黄铜材料的特性

介绍

黄铜, 主要由铜和锌制成的合金, 是现代行业最通用和使用最广泛的材料之一.

以其诸如腐蚀性等特性的显着组合而闻名, 锻造性, 和审美吸引力, 黄铜仍然是各个领域应用的首选材料.

从电气组件到海洋应用, 黄铜提供出色的性能和耐用性.

本文深入研究关键属性, 不同类型, 和黄铜的广泛应用,

突出显示为什么它仍然是汽车中的重要材料, 电子产品, 建筑学, 和海洋工业.

1. 什么是黄铜?

黄铜 是通过组合铜形成的合金 (铜) 和锌 (Zn), 铜含量通常从 60% 到 90%.

铜与锌的具体比例, 以及其他潜在的合金元素，例如铅, 锡, 铝, 和铁, 影响黄铜的整体特性, 使其成为高度适应的材料.

黄铜的多功能性允许生产各种合金, 每个旨在满足不同性能要求.

• 高铜含量 (大约 70% 及以上): 铜含量较高的黄铜具有柔软,
  金色，通常用于装饰目的, 乐器, 以及美学吸引力至关重要的其他应用.
• 低铜含量 (大约 60% 下面): 铜含量较低的黄铜更耐用,
  带有银色的外观, 使其适用于优先考虑强度和机械性能的工业用途.

2. 黄铜的物理特性

黄铜的特定特征可以根据合金组成而有所不同,

但是它的整体物理特性使其成为需要耐用性的应用的理想选择, 电导率, 和审美吸引力.

密度

黄铜是一个相对的 密集的材料, 虽然它比许多其他金属（如钢）轻.

黄铜的密度通常从 8.3 到 8.7 g/cm³, 取决于铜和锌的合金和比例.

这种密度使黄铜固体, 耐用的感觉, 使其成为需要强度的组件的理想选择，而无需较重的金属重量.

• 较高的铜含量 略微增加了黄铜的密度, 提供额外的强度和耐用性.
• 黄铜组件, 由于它们的平衡密度, 经常使用 海洋应用, 汽车零部件, 和 建筑要素.

熔点

黄铜通常有一个 较低的熔点 由于添加锌而不是纯铜. 熔点通常在 900°C和940°C, 取决于特定组成.

这个相对较低的熔点使黄铜更容易 投掷 和 模具 与许多其他金属相比,

这对于需要精确组件和有效制造过程的行业有利.

• 铝黄铜 由于包含铝，其熔点略高, 在升高温度下提供更好的性能.

导热率

黄铜展览 良好的导热率, 虽然在传导热量中的效果不如纯铜.

它是 导热率 通常之间 120 和 180 w/m·k, 取决于确切的合金混合物.

这使黄铜成为适合的选择 热交换器, 散热器, 和其他热应用.

• 通常在有效传热很重要的行业中选择黄铜，但是与铜相比，需要更实惠或更耐腐蚀的材料.

电导率

尽管 黄铜 不如纯铜的导电, 它仍然提供 良好的电导率, 通常在周围 28% 到 43% IACS (国际退火铜标准), 取决于锌含量.

材料的电导率允许将其用于 电连接器, 终端, 和 开关 耐用性和耐腐蚀性与电导率至关重要.

• 自由切割黄铜, 具有高可加工性, 经常在 电气组件 由于其平衡 电导率 和 可工作性.

耐腐蚀性

黄铜的杰出物理特性之一是 特殊的耐腐蚀性.

由于铜含量, 铜管自然会在暴露于空气时形成保护性氧化物层, 这有助于防止进一步的腐蚀.

黄铜在 海洋环境, 管道系统, 以及其他暴露于水分和化学物质的应用.

• 海军黄铜, 加上锡, 优惠增强 耐腐蚀性 在盐水, 使其成为首选的选择 海洋组成部分 喜欢 螺旋桨, 泵, 和 阀.

表面表面和美学吸引力

黄铜的 类似金色的外观 给它高度 美学吸引力, 使其成为一个流行的选择 装饰物品, 珠宝, 和 建筑固定装置.

黄铜可以抛光到灿烂的光芒或允许开发 铜绿 随着时间的推移, 在应用程序中增加了视觉吸引力 乐器, 硬币, 和 家具硬件.

