Copper C521(含铅磷青铜,Leaded Phosphor Bronze)是一种高性能铜合金,主要由铜、锡、磷以及少量铅组成。加入铅可显著提升可加工性,而磷则有助于提高强度、耐磨性与耐腐蚀能力。因此,该合金常用于需要“高强度 + 良好切削加工性”的 CNC 加工服务,尤其适合高精密零件制造。
Copper C521 广泛应用于电气、汽车与制造行业。通过 CNC 加工的 Copper C521 零件 常被用于电连接器、轴承、弹簧等部件,满足耐磨与高机械强度的综合需求。
元素 | 成分范围(wt.%) | 主要作用 |
|---|---|---|
铜(Cu) | 88.0% | 提供导电性与耐腐蚀性 |
锡(Sn) | 4.0–6.0% | 提升强度与耐磨性 |
磷(P) | 0.01–0.35% | 增强强度、耐磨性并降低氧化倾向 |
铅(Pb) | 0.5–2.0% | 提升可加工性,同时尽量不显著牺牲强度 |
其他元素 | ≤0.5% | 残余元素,对性能影响较小 |
性能 | 典型值 | 测试标准/条件 |
|---|---|---|
密度 | 8.70 g/cm³ | ASTM B311 |
熔点 | 930°C | ASTM E29 |
导热系数 | 70 W/m·K(20°C) | ASTM E1952 |
导电率 | 15–20% IACS(20°C) | ASTM B193 |
热膨胀系数 | 19.2 µm/m·°C | ASTM E228 |
比热容 | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
弹性模量 | 105 GPa | ASTM E111 |
性能 | 典型值 | 测试标准 |
|---|---|---|
抗拉强度 | 500–650 MPa | ASTM E8/E8M |
屈服强度(0.2%) | 350–500 MPa | ASTM E8/E8M |
延伸率 | 12–20% | ASTM E8/E8M |
硬度 | 100–140 HB | ASTM E10 |
疲劳强度 | ~180 MPa | ASTM E466 |
冲击韧性 | 中等 | ASTM E23 |
注:以上为退火状态 Copper C521 的典型数据,实际数值会因具体加工与热处理工艺不同而变化。
Copper C521 通过添加铅来提升切削加工性,使 CNC 加工更顺畅,并有助于延长刀具寿命、提升加工效率。
其抗拉强度可达 650 MPa,具备较高的机械强度,适用于连接器、轴承等重载工况零件。
导电率约 15–20% IACS,适用于需要一定导电能力同时又要求机械强度的电气部件。
磷元素的作用可提升耐磨与抗疲劳能力,使其适合在重复运动或周期性载荷条件下长期使用。
Copper C521 在多种环境下具有良好耐腐蚀性,可应对潮湿与轻度酸性介质,因此也适用于海工与工业场景。
铅的加入虽能改善可加工性,但在某些加工条件下可能出现较长、丝状切屑,影响排屑与加工节拍。
解决方案:使用断屑槽/断屑刀片,并增加冷却液流量,减少缠屑并提升排屑稳定性。
Copper C521 的高强度在高速加工时可能导致刀具磨损增大,影响尺寸稳定性与表面质量。
解决方案:优先选用硬质合金刀具并配合 TiN 或 TiAlN 涂层,同时监控切削速度与刀具磨损趋势,避免过度磨损。
Copper C521 在加工过程中可能发生加工硬化,使后续工序切削阻力增大、加工难度提高。
解决方案:采用中等切削速度、锋利刀具并确保有效冷却,减少摩擦与热量累积以降低加工硬化风险。
参数 | 推荐 | 原因 |
|---|---|---|
刀具材料 | 硬质合金刀具 + TiN 涂层 | 降低磨损并提升刀具寿命 |
几何参数 | 正前角、锋利刃口 | 改善排屑并减少材料堆积 |
切削速度 | 100–180 m/min | 控制热量并延长刀具寿命 |
进给量 | 0.10–0.15 mm/rev | 保证切削平稳并降低加工硬化 |
冷却方式 | 大流量冷却或气吹 | 降低热量并辅助排屑 |
工序 | 切削速度(m/min) | 进给量(mm/rev) | 切削深度(mm) | 冷却液压力(bar) |
|---|---|---|---|---|
粗加工 | 100–150 | 0.12–0.18 | 2.0–3.0 | 25–40 |
精加工 | 150–200 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 30–50 |
加工工艺 | 对 Copper C521(含铅磷青铜)的功能与优势 |
|---|---|
实现高强度机械部件的紧公差加工要求。 | |
适合加工齿轮、轴承、弹簧等复杂零件特征。 | |
适用于连接器与电气零件等圆柱类部件的高精度车削。 | |
为电气与机械件中的销孔、连接孔提供高精度加工能力。 | |
适合内孔紧公差加工,并可获得更好的表面质量。 | |
为机械与电气部件提供精细表面光洁度与尺寸控制。 | |
适用于复杂几何形状与多角度特征零件的高精度制造。 | |
为承受高机械应力的零件提供稳定的紧公差加工能力。 | |
适用于电连接器中的复杂特征与微小结构加工。 |
电镀:可增加 5–10 µm 镍层,提升电触点的耐腐蚀性与耐用性。
抛光:可实现 Ra 0.2–0.4 µm 的光滑表面,提高导电表现并增强外观质感。
拉丝:形成均匀缎面纹理,适用于机械与电气组件的外观与功能需求。
PVD 涂层:增加 2–5 µm 耐久涂层,提高耐磨性并延长零件寿命。
钝化:增强耐腐蚀性,适用于更严苛环境下的零件使用需求。
粉末喷涂:提供 50–100 µm 防护涂层,提高抗紫外与耐候性并增强耐久性。
特氟龙涂层:提供低摩擦、耐化学腐蚀表面,适用于滑动/运动部件。
镀铬:形成 10–20 µm 光亮耐久表面,提高耐腐蚀性并适用于高载荷应用。