黄铜铸造服务: 自定义配件, 阀 & 装饰零件

1. 介绍

黄铜铸造 是指通过倒入熔融黄铜（一种铜锌合金）生产金属成分的过程，使其凝固成所需的形状.

作为最古老，最广泛的非有产性铸造材料之一, 由于其出色的铸造性，黄铜已经保持了几个世纪的工业意义, 耐腐蚀性, 和吸引人的外观.

在现代制造业中, 黄铜铸造在不同行业中起着至关重要的作用, 包括管道, 海洋硬件, 电气工程, 和建筑设计.

与其他基于铜的铸造合金（例如青铜）相比 (铜锡) 或炮素 (铜锡锌), 黄铜通常提供优越的流动性, 降低熔融温度, 和更好的可加工性, 使复杂组件的大规模生产更具成本效益.

2. 什么是黄铜?

黄铜 是一种冶金合金，主要由 铜 (铜) 和 锌 (Zn).

它是更广泛的铜合金家族的一部分, 但是，与主要使用锡的青铜不同，黄铜依赖于锌作为主要合金元素.

黄铜的铜与锌比显着影响其机械性能, 耐腐蚀性, 颜色, 以及适合各种制造过程, 特别是铸造.

黄铜合金分类

黄铜可以根据锌含量和产生的冶金结构分为三个主要类别:

• 阿尔法黄铜 (≤ 35% Zn)

• • 结构: 单相 (α相), 以面部为中心的立方体.
  • 特性: 出色的冷工作, 中等力量, 良好的耐腐蚀性.
  • 用于铸造: 有限的, 更适合锻造和绘画.

• α-beta (双工) 黄铜 (35–45％Zn)

• • 结构: α相和β相的混合物.
  • 特性: 优势, 体面的延展性, 比α黄铜更好的流动性.
  • 铸造使用: 广泛使用; 平衡可可的性能和机械性能.

• beta黄铜 (> 45% Zn)

• • 结构: 主要是β相 (以身体为中心的立方体).
  • 特性: 更难, 更强, 但是更脆.
  • 铸造使用: 稀有的, 主要由于脆性和脱落风险而避免.

常见的合金元素

超越铜和锌, 其他元素通常添加到黄铜中以增强特定的性能属性:

笔记: 由于环境和健康法规 (例如。, Rohs, NSF/ANSI 61), 含铅的黄铜被淘汰或替换 无铅 或者 低级 许多应用中的变体.

3. 为什么要铸造黄铜?

黄铜是首选铸件，由于其独特的特性组合:

• 卓越的可铸性: 低熔点 (950–1050°C) 和高流动性使薄壁铸造 (投资铸造≥0.5毫米) 和复杂的细节 (例如。, 0.1 MM线程).
• 耐腐蚀性: 自然形成保护性氧化铜层, 腐蚀速率低如 0.005 mm/年在淡水中 (C83600).
• 可加工性: 铅黄铜 (C36000) 具有可加工的评级 100% (vs. 30% 对于不锈钢), 将工具磨损降低40–50％.
• 美学: 抛光剂变成金色 (RA0.025-0.1μm), 消除在装饰应用中镀金的需求.
• 成本效益: 20比青铜便宜–30％ 50% 比不锈钢便宜的零件便宜.

与锻造相比, 铸造产生复杂的形状 (例如。, 多端口阀) 一步, 将组装成本降低30–40％.

与加工, 铸造实现70–90％的材料利用率 (vs. 30加工–50％).

4. 普通的黄铜铸造合金

黄铜铸造合金是专门配制的，以优化 流动性, 机械性能, 耐腐蚀性, 和可加工性 在铸造期间和之后.

这些合金在铜上有所不同, 锌, 和领导内容, 有一些包括锡, 铝, 或用于增强特性的硅.

桌子: 典型的黄铜铸造合金及其特性

5. 黄铜铸造方法

黄铜可以使用各种方法铸造, 每个都适合不同的组件尺寸, 复杂性水平, 公差, 和生产量.

