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HPb58-3(黄铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:5703次

,HPb58-3 是中国国标(GB/T 5231)中的一个常见铅黄铜牌号,也被称为58-3铅黄铜易切削黄铜。它在全球范围内有对应的牌号,如美国的 C36000(360黄铜)、欧洲的 CW617N 等。

以下是其详细的成分、性能和主要应用。

1. 化学成分(GB/T 5231 标准)

主要成分范围(质量分数 %):

  • 铜(Cu): 57.0 ~ 60.0%

    • 这是“58-3”中“58”的来源,表示平均含铜量约58%。

  • 铅(Pb): 2.0 ~ 3.5%

    • 这是“58-3”中“3”的来源,是关键的易切削元素。

  • 锌(Zn): 余量

    • 含量约为 37.5 ~ 41.0%,是主要的合金元素,平衡铜和铅的含量。

  • 杂质:

    • 铁(Fe): ≤ 0.5%

    • 锑(Sb): ≤ 0.01%

    • 铋(Bi): ≤ 0.003%

    • 磷(P): ≤ 0.02%

    • 其他杂质总和: ≤ 1.2%

核心特点: 铅以独立微粒形式均匀分布在铜锌基体中,不固溶于合金。这是其优异切削性能的根本原因。


2. 主要性能特点

优点:

  1. 极佳的切削加工性:

  2. 这是其最突出的优点。 铅微粒在切削过程中起到断屑和润滑作用,使切屑细碎易排,刀具寿命长,加工表面光洁度高,可进行高速切削。其切削性能指数通常设定为100%(作为基准),远优于普通黄铜和许多其他金属。

  3. 良好的机械性能:

  4. 强度适中: 抗拉强度(σb)约为 340 ~ 440 MPa。

  5. 硬度适中: 布氏硬度(HB)约为 75 ~ 110。

  6. 良好的冷成形性: 可以承受一定程度的冷墩、锻打和弯曲,但不如不含铅的黄铜(如H68)。

  7. 良好的铸造性和压力加工性:

  8. 适合热锻、热挤压等热加工工艺。

  9. 熔融流动性好,也常用于铸造形状复杂、精度要求不极高的零件。

  10. 一定的耐腐蚀性:

  11. 对大气、淡水有较好的耐蚀性。

  12. 注意: 由于铅的存在,其耐脱锌腐蚀和耐海水腐蚀的能力较差,不推荐用于恶劣的腐蚀环境或与饮用水长期接触的场合(有铅溶出风险)。

  13. 优良的导电导热性:

  14. 导电率约为纯铜(IACS)的26%左右,优于很多钢材,但低于高铜合金。

  15. 成本效益高:

  16. 相比铍铜、磷青铜等,价格低廉,且加工效率高,综合成本低。

缺点:

  1. 含铅:

  2. 不符合RoHS等环保指令对某些电子电气产品的限制。

  3. 在涉及食品安全、饮用水、医疗等领域的使用受到严格限制或禁止。

  4. 加工时需注意铅粉尘的防护。

  5. 塑性较低:

  6. 与相近铜含量的无铅黄铜相比,其延展性、深冲性能较差,不适合做深度拉伸零件。

  7. 耐腐蚀性有限:

  8. 不适用于酸性、碱性或海洋性腐蚀环境。


3. 物理与力学性能典型值

性能项目

典型值 / 范围

备注

密度

8.5 g/cm³


熔点

约 900 °C


导热系数

约 100 W/(m·K)


导电率

约 26% IACS


抗拉强度 (σb)

340 - 440 MPa

软态较低,硬态较高

屈服强度 (σ0.2)

120 - 250 MPa


延伸率 (δ)

15% - 25%

软态较高

硬度 (HB)

75 - 110


切削性指数

100%

以易切削钢Y12为100%作基准,黄铜HPb63-3为80%,HPb58-3可达150%以上


4. 主要应用领域

凭借其优异的切削性能和性价比,HPb58-3被广泛应用于需要大量车、铣、钻等机加工的零件,尤其是大批量生产的标准件和复杂结构件:

  • 机械与自动化: 阀门、管接头、水/气/油路的旋塞、齿轮、钟表齿轮、凸轮、螺丝、螺母、螺栓、轴套、衬套、连接器、仪表零件。

  • 电子电气: 传统电器开关、插座芯件、接线端子、锁芯、散热器零件(非高端电子产品)。

  • 五金与消费品: 水龙头芯阀、锁具零件、装饰件、奖章、乐器按键(如萨克斯按键)。

  • 汽车工业: 化油器零件、油泵部件、刹车系统接头等(但现代汽车环保要求高,使用在减少)。


5. 对应国际牌号

  • 美国 UNS / ASTM: C36000 (360 Free-Cutting Brass)

  • 欧洲 EN: CW617N (CuZn39Pb3)

  • 日本 JIS: C3601 / C3602 / C3603

  • 德国 DIN: 2.0401 (CuZn39Pb3)

总结与选材建议

HPb58-3是一款经典的“易切削黄铜”,是机械加工行业的“宠儿”。在选择时:

  • 首选场景: 当你需要大批量、高效率地车削、铣削加工结构复杂的铜合金零件,且对成本敏感,对延展性要求不高使用环境无严苛腐蚀或环保限制时,HPb58-3是极佳选择。

  • 避免场景: 需要深度冲压、高弯曲、高耐腐蚀(特别是脱锌腐蚀)、接触食品/饮用水、或需符合无铅环保指令的场合,应选择其他材料,如:

    • 高塑性无铅黄铜(如H68、C26000)

    • 磷青铜(如C5191)

    • 无铅易切削黄铜(如Bi黄铜、Si黄铜等环保合金)。



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