• 这 天然金色 和 抵抗破坏 随着时间的流逝，黄铜保持其美丽和光泽, 特别是在诸如 门把手 或者 奖励奖杯.

硬度

黄铜是 相对硬 与铝等其他非有产金属相比. 黄铜的硬度随锌的添加而增加, 允许它抵抗磨损.

这 硬度 黄铜的大量使其成为暴露于连续摩擦的组件的首选材料, 例如 齿轮, 泵, 轴承, 和 阀.

• 红色黄铜 (铜含量较高) 较软，但提供了改善的耐腐蚀性.
• 锰黄铜, 加上锰, 提供更高的 硬度 和 抗拉强度, 使其理想 工业应用.

热膨胀系数

黄铜有一个 中等热膨胀系数 (之间 18 到 20 x 10^-6/k),

这意味着它会随温度波动扩展和收缩, 但不是其他一些金属的范围.

此属性使其适用于精密申请, 尺寸稳定性至关重要的地方.

例如, 黄铜仪器 和 配件 随着时间的流逝，暴露于不同温度的变化保持稳定.

可工作性

黄铜是高度的 可行, 这意味着它很容易 投掷, 加工, 锻造, 和 挤压 变成各种形状.

这种灵活性使其成为许多制造过程中使用的多功能材料.

黄铜合金喜欢 自由切割黄铜 特别容易机械, 允许生产小, 复杂的组件类似 螺钉, 螺栓, 和 齿轮.

• 黄铜也很容易 挤压 进入 杆, 酒吧, 和 管道, 使其适应于 管道 和 机械应用.

3. 黄铜的机械性能

黄铜因其 机械性能, 结合力量, 耐用性, 和可行性.

其性能可能会因特定的合金组成而异, 但总的来说, 它提供了韧性的平衡, 灵活性, 和适合广泛应用的强度.

以下是使黄铜成为特殊材料的关键机械性能:

力量

黄铜以其 高力量 相对于其他非有产金属. 根据合金成分，可以进一步增强黄铜的强度. 例如:

• 红色黄铜, 具有高铜含量, 优惠 优越的力量 与黄色黄铜相比, 用于更具装饰或更轻的应用.
• 黄铜合金，例如 自由切割黄铜 和 海军黄铜 提供 提高拉伸强度 使它们非常适合重型应用 齿轮, 阀, 和 泵.

硬度

黄铜合金展览 中度到高硬度, 使它们能够抵抗表面磨损和变形.

黄铜的硬度取决于 锌含量, 较高的锌水平通常会产生更硬的材料.

这 硬度 允许黄铜忍受 磨损 和 穿, 使其适合 机械零件, 轴承, 和 工具 这种经历常规摩擦.

延性

黄铜最重要的机械优势之一是 延性.

黄铜可以被拉成细线或弯曲成复杂的形状而不会破裂, 这是需要复杂细节的应用程序中的关键功能.

这 延性 是黄铜在 电气, 乐器, 和 管道行业.

韧性

黄铜结合 力量 和 韧性, 这意味着它可以吸收能量而不会破裂或破裂.

该特性使其成为承受机械压力或影响的组件的绝佳选择, 例如 海洋硬件 和 汽车组件.

这 韧性 确保黄铜在具有挑战性的环境中保留其结构完整性, 即使在重负荷条件下.

疲劳性抗性

黄铜表现出色 疲劳性抗性, 使其适用于重复或周期性应力的零件.

这在像这样的行业中尤其重要 航天 和 汽车, 诸如 齿轮, 活塞, 和 阀 受到不断的加载和卸载.

该材料能够承受这些重复应力而不破裂或失败的能力有助于延长高需求应用中零件的寿命.

弹性

黄铜合金具有适中 弹性, 这使他们能够在施加一定量的压力后恢复原始形状.

这 弹性模量 黄铜的高于铝, 使其适用于需要的应用 可靠性 在恒定压力下, 例如 弹簧 或者 密封.

可加工性

黄铜合金以其 出色的可加工性.

黄铜是最简单的金属之一, 钻头, 或由于其相对柔软的性质而形状 (与钢相比), 尤其是当合金 带领 或者 锡.

高可加工性使其非常适合涉及的应用 复杂形状 或者 严格的公差, 例如 精密零件, 螺钉, 和 紧固件.

