黄铜与青铜的铸造性能比较

与黄铜和青铜相比，锌在铜中的固溶度非常大。在常温平衡状态下，铜中可溶解约37%的锌，在铸态下可溶解约30%的锌，而锡青铜在铸态下铜中锡的固溶质量分数仅为5%～6%，铝青铜中铝在铜中的固溶质量分数仅为7%～8%。因此，锌在铜中具有良好的固溶强化效果。同时，大多数合金元素也可以在黄铜中溶解到不同程度，进一步改善其机械性能，这使得黄铜，特别是一些特种黄铜具有高强度的特点，而且锌的价格低于铝、铜和锡，资源丰富。

黄铜中添加的锌量较多，所以黄铜的成本低于锡青铜和铝青铜。黄铜具有凝固温度范围小、流动性好、熔炼方便的特点。由于黄铜具有上述高强度、低价格和良好铸造性能的特点，黄铜在铜合金中比锡青铜和铝青铜具有更多的品种、更大的产量和更广泛的应用。但黄铜的耐磨性和耐蚀性不如青铜，特别是普通黄铜的耐蚀性和耐磨性较低。只有当添加一些合金元素形成各种特种黄铜时，其耐磨性和耐蚀性才得到改善和提高。

黄铜的铸造性能特点

铸造黄铜的铸造性能特点是：铸造黄铜中的锌是影响铸造黄铜铸造性能的主要因素。锌的汽化点约为907℃，铸造黄铜的熔点约为900℃，锌具有很大的蒸发和氧化倾向。铸造黄铜具有良好的流动性，但锰黄铜收缩较大，容易产生缩孔、冷裂和变形。

鉴于上述特点，铸造时应采取以下工艺措施：

• - 选择让位性好的砂芯，以减少铸造应力，防止裂纹和变形。
• - 设置冒口加强补缩。
• - 应设置浇注系统，确保实现定向凝固，设置集渣和留渣结构，液流充型平稳。内浇道布置应使铸件均匀冷却。
• - 浇注工艺尽量降低铸造黄铜的浇注温度，以减少液态收缩和防止汽化。

铸造黄铜的铸造方法主要包括压铸、砂铸、离心铸造、连续铸造和精密铸造。需要针对性地选择不同的合金。

铸造黄铜是以Cu-Zn二元合金为基础的铸造合金。其结晶温度区间小，铸造性能较好。与锡青铜相比，铸造黄铜具有较高的机械性能。此外，由于黄铜含有大量锌，成本较低。这些都是铸造黄铜被广泛使用的原因。

然而，与锡青铜和铝青铜相比，铸造黄铜的耐蚀性较差。由于锌的化学性质活泼和电极电位较低，黄铜更容易被腐蚀。特别是在海水等含有电解质的腐蚀介质中，黄铜结构中富铜相和富锌相之间产生相间电流，加剧了电极电位较低的富锌相的腐蚀，这称为脱锌腐蚀。

锌在黄铜中的固溶度很大。在常温平衡状态下，铜中可溶解约37%的锌，而在实际生产中，铸态下可溶解约30%的锌。因此，锌在铜中具有良好的固溶强化效果。虽然普通黄铜具有一定的强度、硬度和良好的铸造工艺性能，但耐磨性和耐蚀性较差，特别是对流动的海水、蒸汽和无机酸。因此，通常在铸造黄铜中添加少量其他合金元素（主要是Mn、Al、Fe、Si、Pb等）来改善其机械、物理和化学性能，从而形成能满足各种性能要求的特种铸造黄铜，如易切削黄铜、海军黄铜、高强度黄铜和压铸黄铜。

黄铜的结晶温度范围很小（约30-40℃）。当锌含量增加时，液相线温度迅速下降，熔点相应降低。因此，黄铜具有良好的流动性，形成集中的缩孔，不易形成疏松和晶内偏析。黄铜具有低熔点，含有大量易蒸发元素锌。当其蒸发时，可以防止合金吸气并带走铜液中的气体，使熔炼过程中气体较少。因此，黄铜铸件一般不产生气孔。

同时，在熔炼黄铜时，锌本身具有强烈的脱氧作用，不需要其他脱氧剂。因此，黄铜比其他铜合金更容易熔炼，具有更好的铸造性能。由于锌与氧的亲和力很大，在黄铜熔炼过程中容易形成氧化物ZnO，但与Al2O3不同，它容易从铜液中分离成渣。只要采取措施防止合金的二次氧化，一般可以避免氧化夹杂缺陷。黄铜的收缩率较大，凝固时容易形成集中的缩孔。因此，可以按照顺序凝固的原则设置较大的冒口。黄铜具有壳状凝固的特点，对铸造冷却速度不敏感，因此其机械性能对铸件壁厚变化的敏感性也较小。

在铸造生产中几乎不使用二元黄铜。为了满足特殊性能要求和改善铸造工艺性能，广泛使用多元黄铜铸件。