黄铜CNC加工的综合指南

黄铜是一个非有产金属通常用于不同目的的各个行业。从复杂的电子连接器和耐用的管道配件到高性能汽车和航空航天组件，黄铜几乎无处不在。它具有高精度加工的能力使其成为制造业的首选。

但是，这些复杂的黄铜零件如何以如此精确和一致性产生？答案在于CNC加工，这是一个自动化的过程，其精度和效率显着地塑造了黄铜。

在此CNC加工铜管指南中，我们将检查黄铜属性，定制零件的各种黄铜等级，可用的饰面，并探索如何优化流程以获得出色的结果。

什么是黄铜CNC加工？

黄铜CNC加工是一种减法制造过程，它使用计算机数值控制（CNC）机器来精确切割，形状和钻孔工件，通过删除材料。材料去除率（MRR）取决于诸如主轴速度，进料速率和切割工具选择等因素。通过适当的参数选择和刚性固定，CNC加工可以达到±0.001英寸的公差。

黄铜是铜和锌的合金，也是最好的之一CNC材料由于它的高可加工性和延性。它还具有良好的电导率和热导率，良好的耐腐蚀性，抗菌特性以及美学吸引力。此外，可以通过更改铜，锌和痕量元素（如锡，铅或铝）的比例来调整其机械性能，从而实现多种硬度和韧性。

黄铜的哪些特性使其适用于CNC加工？

接下来，让我们深入了解使黄铜非常适合CNC加工的关键属性：

高度可加工

黄铜是最简单的金属之一。它相对较低的硬度和出色的延展性降低了切割力并实现平滑的芯片形成，而α+β双相微观结构自然会促进芯片破裂和疏散。合金的高热导度迅速从切割区域散发热量，从而延长了工具寿命。

在诸如C360之类的免费切割等级中，铅或硫添加剂进一步降低了摩擦系数，最大程度地减少了刀具的粘附和磨损。这些特征共同使黄铜以削减速度和进料速率加工远高于钢和不锈钢所用的速度，从而达到更高的材料去除速率（MRR），同时保持表面饰面（RA）和尺寸准确性。

耐腐蚀性

黄铜是一种非有产铜锌合金，因此不会像铁基金属那样产生“生锈”。它的耐腐蚀性主要依赖于表面上的致密，天然形成的氧化物或碳酸盐层，从而有效地阻断了水分和氧气，从而保护了底层金属免受进一步的腐蚀。

合金成分对腐蚀性能具有很大的影响：铝黄铜（例如C687）在其表面形成稳定的氧化铝膜，在海水和各种化学环境中具有出色的耐药性。相反，在含有氯化物或硫化合物的环境中，锌含量过高的黄铜更容易受到脱芬的影响，从而导致局部孔隙率和机械强度的降低。

锻造性

锻造性是金属在压缩或形成而不会破裂的情况下变形的能力。黄铜含有高铜含量，继承了面部以铜的面部立方晶体结构，从而产生了极好的延展性。低锌黄铜合金（锌≤35％）可以在深图，弯曲和拉伸过程中实现平滑，无裂纹的形成。但是，随着锌含量的增加，合金的强度以某种延展性为代价提高。此外，寒冷的工作会导致工作硬化；为了恢复和进一步增强延展性，通常在400–650°C的范围内进行退火，以完善晶粒结构并缓解应力，从而确保随后的形成过程顺利进行。

力量和硬度

虽然黄铜力量和硬度经常被忽略，可以通过合金来精确控制它们：增加锌含量会使黄铜越来越坚固，同时添加铝，锡或镍可以进一步增强其耐磨性和负载能力。结果，黄铜非常适合精细机械加工的装饰零件和苛刻的结构组件。

在CNC加工中，可以使用高速钢（HSS）工具对标准黄铜等级进行有效，准确的加工，而高强度或合金等级（例如C280，C464和C687）受益于碳化物工具，以延长工具寿命并提高切割速度。

美学吸引力

黄铜具有广泛的颜色变化（包括红色的金，鲜金和银色白色），广泛用于装饰物品，例如照明固定装置，门把手，抽屉拉力和相框。黄铜的确切色调取决于其铜与锌比：较高的铜含量会产生温暖，红色的金色音调，而较高的锌含量产生了更轻，淡黄色或银色的外观。

导电性

黄铜通常具有15-28％IAC（国际退火铜标准）之间的电导率，该电导率远低于纯铜（100％IAC），但显着高于不锈钢或碳钢。它的热导率通常范围约为100至125 W/m·K，大约25–30％的纯铜（约400 W/m·K）。随着锌含量的增加，电导率和热导率都逐渐减小。当您需要一种将体面的电导率与强度，耐腐蚀性和可加固性平衡的材料时，黄铜是理想的折衷。这就是为什么它被广泛用于电气连接器，接地组件，热交换器和HVAC阀体的原因。实际上，几乎所有电线EDM电极电线都是由黄铜制成的。

