BZn18-18是中国国家标准(GB/T 5231)中的牌号,它是一种应用非常广泛的锌白铜(也称德银)。其名称直接反映了其主要成分:B代表白铜,Zn代表锌,第一个18代表镍(+钴)的平均含量约为18%,第二个18代表锌的平均含量约为18%,余量为铜。
在国际上,它对应的常见牌号有 C75200(美国UNS系统)和 CuNi18Zn20(德国DIN标准)等。
主要成分范围如下(重量百分比,wt%):
铜(Cu):余量,通常为63.5-66.5%,是合金的基体。
镍(Ni):16.5-19.5% (通常与钴Co合计,其中钴≤1.0%)。镍是赋予合金优良耐蚀性、强度和美观银白色的关键元素。
锌(Zn):17.0-19.0%。锌主要起固溶强化作用,提高强度和硬度,同时能显著降低成本。
杂质元素:如铁(Fe)、锰(Mn)、铅(Pb)等含量都有严格限制,以保证合金的性能,特别是耐蚀性和工艺性能。
简单理解:你可以把它看作是在 Cu-Ni 合金(类似蒙乃尔合金的基础)中,用一部分价格更低的 锌 替代了部分价格昂贵的 镍,从而在性能、外观和成本之间取得了极佳的平衡。
BZn18-18综合性能优异,其特点可概括为“银色的外表,优秀的内心”。
外观与色泽:呈美丽的银白色,光泽持久,极具装饰性,常作为镀金/镀银的基体。
密度:约 8.7 g/cm³,比纯铜(8.96)略轻。
强度与硬度:强度高、硬度好。抗拉强度(σb)在退火态约为350-400 MPa,在硬态(加工硬化后)可达到600-800 MPa甚至更高。其硬度也显著高于纯铜和黄铜。
弹性:具有良好的弹性性能和抗疲劳性,适合制造弹性元件。
导热导电性:导热和导电性比纯铜差,但优于不锈钢。
延展性与成型性:冷、热加工性能极佳。易于进行轧制、拉伸、冲压、弯曲等加工。可以通过不同程度的冷加工获得从软态到超硬态的各种状态。
切削性能:较差。由于其强韧性好,切削时刀具磨损较快,切屑呈不易断的条状。为此,有时会添加微量的铅(Pb)或硒(Se)来改善切削性,形成易切削变种(如BZn18-18Pb)。
焊接性能:软钎焊和硬钎焊性能良好,但电阻焊和熔焊性能一般。
耐热性:在高温下(>300°C)性能会下降,一般适合在常温下使用。
优异的耐蚀性:在淡水、海水、水蒸气、干燥大气中具有出色的耐腐蚀能力,耐腐蚀性远优于黄铜和大多数青铜,接近于纯铜镍合金。
抗应力腐蚀开裂:对应力腐蚀开裂的敏感性很低,这是它相对于某些黄铜(如季裂敏感的普通黄铜)的巨大优势。
耐脱锌腐蚀:由于其组织结构,不易发生像黄铜那样的选择性脱锌腐蚀。
耐有机酸和盐类:对碳酸盐、有机酸(如脂肪酸)和盐类溶液也有良好的抵抗力。
不耐氧化性酸:在硝酸、浓硫酸等氧化性酸中腐蚀较快。
基于上述性能,BZn18-18被广泛应用于以下领域:
精密仪器与电子电器:仪器仪表齿轮、精密弹簧、电子接插件、晶体振荡器外壳、电阻帽、光学仪器零件、手机内部弹片/卡座等。利用其高弹性、耐疲劳和良好导电性。
装饰与日用品:眼镜框架(是其经典应用)、餐具、高档装饰件、乐器管键(如长笛)、商标牌、拉链、珠宝首饰的基材等。利用其银白光泽、耐蚀和耐磨性。
医疗器械:手术器械、牙科工具等。利用其耐消毒液腐蚀、强度高和美观的特性。
船舶与海洋工程:海水环境下的耐蚀零部件,如船舶仪表零件、海水淡化装置零件。
机械制造:耐蚀的紧固件、弹簧、轴承保持架、波导管等。
货币与纪念币:历史上和现在,许多国家的硬币或纪念币都采用此类白铜或类似合金制造。
性能类别 | 具体指标 | 典型值/描述 |
化学成分 | Ni+Co | 16.5-19.5% |
Zn | 17.0-19.0% | |
Cu | 余量 | |
物理性能 | 密度 | ~8.7 g/cm³ |
熔点 | ~1100°C | |
颜色 | 银白色 | |
机械性能 (软态) | 抗拉强度 (Rm) | 350 - 450 MPa |
屈服强度 (Rp0.2) | 120 - 200 MPa | |
延伸率 (A) | 35 - 50% | |
维氏硬度 (HV) | ~100 - 130 | |
机械性能 (硬态) | 抗拉强度 (Rm) | 600 - 850 MPa |
屈服强度 (Rp0.2) | 550 - 800 MPa | |
延伸率 (A) | 2 - 10% | |
维氏硬度 (HV) | 180 - 250 | |
耐蚀性 | 特点 | 优异的耐淡水、海水、大气腐蚀能力,抗应力腐蚀开裂 |
总结来说,BZn18-18锌白铜是一种以银白色外观、高强度、优良弹性和卓越耐蚀性为特色的铜合金。它在需要美观、耐用和可靠性能的精密工程、装饰和耐蚀环境中是不可或缺的材料。