ZCuPb17Sn4Zn4铅青铜

ZCuPb17Sn4Zn4铅青铜：高性能铸造铜合金

一、材料组成与成分设计

ZCuPb17Sn4Zn4（又称17-4-4铅青铜）是一种以铜为基体的多元铸造合金，其化学成分精密配比如下：

铜（Cu）：作为基体（占比余量），提供优异的导电性、导热性和结构强度

• 铅（Pb）：14.0–20.0%，形成均匀分布的软质颗粒，赋予材料自润滑性与减摩特性；

• 锡（Sn）：3.5–5.0%，提高硬度、强度及耐蚀性；

• 锌（Zn）：2.0–6.0%，细化晶粒并改善切削加工性。
  杂质元素（如铁、铝、硅等）总量需严格控制在≤0.75%，确保材料纯净度。

二、物理与力学性能

1. 物理参数：

• 密度：9.2 g/cm³；

• 熔点：约960℃；

• 热导率：60.7 W/(m·K)，散热性能优异；

• 摩擦系数：有润滑0.01，无润滑0.16，凸显自润滑优势。

三、工艺特性与生产要点

1. 铸造工艺：

• 推荐方法：金属型或离心铸造，以细化铅相分布、减少偏析；

• 浇注温度：1050–1150℃（避免铅挥发导致成分偏差）；

• 冷却控制：加速冷却（如风冷），防止铅下沉聚集。

• 加工注意事项：

• 避免高温退火，以防铅相氧化失效；

• 切削时采用锋刃刀具、低速大进给量，优化表面质量。

四、核心性能优势

1. 耐磨与自润滑性：铅颗粒在摩擦界面形成润滑膜，显著降低高载荷、低转速工况的磨损率；

2. 耐腐蚀性：对弱酸、海水及大气环境稳定，适用于船舶与化工设备；

3. 抗疲劳性：高承载下性能稳定，适合长期运行的滑动部件；

4. 工艺适应性：流动性适中，可生产复杂形状铸件。

五、应用领域与典型案例

1. 重载轴承与轴瓦：

• 船舶发动机曲轴轴承、轧机支撑轴承等低速高载场景；

• 矿山机械轴瓦，耐受频繁启停与冲击负荷。

• 耐蚀结构件：

• 化工泵阀密封环、海水淡化设备部件；

• 海洋平台管路连接件，抵抗盐雾腐蚀。

• 机械传动组件：

• 内燃机连杆衬套、齿轮箱轴套，降低摩擦功耗；

• 液压系统耐磨环，延长设备寿命。

• 特殊工况零件：

• 润滑条件恶劣或无法连续供油的滑动部件；

• 高温工况需快速导热的摩擦副（如制动系统元件）。

六、技术发展趋势

1. 成分优化：通过调整铅含量（14–20%）平衡强度与耐磨性，适应特定工况需求；

2. 表面强化：镀锡或复合涂层处理，进一步提升耐蚀性与使用寿命；

3. 精密铸造技术：结合3D打印砂型，实现复杂薄壁构件的高精度成型。