CuSn6Zn6 是一种以锡和锌为主要合金元素的多元青铜,成分范围为铜 87%-89%、锡 5%-7%、锌 5%-7%,杂质总含量≤0.5%。通过锡与锌的协同作用,在保持良好铸造性能的同时,形成兼具强度与耐磨性的合金结构,成为机械制造领域中耐磨部件的理想选择。
6% 锡与 6% 锌的配比是其性能平衡的关键。锡主要形成硬脆的 δ 相(Cu₃₁Sn₈),这些直径 5-8μm 的硬质点均匀分布在基体中,显著提升了合金的耐磨性;锌则通过固溶强化作用细化晶粒至 35μm 左右,提高了合金的韧性和加工性能。某纺织机械厂使用该合金制作的罗拉,在棉纤维持续摩擦的环境中运行 10000 小时后,表面磨损量仅 0.12mm,使用寿命是纯铜罗拉的 4 倍。其滑动摩擦系数低至 0.17,某印刷机的轴承套采用该合金后,运转噪音从 75 分贝降至 62 分贝,能耗降低 8%。
在耐蚀性方面,CuSn6Zn6 在淡水和轻度污染的工业环境中表现稳定,年腐蚀速率约 0.01mm。某农用灌溉泵的叶轮采用该合金后,在含泥沙的水中连续运行 3 年,未出现明显点蚀现象,流量保持率达 92%。铸造性能优良,砂型铸造的最小壁厚可达 2.5mm,铸件致密度达 99.6%,某阀门厂生产的阀体经铸造后,尺寸公差达 IT10 级,无需后续加工即可直接装配。
力学性能均衡,抗拉强度 480-530MPa,屈服强度 240-280MPa,延伸率 20%-24%,能够承受中等冲击载荷。某破碎机的轴套在 150N 的冲击载荷下,无裂纹产生,变形量≤0.15mm。加工性能适配通用机械加工工艺,热轧温度 780℃,单道次变形量 40% 后无裂纹,冷轧带材的厚度精度可达 ±0.02mm,满足精密零件的加工需求。
制备工艺注重元素分布的均匀性,采用工频感应炉熔炼,温度控制在 1120℃左右,锡和锌分阶段加入,加入后搅拌 20 分钟以确保成分一致。铸造可根据零件复杂度选择砂型或金属型,冷轧后的成品需经 520℃退火 1.5 小时,以消除加工应力并稳定性能。
其应用集中在机械耐磨部件领域:纺织机械的罗拉、锭子;印刷机的轴承套、齿轮;农用机械的水泵叶轮;液压系统的阀门阀芯等,在保证耐磨性的同时兼顾了成本效益。
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