度约 100 MPa，延伸率约 20%。属于中等强度级别的铸造青铜。

硬度适中，具有良好的耐磨性和抗疲劳性。

出色的耐腐蚀性：

对大气、淡水、海水、蒸汽以及非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）、盐类溶液、有机酸等介质有良好的抗腐蚀能力。

特别适用于船舶、海洋工程、化工等潮湿和腐蚀性环境。

卓越的切削加工性和自润滑性：

铅的功劳：弥散分布的铅颗粒使材料在切削时非常“爽脆”，刀具磨损小，加工表面光洁度高。这使其成为最适合机加工的铸造铜合金之一。

铅还能在摩擦表面形成润滑膜，降低摩擦系数，提高耐磨性和抗咬合性（避免与配合零件“粘死”）。

优良的耐磨性和抗咬合性：

与钢、铸铁等配对时，具有良好的摩擦学性能，常用于制作轴承、轴套、蜗轮等耐磨件。不易与对磨件发生冷焊。

缺点：

强度与硬度上限：其强度和硬度低于含锡量更高的青铜（如ZCuSn10P1）或铝青铜（如ZCuAl10Fe3）。不适用于承受极高载荷或冲击的场合。

铅元素的环境与健康考虑：

在熔炼和加工过程中需注意铅烟防护。

不适用于接触饮用水系统的部件（有严格的铅溶出限制），通常有专门的“无铅青铜”或低铅青铜替代。

废弃铸件需按含铅材料处理。

工作温度限制：长期工作温度不宜超过 250°C。在更高温度下，强度和硬度会显著下降。

三、典型应用领域

凭借其“全能”的特性，它在众多领域得到了广泛应用：

阀门与管件：泵壳、阀体、旋塞、法兰等（耐压、耐蚀、易加工密封面）。

通用机械：齿轮、蜗轮、衬套、轴承、轴套、耐磨板等。

船舶与海洋工程：海水泵、螺旋桨、航海仪器零件、船用阀门等。

化工设备：耐腐蚀泵、搅拌器零件、管道配件等。

艺术品与建筑五金：历史建筑修复、装饰铸件、高品质门把手和锁具等。

四、与其他常用青铜的简要对比

vs. ZCuSn10P1（10-1锡青铜）：ZCuSn10P1的强度、硬度、耐磨性更高（被称为“高强度锡青铜”），但铸造性能和切削性稍差，成本也更高。ZCuSn5Pb5Zn5更经济、工艺性更好。

vs. ZCuAl10Fe3（铝青铜）：铝青铜具有高得多的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性（尤其耐冲刷腐蚀），但铸造更困难，切削性较差。ZCuSn5Pb5Zn5在复杂铸件和需要精加工的场景更有优势。

vs. 黄铜：ZCuSn5Pb5Zn5的强度、耐腐蚀性（尤其耐脱锌腐蚀）和耐磨性普遍优于普通铸造黄铜。

总结

ZCuSn5Pb5Zn5（5-5-5磷青铜）是一种综合性能极其均衡的铸造铜合金。 它最大的特点是“没有明显短板”：铸造性好、耐腐蚀、易于机加工、又有足够的强度和良好的耐磨性。这使得它成为产量最大、用途最广的铸造青铜材料之一，尤其适合制造形状复杂、需承受中等载荷、要求良好耐磨耐蚀性并需进行精密机加工的零件。在选择时，主要需要考虑其强度是否满足要求，以及铅元素是否符合具体应用领域的环保和健康规定。