無(wú)鉛黃銅排是指含鉛量嚴(yán)格控制在0.1%以下(符合RoHS指令)的銅鋅合金型材,主要用于需要環(huán)保認(rèn)證的精密電子、飲用水管件和食品機(jī)械等領(lǐng)域。傳統(tǒng)黃銅中鉛元素(通常含量2%-3%)雖然能改善切削性能,但會(huì)存在重金屬析出風(fēng)險(xiǎn),而無(wú)鉛黃銅通過(guò)添加鉍(Bi)、硅(Si)或銻(Sb)等替代元素,在保持切削性(切削指數(shù)≥80%)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保安全。
在物理性能方面,無(wú)鉛黃銅排仍保持著優(yōu)異的導(dǎo)電性(電導(dǎo)率≥28%IACS)和導(dǎo)熱性,其抗拉強(qiáng)度可達(dá)到400-550MPa(視具體牌號(hào)如C69300、C69700而定),延伸率保持在15%-25%之間。特別在耐腐蝕性上,經(jīng)過(guò)特殊處理的無(wú)鉛牌號(hào)甚至優(yōu)于傳統(tǒng)黃銅,例如在鹽霧測(cè)試中(5%NaCl溶液),某些無(wú)鉛黃銅的耐蝕時(shí)間可超過(guò)96小時(shí)。
需要重點(diǎn)關(guān)注無(wú)鉛黃銅排的加工特性,特別是替代元素帶來(lái)的工藝變化。以含鉍黃銅為例,雖然解決了環(huán)保問(wèn)題,但鉍的脆性會(huì)導(dǎo)致熱加工溫度窗口變窄(最佳熱軋溫度650-720℃),冷加工時(shí)需控制變形量在30%以下。目前主流采用硅青銅(C65500)或銻青銅(C68700)作為無(wú)鉛替代方案,這些材料在保持切削性的同時(shí),焊接性能(氬弧焊合格率>95%)更加突出。
從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看,醫(yī)療設(shè)備連接件和凈水系統(tǒng)閥門(mén)是無(wú)鉛黃銅排增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域。這與其優(yōu)異的抑菌性能(對(duì)大腸桿菌抑制率>99%)和長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性(使用壽命超20年)密切相關(guān)。隨著各國(guó)環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán),無(wú)鉛黃銅排在建筑給排水系統(tǒng)(符合NSF61標(biāo)準(zhǔn))中的滲透率已從2015年的35%提升至2023年的78%。
選購(gòu)無(wú)鉛黃銅排時(shí)需特別注意材料認(rèn)證標(biāo)志,除了常規(guī)的RoHS檢測(cè)報(bào)告外,飲用水接觸材料還應(yīng)具備ACS、KTW或WRAS等國(guó)際認(rèn)證。在實(shí)際加工中,建議采用專(zhuān)用的無(wú)鉛黃銅刀具(前角12°-15°),并控制切削速度在120-150m/min范圍內(nèi),這樣可以最大限度避免替代元素造成的刀具粘連問(wèn)題。