C3604是日本工业标准(JIS)中的牌号,它对应于国际上最著名的“易切削黄铜”或“快削黄铜”,在美国ASTM标准中对应的是C36000。
简单来说,C3604是一种为了极佳的切削加工性能而特别设计的铜合金,牺牲了部分延展性和强度,是机械加工行业的主力材料之一。
超凡的切削性:这是其最突出的优点。铅在铜锌基体中以细小颗粒均匀分布,起到“自润滑”和断屑的作用,使得:
切削力小,刀具磨损少。
加工表面光洁度高。
能进行高速、深度的切削。
切屑短碎,易于排除。
良好的机械性能:在易切削材料中,其强度和硬度表现不错。
一般的耐腐蚀性:具有黄铜典型的耐大气、水和部分化学介质的腐蚀能力,但不如纯铜或某些特殊铜合金。
优异的冷加工性:虽然不适合热加工,但可以进行冷锻、冷镦、弯曲等成型工艺。
良好的导电导热性:优于钢铁,但低于纯铜。
可镀性:表面易于进行电镀、涂装等处理。
铜(Cu): 57.0 - 61.0% (基体)
铅(Pb): 1.8 - 3.7% (提供切削性的关键)
锌(Zn): 余量
铁(Fe): ≤0.50%
其他杂质: 微量
重要提示: 铅(Pb)的存在使其不适用于接触食品、饮用水或与人直接长期接触的场合(如首饰),并受到环保法规(如RoHS、REACH)的限制。
密度: 约 8.5 g/cm³
抗拉强度: 约 340 - 460 MPa
屈服强度: 约 140 - 310 MPa
延伸率: 约 15% - 25% (相对较低,因含铅)
硬度: 布氏硬度(HB)约 70 - 100
导电率: 约 26% IACS(国际退火铜标准)
导热率: 约 115 W/(m·K)
切削性: 评级为 100%(以易切削钢1213为100%基准),是所有黄铜乃至常用金属材料中顶级的,被誉为“快削之王”。
成型性: 冷加工性能良好,可进行冲压、锻打。热加工性能差,高温时铅会熔化导致“热脆”,因此严禁热锻、热轧。
焊接性: 极差。同样由于铅的存在,焊接时会产生有毒烟气,且焊缝质量难以保证,通常不推荐焊接。
抛光性: 极佳,易于获得镜面般的光泽。
对非氧化性酸、大气、海水有较好的抵抗力。
在潮湿环境下可能发生 “脱锌腐蚀”(锌元素选择性溶解),特别是在含氯离子的环境中。对于关键部件,可选用添加了抑制剂的“抗脱锌黄铜”。
对氨、硫酸、硝酸等腐蚀介质敏感。
优点 | 缺点 |
✅ 切削性能无与伦比,生产效率高 | ❌ 含铅,不符合环保指令,应用受限 |
✅ 加工后表面精度高、光洁度好 | ❌ 焊接性能极差 |
✅ 冷加工成型能力好 | ❌ 强度相对较低,不适合做高强度结构件 |
✅ 具有良好的导电导热性 | ❌ 有脱锌腐蚀倾向 |
✅ 成本相对较低,经济性高 | ❌ 延展性和韧性较差 |
✅ 耐磨性尚可 |
正是由于其卓越的切削性,C3604被广泛应用于需要大量、快速、精密车削加工的零件:
五金件: 阀门、管接头、水龙头芯、齿轮、锁具零件、钟表零件。
电子电器: 连接器、端子、螺丝、螺母、螺栓、齿轮。
汽车工业: 化油器零件、油管接头、仪表零件。
机械工业: 轴承、衬套、齿轮、机床零件。
日用消费品: 笔套、装饰件、拉链头等(但需注意铅接触问题)。
随着环保要求趋严,无铅易切削黄铜成为趋势,常见的替代品有:
C38500 / C6901: 含铋(Bi)或硒(Se)的无铅环保黄铜,切削性接近C3604,是目前最主流的替代选择。
硅黄铜、锡黄铜: 在某些场合也可作为替代,但切削性能略有不及。
C3604铅黄铜是一种为高效机加工而生的“工程材料”。它在需要大批量、高精度、复杂形状车削件的领域有着不可替代的地位。然而,其含铅的特性是选择时必须首要考虑的限制因素。在新产品设计和出口产品中,应优先考虑符合RoHS等环保标准的无铅易切削黄铜。