CuZn28Sn 是一种以锌为主要合金元素并添加锡的多元黄铜,成分范围为铜 69%-71%、锌 27%-29%、锡 1%-2%,杂质总含量≤0.5%。28% 的高锌含量形成以 β 相为主的组织,配合 1%-2% 锡的强化作用,使合金抗拉强度达 580-630MPa,布氏硬度 160-180HB,成为机械传动中耐磨部件的理想材料。
锡元素的加入是其性能提升的关键,锡能与铜形成硬脆的 Cu₃Sn 相,这些直径 3-5μm 的颗粒均匀分布在 β 基体中,使耐磨性比普通高锌黄铜提高 30%。某齿轮厂生产的 CuZn28Sn 斜齿轮,模数 3mm,在 1500r/min 转速下运行 6000 小时,齿面磨损量仅 0.1mm,比 CuZn28 齿轮延长寿命 50%。其抗咬合性能优异,在无润滑条件下,临界滑动速度达 1.8m/s,某纺织机械的传动蜗杆采用该合金后,在缺油工况下仍能短期运行而不发生咬死现象。
28% 锌形成的 β 相赋予合金良好的热加工性,热锻温度 820℃时,单道次变形量可达 60%,某船舶推进器的 CuZn28Sn 桨毂经热模锻后,尺寸精度达 IT10 级,表面粗糙度 Ra1.6μm,无需加工即可装配。在耐蚀性方面,该合金在淡水环境中表现稳定,年腐蚀速率 0.018mm,某水泵叶轮在含沙水流中运行 2 年,无明显空泡腐蚀,流量衰减率≤4%。
力学性能满足重载需求,屈服强度 320-360MPa,延伸率 15%-18%,能承受中等冲击载荷。某破碎机的偏心轴套在 300N 冲击下,无裂纹且变形量≤0.05mm。加工性能需匹配高温工艺,热挤压温度 800℃,可生产复杂截面型材,某液压阀的阀杆经挤压后,直线度误差≤0.5mm/m,确保阀芯配合精度。
制备工艺需控制锡的分布,工频感应炉熔炼时(温度 1050℃),锡以纯锡块形式加入,搅拌 25 分钟避免偏析。铸造采用金属型,冷却速度 40℃/s,晶粒尺寸控制在 40μm 以下。热轧后经 450℃退火 1 小时,消除应力并稳定 β 相组织。
应用集中在耐磨传动部件:船舶的推进器桨毂、传动齿轮;纺织机械的蜗杆、罗拉;矿山机械的破碎机轴套;液压系统的阀芯,兼顾高强度与耐磨性。
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