CNC加工的黄铜等级类型

以下是您在CNC商店中遇到的一些最常见的黄铜等级，以及它们的关键特性和典型用途：

C360（自由切割黄铜）

C360是通用CNC工作的黄铜，其中约为60-63％的铜（CU），34–37％的锌（Zn）和2.5-3.7％的铅（PB）。铅的添加可改善芯片破裂，减少工具磨损，并实现高速加工。

优点：

• 所有黄铜合金中的最佳可加工性（通常为100％）
• 出色的尺寸精度和表面饰面，适用于高精度组件
• 由于出色的切割效率，高量生产具有成本效益

缺点：

• 在重负荷或高温下的强度有限
• 容易在循环载荷下易于微裂纹，不适合高频往复式组件
• 海水或氯化物富含脱落的环境中的脱落耐药性不佳
• 由于ROHS合规性问题，LEAD限制了其在食品和医疗应用中的使用

应用程序：

• 管道和阀门配件：球阀芯，阀杆，连接器
• 精密仪器组件：仪器表盘，微型齿轮，传感器组件
• 电气连接器：终端，公共汽车杆，插头外壳
• 紧固件和装饰硬件：坚果，螺栓，家具配件

C280（Muntz Metal）

C280含有大约60％的铜，40％的锌和小于0.07％的铁。它通常具有独特的建筑青铜色，并且可以轻松抛光，以实现明亮的反光效果，从而增强其在装饰和结构应用方面的吸引力。这级黄铜比具有较低的锌含量的黄铜更强，更坚固，更僵硬，具有较低的锌含量，其可加工性为40％（占C36000的100％左右）。

优点：

• 比C360更高的强度和硬度
• 更具磨损和磨损的抵抗力
• 即使在负载下也保持紧密的公差和稳定的尺寸

缺点：

• 比免费切割黄铜较低的可加工性，并且在处理过程中更容易工作
• 降低的延展性限制了其对需要大量形成或深图的过程的适用性

应用程序：

• 工业和结构组件：齿轮，竖井，阀门和轴承外壳
• 汽车组件：散热器零件和重型连接器
• 建筑应用：装饰面板和电梯门

C464（海军黄铜）

C464是一种铜锌 - 锡合金，由约60％的铜（CU），39％的锌（Zn）和1％TIN（SN）组成。锡的添加提高了其对海水腐蚀的抵抗力，并防止了脱落，使其非常适合海洋环境。相对于C360，其可加工性约为30％。

优点：

• 海水中极好的抵抗力
• 良好的强度，磨损和抗疲劳性

缺点：

• 与自由切割的黄铜等级相比，可加工性较低
• 由于锡含量而引起的材料成本更高

应用程序：

• 海洋硬件：螺旋桨轴，螺丝扣，紧固件
• 建筑和水处理系统：管道，阀，配件和相关设备
• 热交换器和冷却系统
• 医疗仪器连接器和住房

C687（铝黄铜）

C687是一种铜 - 锌 - 铝合金，通常由76-79％Cu，20–22％的Zn和1.8–2.5％AL组成，再加上少量的砷添加（〜0.03％），以抑制脱津化。铝含量在合金表面形成密集的氧化物膜，在高速或热海水中对腐蚀和腐蚀具有非凡的抗性。

优点：

• 对高速海水，盐喷雾，微生物活性和脱锌的极度抗性
• 比低锌黄铜更高的强度和硬度，尽管略低于C280
• 在退火状态下，它可以冷滚，绘制或膨胀以产生薄的壁管

缺点：

• 它的可加工性约为C360的30％
• 比其他黄铜较低的电导率（〜23％IAC）

应用程序：

• 海洋和运输：冷凝器管，高速海水泵和消防水管
• 发电 /石化物：冷却水的发电机冷却器，蒸发器和热交换器
• 海水淡化：多阶段闪光灯（MSF）或反渗透（RO）预热器管

C260（墨盒黄铜）

C260，也称为“ 70/30”（70％CU，30％Zn），是一种无铅的黄铜合金，具有经典，温暖的金黄色音调。在黄铜合金中，C260提供了最高的延展性，可以进行深度绘画，拉伸和弯曲操作。它的出色外观性有助于防止开裂，使其成为生产复杂形的管道和装饰组件的流行选择。

优点：

• 出色的延展性和冷的表现性
• 可抵抗大气暴露，水和大多数温和化学环境的腐蚀
• 明亮的金色外观，适合装饰饰面

缺点：

• 它的可加工性额定值仅为C360的30％，并且往往会产生长长的薄芯片，容易纠缠
• 容易受到氨或酸性环境中的脱落和应力腐蚀
• 退火状态的强度相对较低

应用程序：

• 深色和旋转组件：弹药弹药盒，灯壳
• 汽车散热器和热交换器管
• 乐器黄铜，铰链，弹簧，铆钉

CNC加工黄铜零件的表面饰面

加工的黄铜通常具有天然金表面，可以单独用作饰面。但是，根据您的需求，可能需要额外的表面饰面。以下是CNC加工黄铜的一些选择。

如加工

铜管的已安装效果直接代表CNC加工的表面，而无需任何其他表面处理。该饰面可能具有加工标记或粗糙度，但它保持原始维度和功能而没有更改。它是内部黄铜组件或原型零件的理想选择，其中功能和快速周转优先于美学。但是，由于缺乏表面保护，此类部分更有可能损坏。

