砂型铸造、GB/T 1176 标准最低值口径;典型值与工艺参数见下文分节。
| Sn | 5.0~7.0 |
| Zn | 5.0~7.0 |
| Pb | 2.0~4.0 |
| Cu | 余量 |
数据依据 GB/T 1176—2013 表 6-8;含量为质量分数范围,"余量"指该元素为基体。
| 杂质元素 | 上限(%) |
|---|---|
| Fe | ≤0.40 |
| Al | ≤0.05 |
| Sb | ≤0.30 |
| Si | ≤0.05 |
| P | ≤0.05 |
| 杂质总和 | ≤1.0 |
数据依据 GB/T 1176—2013 表 6-9。铁、硅、铝超标会生成硬脆相,锑、磷偏高会降低塑性与气密性。
| 铸造方法 | Rm/MPa | Rp0.2/MPa | A/% | HBW |
|---|---|---|---|---|
| 砂型 S(标准) | ≥180 | — | ≥8 | ≥60 |
| 砂型 S(典型) | 195 | 104 | 14 | 68 |
| 金属型 J(典型) | 210 | — | — | — |
| 石墨型(典型) | 357 | 160 | 37 | 95 |
"标准最低值"为 GB/T 1176—2013 规定的砂型铸件验收下限;"典型值"取自《铸造手册》第 3 卷表 6-19 的实测区间中值,仅作参考,不作为验收依据。
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 8.82 g/cm³ |
| 液相线温度 | 976 ℃ |
| 比热容 | 376 J/(kg·K) |
| 热导率 | 47 W/(m·K) |
| 电阻率 | 0.15 ×10⁻⁶ Ω·m |
| 电导率 | 11.5 %IACS |
| 线胀系数 | 17.1 ×10⁻⁶ K⁻¹(20 ℃)/18.2(300 ℃) |
| 弹性模量 E | 88.3 GPa |
6-6-3 的组织是 α 固溶体 + (α+δ) 共析体 + 弥散游离铅。α 相是锡溶于铜的面心立方固溶体,保留铜的塑性;δ 相以 Cu₃₁Sn₈ 为基,硬而脆,是耐磨性的来源;铅不固溶,以细小质点分布在枝晶间,起减摩与断屑作用,这也是它切削性好的原因。
相组成带来三个直接后果:一是硬度与耐磨性中等,比 10-1 磷锡青铜低一档,重载或高转速下容易磨损;二是塑性与冲击韧性受含铅影响偏低,不宜用于强冲击、重载或高真空密封;三是结晶温度范围宽、呈糊状凝固,体收缩虽小但补缩困难,容易产生枝晶偏析与分散缩松,厚大件要重点考虑补缩与冷铁布置。
| 浇注温度 / ℃ | Rm / MPa | Rp0.2 / MPa | A / % | HBW |
|---|---|---|---|---|
| 1110 | 245 | 137 | 13 | 90 |
| 1160 | 268 | 145 | 13 | 69 |
| 1180 | 265 | 135 | 13 | 64 |
| 1230 | 237 | 135 | 13 | 59 |
数据依据《铸造手册》第 3 卷表 6-21。1160 ℃ 附近抗拉强度最高,温度继续升高晶粒粗化、强度与硬度同步下降。
手册摩擦试验:有润滑时摩擦因数 0.009,无润滑时 0.16,磨痕长度 0.56 mm。磨损量随铸造方法差别很大——预热 300 ℃ 铸铁模浇注为 3.683 g,普通铸铁模 6.381 g,砂模 14.540 g(无润滑、载荷 147 N、20000 次)。
| 合金牌号 | 预热 300℃ 铸铁模 | 铸铁模 | 砂模 |
|---|---|---|---|
| ZCuSn6Zn6Pb3 | 3.683 | 6.381 | 14.540 |
| ZCuSn10P1 | 0.281 | 0.356 | 0.371 |
| ZCuSn10Zn2 | 0.186 | 0.225 | 0.296 |
数据依据《铸造手册》第 3 卷表 6-15,单位 g,数值越小越耐磨。同条件下 10-1 磷锡青铜的磨损量只有 6-6-3 的十分之一左右,这是选型时最该看的一组数。
耐蚀性方面:在海水中的腐蚀速度 0.67 g/(m²·d),10% 硫酸中 4.90 g/(m²·d)。锡青铜表面能形成致密的 SnO₂ 薄膜,α 与 δ 两相电极电位接近、微电池作用弱,因此在大气、淡水、海水及过热蒸汽中都比较稳定,这也是泵、阀、给排水与船舶件大量使用它的原因。
| 工艺参数 | 取值 |
|---|---|
| 流动性(螺旋线长度) | 40 cm |
| 线收缩率 | 1.46~1.59 % |