戴阻力

黄铜提供 良好的耐磨性, 这使其成为体验连续接触或摩擦的组件的合适选择.

黄铜合金喜欢 锰黄铜 和 铝黄铜 由于其增强耐用性，在高件应用中特别有效.

耐磨黄铜 通常用于 轴承, 衬套, 和 海洋硬件, 不断摩擦的磨损可能是一个重大问题.

蠕变阻力

黄铜展览 良好的蠕变阻力 在中等温度下.

蠕变是指材料随着时间的恒定压力在恒定压力下变形的趋势, 特别是在高温下.

黄铜合金在这些条件下表现良好, 在热应力可能导致变形的环境中保持结构完整性.

这使黄铜成为理想的选择 发动机组件 和 热交换器.

灵活性和表现性

黄铜的 灵活性 和 形成性 使其能够形状并弯曲而不会破裂.

无论是薄的床单 电连接器, 管道 用于管道, 或者 戒指 用于机械组件,

黄铜可以被模制成各种形状，以满足不同行业的需求.

这些属性, 结合它 延性, 使黄铜成为一个容易加工成复杂几何形状的材料.

4. 黄铜的类型

黄铜有几种不同的合金, 每个设计用于特定的工业或装饰用途.

在为给定应用选择正确的材料时，了解每种类型的特征至关重要.

黄色黄铜 (65% 铜, 35% 锌):

以其金色颜色而闻名, 黄黄铜通常用于装饰物品, 管道固定装置, 甚至是一些珠宝件.
它具有出色的可加工性和良好的力量, 使其成为需要外观和功能的应用程序的流行选择.

红色黄铜 (到 90% 铜, 10% 锌):

具有丰富的红色色调和优越的力量, 红黄铜比黄黄铜更好地耐腐蚀性.
它经常用于海洋应用, 阀, 水龙头, 和散热器, 耐盐水腐蚀至关重要的地方.

铅黄铜 (2-4% 带领):

铅黄铜包含少量铅, 这显着提高了可加工性，而不会损害材料的结构完整性.
该合金非常适合需要精确加工的零件, 例如齿轮, 螺钉, 和螺栓.

海军黄铜 (59% 铜, 40% 锌, 1% 锡):

专为海洋环境设计, 海军黄铜结合锡来增强耐腐蚀性,
使其对螺旋桨等船舶组件非常有效, 泵, 和阀.

铝黄铜 (铜, 锌, 和 9-11% 铝):

铝的添加赋予了强度和对大气和海水条件的较高耐药性.
它通常用于重型应用, 包括热交换器和海洋硬件.

硅黄铜 (铜, 锌, 和 1-3% 硅):

硅黄铜用于铸造应用，并提供出色的耐腐蚀性, 特别是在管道配件和电气连接器中.
硅含量有助于防止脱落, 随着时间的推移影响许多黄铜合金的一种腐蚀形式.

锰黄铜 (铜, 锌, 锰, 有时是铝):

这种黄铜变体更强，更耐用, 非常适合需要高磨损性的组件.
锰黄铜经常用于硬币, 乐器, 以及需要韧性和寿命的其他部分.

5. 可用的黄铜等级

黄铜材料有针对特定应用量身定制的各种等级. 每个年级都提供独特的特性, 取决于其合金成分. 普通等级包括:

• C26000 (墨盒黄铜): 以出色的可配合性和可焊性而闻名, C26000是电气和机械零件的首选.
• C36000 (自由切割黄铜): 大约 61% 铜, 该年级以其出色的可加工性而闻名,
  使其非常适合生产汽车零件, 管道配件, 和电连接器.
• C46400 (海军黄铜): 这种合金非常适合海洋应用, 耐腐蚀性是必不可少的. 它经常用于造船和海上钻井设备.

6. 黄铜制造过程

黄铜是一种多功能材料，可以通过多种制造工艺形成并模制成各种产品.

选择的过程取决于最终产品的所需属性, 它的形状, 尺寸, 以及特定的申请要求.

以下是用于生产黄铜组件的主要制造方法:

铸件

铸件 是用于将黄铜塑造成复杂零件的最常见方法之一, 特别是用于复杂或详细的组件.

该过程涉及将熔融黄铜倒入模具中, 使其冷却并凝固成所需的形状.