抛光

使用机械或化学和电化学方法的抛光，可以消除铜片部件的加工标记和表面不规则性。此过程创造了一种光滑的镜面饰面，对于装饰性黄铜物品，例如照明固定装置，乐器和家具硬件，特别需要。

抛光表面还可以减少摩擦，抵抗灰尘和水分积聚，并有助于防止腐蚀。此外，抛光通过消除轻微的表面扭曲来揭示零件的真正尺寸精度。但是，过度抛光会导致尺寸变化或表面损坏。即使在抛光之后，黄铜零件也可能会随着时间的流逝而破坏，因此施加防护涂层或密封剂可以帮助保持饰面并延长零件的使用寿命。

粉末涂料

粉末涂料是一个耐用的精加工过程，其中将基于干聚合物的粉末静电涂在黄铜表面上，然后在热量下固化。与传统的液体油漆相比，这会产生一个厚而均匀的层，对碎屑，刮擦和褪色更具抵抗力。涂层完全封装了黄铜，为防潮，化学物质和紫外线辐射提供了极好的屏障保护。粉末涂料有多种颜色和纹理，使制造商可以在自然黄铜色调之外获得不同的视觉效果。

电镀

该过程使用电解将另一种金属的分子结合到黄铜表面。最常见的电镀金属包括用于腐蚀和耐磨性的镍，具有高磨损和耐腐蚀性的光泽表面的铬，具有出色的电导率，抗氧化性和高端装饰的金，以及用于增强电性能和美学的银色。

成功的CNC加工黄铜的有用技巧

• 在加工过程中，铜管往往会在加工过程中工作，尤其是在连续切割中，这可能会导致工具性能差。碳化物工具通常是其耐用性和能够承受典型黄铜的高切割速度的能力。对于较软的黄铜合金（例如C260墨盒黄铜），高速钢（HSS）工具也可以有效。
• 与钢和较硬的金属相比，黄铜允许更高的主轴速度，从而减少周期时间。确保适当地设置主轴速度（RPM）和进料速率（IPM），以适当地设置特定的黄铜合金。
• 使用主轴衬里和夹子来支撑钢筋库存并最大程度地减少振动，从而改善表面饰面。降低清除率并使用刚性设置来防止钢筋鞭子，这可能会对精度产生负面影响。
• 对于长而薄的黄铜零件，请考虑使用尾杆或稳定的休息以增强稳定性。
• 例如，适当的编程对于CNC加工黄铜是必不可少的，例如，使用适当的G代码来优化用于黄铜切割，减少空闲运动的工具路径，并防止冗余通行证的工具磨损。
• 黄铜会有效地散发热量，因此冷却液在常规加工中通常不必要。在较少要求的操作中，冷却液甚至可能导致混乱或氧化。但是，必须在特定的加工操作（例如深钻，高速切割或重型切割）中使用合适的冷却剂或润滑剂，以减少摩擦，增强工具寿命并改善表面效果。需要冷却时水溶性冷却剂或轻油效果很好。

结论

黄铜是一种高度可加工且具有成本效益的CNC金属，是精确CNC加工的绝佳选择。通过选择右黄铜等级，优化加工参数并应用适当的表面饰面，您可以实现高质量，高性能的黄铜产品。

Chiggo拥有超过十年的制造经验，是可靠的CNC加工提供商，我们的服务专家将在整个制造过程中为您提供帮助，确保精确，效率和一致性。与我们聊天要了解有关我们的更多信息CNC加工服务。

常问问题

黄铜比铝更容易机加工吗？

总的来说，许多自由安装的黄铜合金比铝更容易机加工，因为黄铜倾向于产生干净，可控的芯片，并导致较少的工具磨损，而铝，尽管铝柔软，但仍可以在切割工具上形成构建的边缘，影响表面饰面。但是，答案取决于铜管和铝的特定级别，以及与众不同的工作，以及与众不同的工作。

为什么铝黄铜（C687）属于黄铜家族，而不是铝合金？

C687被归类为黄铜合金，因为它是基于铜的（76-79％CU），其锌作为主要合金元件，而铝只是较小的添加剂（约2％），可以提高耐腐蚀性，而不是碱金属。它与其他黄铜合金共享机械性能，可加工性和行业分类。

此外，C687遵循黄铜合金标准（ASTM B111，UNS C68700），而不是铝合金标准。