铸造技术的选择取决于所需的机械性能, 尺寸精度, 表面质量, 和成本限制.

黄铜砂铸件

概述:

沙子铸造 涉及在重复所需形状的图案周围形成压实沙子的腔.

可以使用绿沙发制成模具 (粘土键入) 或树脂键的沙子. 将黄铜倒入模具中, 在砂模分解之前，它在固化的地方固化.

该方法已使用了几个世纪，并且由于其简单性而被广泛使用, 低成本, 以及铸造大型或复杂零件的能力.

优点:

• 低工具成本和较短的交货时间
• 适用于小到非常大的组件 (从 0.5 公斤至几百公斤)
• 设计和壁厚的灵活性 (≥5毫米)

限制:

• 表面更粗糙 (RA6.3-25μm)
• 中等尺寸公差 (±0.75–1.5 mm)
• 孔隙率和夹杂物比其他方法更常见

典型的应用:

阀体, 叶轮, 建筑硬件, 大型配件

黄铜投资铸造 (失去蜡铸)

概述:

熔模铸造 首先创建蜡图案，这些蜡图案被组装成一棵树并反复浸入陶瓷泥浆中以建立难治性的壳.

脱水后, 将熔融黄铜倒入预热的外壳中, 允许精确而复杂的零件复制.

此过程非常适合需要紧密公差和复杂几何形状的组件, 通常用于高性能或装饰应用.

优点:

• 高维精度 (±0.1-0.3毫米)
• 出色的表面饰面 (RA1.6-3.2μm)
• 能够铸造复合物和薄壁的几何形状 (≥1.5毫米)

限制:

• 由于制造和倦怠过程而导致的成本更高
• 通常用于中小型零件 (最多约50公斤)

典型的应用:

装饰硬件, 乐器, 航空航天配件, 精密阀

黄铜永久模具铸造 (重力铸造)

概述:

永久模具铸件 使用可重复使用的金属模具, 通常由铸铁或钢制成. 熔融黄铜被重力倒入预热的霉菌腔中.

金属由于模具的热导热率而迅速冷却, 导致表面饰面改善, 更细的微结构, 和一致的机械性能.

该方法适用于中等生产的几何运行，易于易于中等复杂的部分.

优点:

• 优质的一致性和机械性能
• 与沙子或投资铸造相比，周期时间更快
• 良好的表面饰面 (RA3.2-6.3μm)

限制:

• 高初始工具成本
• 仅限于简单至中等复杂的形状
• 热疲劳可以降低霉菌寿命

典型的应用:

水表尸体, 电端子, 齿轮外壳, 管道组件

黄铜离心铸件

概述:

在 离心铸件, 将熔融黄铜倒入快速旋转的模具中.

离心力将金属均匀分配到霉菌壁上, 产生密集, 细粒度, 和不含孔隙的铸件.

该过程可以是垂直的或水平的，具体取决于零件的几何形状. 它对于需要高机械完整性的圆柱和对称组件特别有利.

优点:

• 高密度和最小孔隙率
• 优秀的机械强度和谷物精炼
• 空心的理想选择, 圆柱成分

限制:

• 限于对称零件 (管, 戒指)
• 需要专业设备

典型的应用:

衬套, 袖子, 管配件, 贝壳

(选修的) 黄铜铸造 (压力铸造)

概述:

虽然不像铝或锌死亡铸造那样常见, 压力 压铸 当需要大量生产和精细的表面饰面时，可以用于黄铜.

熔融黄铜在高压下注入钢模, 允许快速的周期时间和紧张的公差.

特殊的材料和润滑剂用于承受黄铜的高融化温度和磨料的性质.

