QSn6-6-3 是一种非常经典的锡青铜,属于铸造铜合金。它以其良好的耐磨性、切削性和铸造性能而闻名。
以下是对其化学成分、性能特点及应用的详细说明:
“QSn6-6-3”这个牌号本身已内含了其主要成分信息:
Q:青铜的“青”字拼音首字母
Sn:元素锡的化学符号
6:第一个6表示锡(Sn)的平均含量约为 6%
6:第二个6表示锌(Zn)的平均含量约为 6%
3:表示铅(Pb)的平均含量约为 3%
具体化学成分范围(质量分数 %):
元素 | 锡 (Sn) | 锌 (Zn) | 铅 (Pb) | 磷 (P) | 铜 (Cu) | 杂质总和 |
含量 | 5.0 ~ 7.0 | 5.0 ~ 7.0 | 2.0 ~ 4.0 | ≤ 0.05 | 余量 | ≤ 1.2 |
核心元素作用:
锡(Sn):提高合金的强度、硬度和耐腐蚀性(尤其是抗海水和大气腐蚀)。
锌(Zn):作为脱氧剂,改善铸造流动性,并部分替代昂贵的锡以降低成本,同时保持一定的强度和韧性。
铅(Pb):这是QSn6-6-3的关键特性来源。 铅在铜基体中几乎不固溶,以细小、独立的颗粒状均匀分布。这带来了两大核心优势:
极佳的切削加工性能:铅粒起断屑和润滑作用,使材料易于切削,获得光洁表面。
优异的自润滑性和耐磨性:在摩擦时,铅粒形成润滑膜,减少摩擦系数和磨损,特别适合做轴承材料。
优异的耐磨性和减摩性:
铅颗粒提供的自润滑特性,使其在中等载荷和速度下是优秀的轴承、轴套材料。
与淬硬钢轴配对时,表现良好。
出色的切削加工性:
切削性能可达易切削黄铜(HPb)的80-90%,在铜合金中属于极好的级别。
良好的铸造性能:
合金流动性好,缩松倾向小,适合砂型铸造和金属型铸造,能获得形状复杂、致密的铸件。
中等的力学性能:
属于中等强度、中等硬度的材料。
典型力学性能(砂型铸件):
抗拉强度 (σb):≥ 180 MPa
屈服强度 (σ0.2):≥ 80 MPa
伸长率 (δ):≥ 8%
布氏硬度 (HBW):≥ 60
耐腐蚀性:
在大气、淡水、海水以及蒸汽中的耐腐蚀性优于纯铜和许多黄铜。
对酸类的耐蚀性较差。
其他物理性能:
密度:约 8.82 g/cm³
导热导电性:低于纯铜和黄铜,但仍有一定导热性。
抗磁性:重要特性!在需要避免磁干扰的场合(如仪器仪表)有应用。
焊接性较差:
因含铅和锌,钎焊尚可,但熔焊困难,容易产生气孔和热裂纹。
由于其耐磨 + 易切削 + 抗磁的组合特性,QSn6-6-3被广泛应用于:
耐磨零件:轴承、轴套、止推垫圈(特别是中等载荷和速度的通用机械)。
汽车工业:转向节衬套、活塞销衬套、连杆衬套、涡轮增压器轴承等。
阀门和泵业:阀杆、泵体衬套、齿轮等需要耐磨和耐腐蚀的部件。
仪器仪表:齿轮、蜗轮、衬套等精密零件,利用其抗磁性和易加工性。
通用机械:制造复杂的、需要良好切削加工的耐磨结构件。
环保限制:由于含有较高比例的铅(Pb),在涉及饮用水、食品接触及部分出口电子电气产品(受RoHS等指令限制)的领域,其使用受到严格限制或禁止。
替代材料:在需要无铅化的场合,常使用高力黄铜、铝青铜或特殊无铅锡青铜(如 Cu-Sn-Zn-Ni 系列)作为替代,但切削性和自润滑性可能不及QSn6-6-3。
与QSn7-0.2对比:QSn7-0.2(磷青铜)强度、弹性、耐磨性更好,但切削性和铸造流动性不如QSn6-6-3,且不含铅。
总结来说,QSn6-6-3是一种经典的、综合性能平衡的铸造耐磨铜合金,其“易切削”和“耐磨”的特点最为突出,但需注意其含铅的环保问题。