HPb59-1（铅黄铜合金）

HPb59-1 是中国国家标准（GB/T 5231）中的牌号，是一种应用极为广泛的铅黄铜，俗称“易切削黄铜”。它具有优良的切削加工性能、良好的机械性能和一定的耐腐蚀性。

以下是其详细的成分、性能及应用介绍：

一、 化学成分（GB/T 5231-2012）

主要成分范围（质量分数 %）：

铜 （Cu）：57.0 ~ 60.0

合金的基体，提供基本的导电导热性和耐蚀性。

铅 （Pb）：0.8 ~ 1.9

关键元素。以游离态弥散分布在晶界，切屑时起断屑和润滑作用，大幅提高切削加工性能，使其能获得光洁的表面。但铅也降低了热加工性能（热脆性）。

锌 （Zn）：余量

主要合金元素，起到固溶强化作用，提高强度和硬度。

杂质：对铁（Fe）、锑（Sb）、铋（Bi）、磷（P）等杂质含量有严格限制，以防止对性能产生不利影响。

对应国际牌号：

美国：C37700 / C38000（非常接近）

欧盟：CuZn39Pb2（CW617N）

日本：C3771

二、 主要性能特点

1. 机械性能

强度与硬度：属于中高强度黄铜。抗拉强度（σb）通常在 400 MPa 以上，屈服强度、硬度也显著高于纯铜和普通黄铜。

塑性：具有良好的冷态塑性，可进行冷加工（如冷镦、弯曲），但热加工性差（因铅在高温下熔化导致晶界脆化）。

耐磨性：适中，优于许多钢材和铝合金，常用于耐磨但不承受极高载荷的场合。

2. 物理性能

密度：约 8.5 g/cm³。

导电导热性：低于纯铜，但优于许多钢铁材料。

色泽：金黄色，美观。

3. 工艺性能 - 最突出的优点

切削加工性：极佳，是所有黄铜中切削性最好的牌号之一。切削速度可高达普通钢的几倍，刀具磨损小，切屑碎断，易获得高精度和高光洁度的零件。其切削性能指数通常定为100%（作为基准）。

成型性：冷成型性良好（如冷镦、冲压），热成型性差（不能进行热轧、热锻等）。

焊接性：较差，尤其是熔焊，因铅易产生热裂纹。通常采用钎焊或软焊。

铸造性：良好，适用于压铸和重力铸造。

4. 耐腐蚀性

对大气、淡水、海水有较好的耐蚀性，优于普通碳钢。

在酸性、碱性环境中耐蚀性一般，特别是在氨气、硫化物等环境中易产生应力腐蚀开裂。

脱锌腐蚀：在特定环境中（如含氯离子的热水）可能存在，但HPb59-1的敏感性低于某些高锌黄铜。

三、 典型应用领域

正是由于其优异的切削性、良好的强度及适中的成本，HPb59-1被广泛应用于需要大量车削、铣削加工的零件：

机械制造与自动化：

阀门、管接头、水暖配件：最大应用领域，如球阀阀芯、煤气阀件、水管三通等。

齿轮、蜗轮、衬套、轴承保持架：用于中等速度和载荷的传动机构。

钟表、仪表零件：机芯齿轮、结构件等。

电器接插件、螺丝、螺母。

汽车工业：

化油器零件、油泵配件、锁芯、雨刮器部件等。

日用五金：

锁具、装饰件、高档水龙头芯轴等。

四、 优缺点总结

优点：

切削加工性能极为出色，生产效率高。

强度、硬度好，耐磨。

耐大气和淡水腐蚀。

外观美观，成本相对较低。

缺点：

含铅，不适用于与饮用水长期接触的过流部件（现代饮用水标准多采用低铅或无铅铜，如硅黄铜、铋黄铜）。

热加工性能差，不能进行热轧、热锻。

焊接性能差。

在特定介质中有应力腐蚀倾向。

五、 发展与环保趋势

随着全球环保法规（如欧盟RoHS、美国无铅法案）对铅含量的限制日益严格，尤其在饮用水系统和电子电气领域，HPb59-1的应用正在受到限制。目前正在广泛发展和应用无铅易切削黄铜，如：

铋黄铜：用铋（Bi）替代铅，切削性接近，环保。

硅黄铜：用硅（Si）等元素复合改善切削性。

碲黄铜、硒黄铜等。

但在非涉水、非食品接触的机械结构件领域，HPb59-1因其优异的综合性能和成本优势，仍将长期占据重要地位。

总而言之，HPb59-1是一种以牺牲热加工性和环保性为代价，换取卓越切削性能和良好机械性能的经典合金，是“易切削黄铜”的典型代表。 在选用时，需综合考虑其性能优势与环保法规要求。