优点:

• 高速生产和出色的维度控制
• 精细的表面饰面
• 高量运行的良好可重复性

限制:

• 由于黄铜的磨擦，昂贵的工具和较短的霉菌寿命
• 对于非常厚的零件而言并不理想

应用领域:

小管道组件, 电子连接器

黄铜铸造方法比较的摘要

6. 黄铜铸造过程: 步步

• 模具准备 (取决于方法)
• 融化 & 温度控制 (〜950–1050°C)
• 脱气 & 磁通 去除氧化物
• 浇注 & 门控 设计以最大程度地减少湍流
• 凝固 确保良好的谷物和均匀收缩
• 摇晃 & 润滑脂 卸下大门和立管
• 可选的热处理 (压力缓解或晶粒尺寸控制)
• 最终完成 根据设计要求

7. 黄铜铸造的表面饰面选择

表面精加工是黄铜铸造的关键阶段, 不仅影响最终部分的美学吸引力，还影响其耐腐蚀性, 维度的准确性, 和机械性能.

加工和抛光

• 目的: 提高尺寸的精度并消除铸造缺陷，例如闪光灯, 门残基, 或表面粗糙度.
• 过程:

• • 数控加工 或手动转动, 铣削, 或钻孔.
  • 抛光 涉及磨牙带, 车轮, 或抛光化合物以实现类似镜面的饰面.

• 应用领域: 管道配件, 建筑硬件, 精确的机械组件.

笔记: 黄铜由于其柔软的性质和破坏芯片的特征而高度可加工, 特别是铅铜等级.

腌制和钝化

• 目的: 去除表面氧化物, 规模, 以及热处理或铸造的变色.
• 腌制:

• • 酸溶液 (例如。, 稀硫酸或硝酸) 用于清洁表面.

• 钝化:

• • 化学处理会产生薄, 保护性氧化物膜以改善耐腐蚀性.

• 好处:

• • 恢复均匀的金属外观.
  • 准备表面以进行进一步的涂料或镀板.

电镀

• 目的: 增强外观, 耐腐蚀性, 或表面硬度.
• 常见的电镀选项:

• • 镀镍: 明亮的, 家庭配件和汽车零件的耐腐蚀饰面.
  • 镀铬: 难的, 反射表面通常用于装饰应用.
  • 黄金或银板: 用于珠宝或豪华硬件.

过程提示: 正确清洁和脱脂至关重要，以确保粘附.

漆和防护涂料

• 目的: 防止破坏和氧化, 特别是用于装饰或暴露的零件.
• 类型:

• • 透明漆涂料: 透明和抗紫外线; 通常通过喷雾或蘸酱应用.
  • 粉末涂料: 耐用的, 防止磨损和化学物质的热固性塑料膜.

• 应用领域:

• • 照明固定装置, 家具装饰, 乐器, 海洋配件.

优势: 漆皮多年来保留黄铜的天然金色外观.

珠子爆破和喷砂

• 目的: 均匀磨砂表面质地, 去除氧化物层, 和涂层的表面准备.
• 媒体:

• • 珠子爆炸 使用细玻璃珠进行更光滑的饰面.
  • 喷砂 使用更粗的介质进行积极的表面清洁.

• 用法:

• • 绘画或阳极氧化之前的常见预处理.
  • 工业设计组件的美学哑光饰面.

8. 黄铜铸造的优势

黄铜铸造提供了一系列好处，使其成为在管道等行业中生产复杂组件的首选方法, 海洋, 装饰硬件, 和电气系统.

出色的可铸性和流动性

• 黄铜合金，尤其是锌含量较高的铜合金，可以证明出色的流动性, 使复杂的生产能够产生, 薄壁, 或复杂形零件.
• 这使黄铜可以有效地填充详细的霉菌, 最小化诸如冷关或不完整的缺陷.
• 适用于包括投资铸造在内的各种铸造方法, 沙子铸造, 和永久性模具铸造.

高腐蚀性

• 黄铜自然会在大多数环境中抵抗腐蚀, 特别是在水基, 湿, 和略微酸性条件.
• 合金，例如耐脱锌的黄铜 (RDA) 专门设计用于长时间在饮用水和海洋应用中的服务.
• 保护表面饰面 (例如。, 漆, 电镀) 进一步增强耐腐蚀性.