过程概述:

• 霉菌的创造: 模具旨在匹配所需的黄铜组件的形状. 它可以用沙子制成, 金属, 或其他材料.
• 熔融黄铜: 黄铜被加热直至融化，然后倒入模具中.
• 冷却和凝固: 允许熔融的黄铜冷却并凝固成霉菌的形状.
• 精加工: 一旦冷却, 铸造黄铜从模具中取出，可能会加工, 磨削, 或抛光以实现所需的饰面和尺寸.

应用领域:

铸件广泛用于管道固定装置等应用, 艺术雕塑, 和机械零件，例如阀门, 齿轮, 和住房.

优点:

• 非常适合产生复杂形状.
• 可用于创建小黄铜组件.
• 允许大量生产相同的零件.

加工

加工 涉及使用机械工具将黄铜切成所需形式. 这是精确的理想, 需要精确尺寸和光滑饰面的小型零件.

过程概述:

• 切割: 黄铜被夹在机器上, 例如 车床 或者 铣削 机器, 使用工具切掉材料的地方.
• 成型: 机床将黄铜塑造成所需的规格, 通常要紧张.
• 精加工: 该部分可能会经历其他过程，例如打磨或抛光，以确保表面饰面符合规格.

应用领域:

通常用于制作螺钉, 螺栓, 齿轮, 以及汽车等行业中的其他精确组件, 航天, 和电子产品.

优点:

• 高精度和紧张的公差.
• 可用于复杂形状或细节.
• 产生光滑的饰面.

锻造

锻造是一个加热黄铜然后在压力下形状的过程, 通过撞击或逐渐压力, 提高材料的强度和耐用性.

锻造过程通过完善黄铜的晶粒结构来增强其机械性能.

过程概述:

• 加热: 黄铜被加热至高温以使其软化以进行锻造过程.
• 成型: 使用锤子或压力机, 加热的黄铜成形为所需的形式, 通常在高压力下.
• 冷却和整理: 锻造后, 组件冷却, 并且可以为精确的形状和饰面执行进一步的过程，例如加工.

应用领域:

锻造非常适合需要高强度和耐用性的应用, 例如汽车零件, 军事设备, 和重型机械组件.

优点:

• 增加材料的强度和韧性.
• 用最小的材料浪费提供高精度.
• 非常适合生产需要承受高压力的零件.

挤压

挤出涉及强迫加热的黄铜通过模具创造长时间, 连续形状, 例如杆, 酒吧, 管, 和个人资料.

这种方法允许生产具有均匀横截面和光滑表面的零件.

过程概述:

• 加热: 黄铜被加热，直到达到可延展的状态.
• 挤压: 加热的黄铜通过模具强迫 (死) 在形成长形的压力下.
• 冷却和切割: 挤出的黄铜冷却, 然后切成所需的长度.

应用领域:

用于创建长时间, 均匀形状像管道, 杆, 和建筑等行业的概况, 管道, 和制造业.

优点:

• 最少浪费的均匀形状的理想选择.
• 可以迅速产生大量.
• 启用复杂的横截面的创建.

绘画

绘画是一个过程，将黄铜延伸到模具中以减少其横截面并增加其长度, 例如电线的生产, 管, 或杆.

它通常用于需要高延展性和强度的产品.

过程概述:

• 物质准备: 黄铜被加热到特定的温度以使其柔韧.
• 绘画: 黄铜被拉动了, 这会降低直径的同时增加长度.
• 冷却: 然后将材料冷却并切成所需的长度.

应用领域:

绘图用于生产黄铜电线, 管道, 还有其他长期, 电线的薄组件, 管道, 和热交换器.

优点:

• 产生高强度, 延性材料.
• 适合连续生产薄壁产品.
• 可以生产尺寸均匀的物品.

滚动

滚动涉及将黄铜传递到滚筒中以减少其厚度并将其塑造成薄片, 盘子, 或条. 此方法非常适合大量生产薄, 纯黄铜产品.

过程概述:

• 加热: 黄铜被加热以使其软化，然后再通过滚筒.
• 滚动: 黄铜在滚筒之间通过，逐渐减小其厚度并将其塑造成平坦的纸张或条带.
• 冷却和整理: 滚动的黄铜是冷却的，可能会经历完成过程，例如切割, 修剪, 或抛光.

应用领域:

滚动通常用于创建床单, 盘子, 和黄铜条, 在汽车中使用的, 电子产品, 和建筑行业.