| 熔炼温度 | 1200~1250 ℃ |
| 浇注温度(壁厚 <30 mm) | 1140~1180 ℃ |
| 浇注温度(壁厚 ≥30 mm) | 1100~1140 ℃ |
| 铸造方法 | 砂型、金属型、石墨型、离心、连续 |
数据依据《铸造手册》第 3 卷表 6-29。流动性以螺旋线试样长度表示,40 cm 属中等水平,薄壁复杂件需提高浇注温度或加设排气。
| 焊接方式 | 手册评级 |
|---|---|
| 氩弧焊 / 气保焊 | 中(含铅,焊合受阻) |
| 焊条电弧焊 | 中 |
| 氧乙炔气焊 | 差,不推荐 |
| 银钎料钎焊 | 良 |
| 锡钎焊 | 优 |
数据依据《铸造手册》第 3 卷表 6-30(优 / 良 / 中 / 差)。
| 工序 | 参考参数 |
|---|---|
| 粗加工(高速钢) | 25~45 m/min,进给 0.38~1.00 mm/r |
| 精加工(高速钢) | 90~210 m/min,进给 0.20~0.38 mm/r |
| 粗加工(硬质合金) | 150~300 m/min,进给 0.20~0.38 mm/r |
| 切削加工率 | 80~90 % |
数据依据《铸造手册》第 3 卷表 6-31,切削加工率 80~90% 表示切削性优良。
中低速、中低载荷滑动轴承,靠游离铅做减摩相,跑合性好
批量加工的铜套、导套,切削性好、尺寸稳定
低速轻载蜗轮,锡锌青铜的耐磨组织可承受滑动摩擦
一般机械的低速齿轮,噪声低、耐蚀
气密性较好,适合铸造成形后少量加工
耐大气、淡水、海水腐蚀,是传统锡青铜的应用领域
663 是行业里的口语叫法,指 ZCuSn6Zn6Pb3,旧牌号写作 ZQSn6-6-3,三个数字分别对应锡约 6%、锌约 6%、铅约 3%。GB/T 1176 现行标准里的完整牌号是 ZCuSn6Zn6Pb3,俄标对应 БрО6Ц6С3。
6-6-3 含锡较低,靠锌提高流动性与气密性、靠铅做减摩相,切削性好、成本低,适合中低载荷、批量加工的轴套与一般滑动件。10-1 含磷、硬度高,抗咬合与耐磨性明显更强——手册的无润滑磨损试验里,10-1 磨损量 0.281~0.371 g,6-6-3 是 3.68~14.54 g,差一个数量级。有重载、高转速或频繁启停时优先 10-1。
可以,是本厂常做的铸造锡青铜之一。铜套一般按图纸或旧件测绘,离心铸造或砂型铸造后精加工,内外径配合公差与油槽形式按工况定;把图纸、内径和转速载荷发过来即可报价。
两者都是锡锌铅青铜,5-5-5 的锡、锌、铅各约 5%,6-6-3 的锡锌提高到各 6%、铅降到 3%。6-6-3 强度和硬度略高、铅少一些,减摩与自润滑性略逊于 5-5-5;5-5-5 的铸造流动性更好(螺旋线 40 cm 同水平,但糊状凝固倾向稍缓),常用于更复杂的薄壁泵阀件。
差别很大。同一牌号砂型典型值 Rm≈195 MPa、伸长率 14%、HBW 68;金属型 Rm≈210;石墨型冷却更快,可到 Rm≈357 MPa、HBW 95,但伸长率仍有 37%。所以图纸上只写牌号不够,铸造方法要一起定。
有。手册数据:1110 ℃ 浇注 Rm 245 MPa、HBW 90;1160 ℃ 时 Rm 最高 268 MPa、HBW 69;到 1230 ℃ 降到 Rm 237 MPa、HBW 59。温度过低易浇不足,过高则晶粒粗大、氧化夹杂增多。本厂砂型一般控制在 1140~1180 ℃(壁厚小于 30 mm),厚大件降到 1100~1140 ℃。
本牌号铅含量 2.0~4.0%,属于含铅锡青铜。用于饮用水、食品接触或出口欧盟 RoHS 相关项目时,铅限值需由采购方明确;这类工况可改用 ZCuSn10Zn2、ZCuSn8Zn4 等低铅或无铅牌号,耐磨与铸造性能会有取舍,我们可以一起对。
钎焊性良好,银钎料评级为良、锡钎焊为优;氧乙炔气焊评级差,不推荐用于铸件焊补。含铅量高的锡青铜不适于气体保护电弧焊与焊条电弧焊,因为铅在熔池中悬浮会阻碍焊合。铸件缺陷建议返炉或局部镶套处理。
牌号只是起点。同样是 ZCuSn6Zn6Pb3,砂型与石墨型的抗拉强度能差近一倍,浇注温度从 1160 ℃ 偏到 1230 ℃ 硬度就掉一档。如果你手上是旧件,或工况(转速、载荷、温度、润滑方式)比较特殊,建议把参数发给我们一起对一下——有时候换一个更合适的牌号,比加大尺寸更有效。
数据来源:GB/T 1176—2013;《铸造手册》第 3 卷《铸造非铁合金》(第 4 版)第 6 章表 6-8、6-9、6-11、6-14、6-15、6-16、6-19、6-21、6-29、6-30、6-31。
按图 / 按旧件复制,也可以按工况帮你换更合适的牌号。