有吸引力的美学外观

• 黄铜具有天然的金色色调，使其成为可见或装饰零件的流行选择.
• 它被广泛用于体系结构, 乐器, 家居装饰, 和美术铸造.
• 很容易抛光, 授予, 或镀符以匹配设计要求.

出色的可加工性

• 铅黄铜铸造合金, 例如C85800或C36000, 由于存在自由切割铅颗粒，因此提供了出色的可加工性.
• 施工后的操作，例如钻探, 线程, 转弯是有效且具有成本效益的.
• 这可以减少工具磨损并改善饰面阶段的生产吞吐量.

良好的机械性能

• 黄铜铸件提供了平衡的力量组合, 韧性, 和适合结构和承载应用的硬度.
• 典型的拉伸强度: 200–500 MPA, 取决于合金和过程.
• 齿轮等零件的足够耐磨性, 阀体, 和轴承.

合金选择的多功能性

• 可用的广泛的铸造合金: 黄色黄铜, 红色黄铜, 硅黄铜, 无铅的黄铜, 和海军黄铜.
• 允许定制机械强度, 耐腐蚀性, 法规合规性 (例如。, 无铅), 和外观.
• 设计人员可以根据特定的应用需求量身定制属性.

成本效益

• 黄铜相对容易铸造, 与亚铁金属相比，需要更少的能量和更简单的成型系统.
• 黄铜铸造的工具成本中等, 特别是在沙子和投资铸造中.
• 长期的工具寿命和有效的处理降低了整体制造成本.

出色的可回收性

• 黄铜废料可以有效地重复使用而不会大量损失.
• 高回收率 (经常结束 90%) 使铜管铸造环保和经济可持续性.
• 再生黄铜保留其价值, 促进降低原材料成本.

与各种铸造技术的兼容性

• 黄铜几乎可以使用几乎所有主要方法铸造: 沙子铸造, 投资铸造, 永久模具, 离心, 和外壳成型.
• 这种灵活性使制造商可以根据零件大小选择最合适的过程, 复杂, 体积, 并需要公差.

9. 黄铜铸造的局限性和挑战

• 锌损失: 2在熔化过程中氧化锌的–5％, 需要仔细的温度控制和磁通以保持合金组成.
• 主要法规: ROHS限制导致 <0.1% 在电气组件中; 我们. 安全的饮用水行为极限导致水管黄铜的限制 <0.25% (有效的 2014).
• 力量: 抗拉强度 (340–450 MPA) 低于钢 (600–800 MPA) 或青铜 (400–600 MPA), 限制在高负载结构零件中的使用.
• 消毒: 高锌黄铜 (C36000) 容易在酸性环境中浸出锌; 通过锡添加来缓解 (C83600) 或低锌合金.

10. 黄铜铸件的应用

由于其出色的机械性能，黄铜铸件在各种行业中广泛使用, 耐腐蚀性, 美学吸引力, 和多功能性.

管道和管配件

• 关键原因: 耐腐蚀性, 可加工性, 并符合饮用水标准.
• 例子:

• • 水龙头和阀门
  • 管道连接器和联轴器
  • 回流预防器
  • 排水配件

• 法规: 水管中使用的许多黄铜合金是无铅或低铅，以符合NSF/ANSI等法规 61.

装饰硬件和建筑元素

• 关键原因: 天然金色饰面, 打磨性, 和抵抗破坏.
• 例子:

• • 门把手和旋钮
  • 照明固定装置和枝形吊灯
  • 窗口闩锁和铰链
  • 扶手, 斑块, 和修剪细节

海洋组成部分

• 关键原因: 盐水环境中极佳的耐腐蚀性.
• 例子:

• • 螺旋桨和叶轮
  • 泵外壳和阀体
  • 海洋级配件和硬件
  • 甲板组件和紧固件

电气和仪器组件

• 关键原因: 高电导率, 耐腐蚀性, 和精美的铸造性.
• 例子:

• • 电动开关设备外壳
  • 连接器和终端块
  • 仪表和控制面板
  • 电气外壳和公交杆支撑

乐器和美术铸件

• 关键原因: 声学特性, 形成性, 和审美价值.
• 例子:

• • 铃铛, 小号, 和角
  • 雕塑和装饰铸件
  • 仪器配件和共鸣组件

工业和液压组件

• 关键原因: 戴阻力, 可加工性, 和稳定的机械性能.
• 例子:

• • 齿轮毛坯和蠕虫车轮
  • 液压泵主体和阀座
  • 笼子和灌木丛
  • 热交换器组件

汽车和航空应用

• 关键原因: 轻的, 耐腐蚀性, 和成本效益.
• 例子:

• • 化油器和燃油系统零件
  • 装饰性内部装饰
  • 轴承和连接器
  • 传感器外壳和支架 (非结构性)

卫生和食品级设备

• 关键原因: 无毒, 耐腐蚀, 并符合卫生标准.
• 例子:

• • 饮料分配器
  • 水表和过滤器成分
  • 食品加工设备配件

• 合金: 无铅黄铜等级是食品接触和卫生应用的首选.

HVAC和煤气配件

• 关键原因: 黄铜的密封能力, 导热率, 和耐腐蚀性.
• 例子:

• • 气门和调节器
  • 恒温器外壳
  • 缓解阀体
  • 散热器和泵叶轮

锁和安全系统

• 关键原因: 精密铸造, 戴阻力, 并抵抗腐蚀和篡改.
• 例子:

• • 挂锁身体
  • 气缸锁组件
  • 键盘和锁定凸轮

11. 黄铜铸件中的质量控制

• 化学分析: 光学发射光谱法验证组成 (例如。, 60–63％的C36000).
• 机械测试: 拉伸测试 (每个ASTM B557) 确保力量; 硬度测试 (布里尔) 确认70-120 hb范围.
• 非破坏性测试:

• • X射线检测内部孔隙度 (压力容器至关重要).
  • 染料渗透物可以识别阀座中的表面裂缝.

• 标准合规性: ASTM B584 (黄铜铸件的规格) 然后 1982 (欧洲铜合金标准).

12. 结论

黄铜铸造为工程师和设计师提供了一种多功能解决方案，需要平衡 流动性, 美学, 和耐腐蚀性.

而每种铸造方法都会进行特定的成本权衡, 精确, 和比例, 选择正确的过程，合金确保最佳性能, 无论是华丽的硬件还是强大的工业组件.

常见问题解答

什么是铸造最常见的黄铜合金?

C36000 (自由切割黄铜) 最常见, 以其在管道和电气应用中的可加工性和可铸性而重视.

可以焊接黄铜铸件吗?

是的, 但是要谨慎. 气钨电弧焊接 (GTAW) 效果最好, 使用硅 - 青铜填充剂避免锌汽化 (这会导致孔隙率).

黄铜铸件持续多久?

在淡水, C36000配件最后 50+ 年; 在海水, C83600组件持续30 - 40年，腐蚀最小.

黄铜铸造环保?

是的 - 包纸是 90% 可回收, 和现代的无铅合金 (例如。, C37700) 符合全球环境标准.

黄铜和青铜铸造有什么区别?

黄铜 (Cu-Zn) 提供更好的可铸性和更低的成本; 青铜 (与sn) 提供更高的强度和耐磨性, 用于重型机械.

黄铜中哪些铸造缺陷很常见?

当心气孔, 锌蒸气孔隙率, 隔离, 和收缩腔 - 通过脱气而控制, 门控设计, 和过程控制.

是黄铜磁性?

不, 黄铜是 没有磁性. 这是一种非有产性合金，主要由铜和锌制成, 两个都不是铁磁. 所以, 黄铜不会被磁铁吸引.

黄铜生锈吗？?

黄铜做 不要生锈 因为它没有铁. 然而, 它可以 玷污 或开发一个 铜绿 (暗淡或绿色的电影) 由于氧化或暴露于水分和空气随着时间的流逝.

这与铁和钢中看到的红棕色剥落锈蚀不同.