优点:

• 在整个纸张或条带上产生均匀的厚度.
• 薄金属零件的高体积生产的理想选择.
• 适合各种黄铜产品.

7. 黄铜的缺点

像所有材料一样, 它具有优势和局限性. 了解这些将有助于确定黄铜何时是特定项目的最佳选择.

成本:

• 退税: 虽然黄铜比贵金属更实惠,
  与其他合金或塑料相比，它仍然相对昂贵, 特别是在考虑其材料组成和制造过程时.
• 影响: 这可能会增加项目的整体成本, 特别是在大规模生产或预算敏感的应用中.

重量:

• 退税: 黄铜比许多替代材料都更稠密且重, 当体重是关键因素时，这可能是一个限制, 例如航空航天或便携式设备.
• 影响: 重量可能使黄铜不适合最小化组件的整体质量是必不可少的应用.

脱落的敏感性:

• 退税: 在某些腐蚀性环境中, 特别是那些含有氯化物的人, 黄铜可以进行脱辛化, 锌从合金中浸出的地方.
  这会导致随着时间的推移的结构完整性减弱.
• 影响: 在没有适当保护措施的情况下暴露于此类环境的组件可能会延长寿命, 需要更频繁的更换.

环境影响:

• 退税: 铜和锌的提取和加工, 黄铜的关键组成部分, 有环境影响,
  包括能源消耗以及采矿和生产的潜在污染.
• 影响: 可能会出现可持续性问题, 特别是在专注于环保实践和减少碳足迹的行业中.

有限的电导率:

• 退税: 而黄铜是导电的, 它与纯铜的高电导率不符.
  这种限制可能需要使用较厚的电线或更大的组件才能达到所需的电导率.
• 影响: 这可能会导致材料使用增加, 重量, 和成本, 特别是在高性能电气应用中.

热膨胀:

• 退税: 黄铜具有相对较高的热膨胀系数, 这意味着它随温度变化而大大扩展和收缩.
• 影响: 这可能会导致需要严格公差的应用或温度迅速波动的环境中的不稳定性.

8. 黄铜的应用

黄铜的多功能性使其适用于不同行业的广泛应用:

• 电子产品: 黄铜用于电连接器, 开关, 和终端由于其良好的电导率.
• 汽车: 黄铜用于散热器芯等组件, 配件, 和锁.
• 管道: 黄铜是水龙头的首选材料, 阀, 和管配件由于耐腐蚀和耐用性而引起的配件.
• 海军陆战队: 海军黄铜用于船舶组件，例如螺旋桨, 泵, 和阀.

  

• 建筑和室内设计: 黄铜的金色外观使其非常适合装饰固定装置, 家具硬件, 和建筑要素.
• 乐器: 黄铜被用来制作诸如小号之类的乐器, 萨克斯管, 由于其声学特性而引起的长号.
• 珠宝和装饰品: 黄铜通常用于制作珠宝和装饰品，因为它的光泽效果.

9. 黄铜与. 青铜与. 铜: 比较

黄铜, 青铜, 和 铜 是各个行业中最广泛使用的金属, 每个提供独特的特征，使其适合特定应用.

性能特性	黄铜	青铜	铜
作品	铜 & 锌	铜 & 锡	纯铜
耐腐蚀性	一般 (比钢更好)	优越的 (海洋应用)	高的 (铜绿保护)
力量	一般	高的	低的
戴阻力	一般	高的	低的
锻造性	高的	一般	高的
电导率	一般	一般	出色的
美学吸引力	类似金	红棕色, 随着时间的流逝	红橙色, 变绿
应用领域	管道, 电气, 珠宝	海军陆战队, 轴承, 雕像	电气, 管道, 热交换器
成本	相对便宜	由于锡含量而昂贵	相对较高

10. 结论

黄铜材料仍然是现代行业中用途广泛，最有价值的材料之一.

它有能力将美学吸引力与出色的机械性能（例如腐蚀性）相结合, 可加工性, 力量使其在广泛的应用中必不可少.

通过了解不同类型的黄铜及其特定用途, 制造商可以为其需求选择理想的合金, 确保性能, 长寿, 和效率.

如果您正在寻找高质量的定制黄铜产品, 选择 狼河 是您制造需求的完美决定.

立即联系我们!