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HPb59-1(铅黄铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:3297次

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:

  1. 机械制造与自动化

  2. 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。

  3. 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。

  4. 钟表、仪表零件:机芯齿轮、结构件等。

  5. 电器接插件、螺丝、螺母

  6. 汽车工业

  7. 化油器零件、油泵配件、锁芯、雨刮器部件等。

  8. 日用五金

  9. 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。



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