易切削铜合金棒编制说明

《易切削铜合金棒》编制说明

（送审稿）

一、工作简况

根据中色协综字[2007]237号 《关于下达2007年第二批有色金属国家标准制(修)订项目计划的通知》的要求,由浙江海亮股份有限公司负责起草国家标准《易切削铜及铜合金棒》（项目序号-T-610 ）。

通过对车削加工的铜及铜金合棒材应用状况的市场调查，我们发现用户对加工件表面的光洁度要求越来越高，同时加工的效率也在不断的提高（其中包括自动化程度及相应的机床转速）,而且由于厂家之间的加工设备上的差异及产品上其它性能的不同，对铜棒的材质也会有所不同。

随着我国成为世界铜加工中心，对铜及铜合金的需求量越来越大，特别是易切削的铜合金棒材,已成为主要组成部份。虽然国外有一些相应的标准可作参考，但这些标准内容比较少,涉及的合金牌号范围窄，国家标准GB/T 4423-2007《铜及铜合金拉制棒》范围宽、专业性不强，特别是易切削铜合金棒材部分可参考内容较少。如果有一个内容较为集中的标准，在客户定牌号及企业新产品试制时，就可以取得时间上的优势，增加竞争力。因此制定一个相应的国家标准十分必要。

接到任务后，浙江海亮股份公司立即成立了标准编制小组，编制小组由总经理、标准编写、技术研发、品质保证、质量检测、生产、销售等相关人员组成，这为该标准全面、系统、有效的制定打下了良好的基础。随后编制小组进行了全面的市场调研，全面准确地了解了市场及客户的需求，我国当前厂家的生产情况，以及产品在未来市场的占有情况。之后，编制小组开始了对该标准的起草工作，经过多次讨论及征求意见，于2009年5月形成了该标准讨论稿。

2009年5月，在全国有色标委会的主持下，该标准在昆明进行了讨论会，编制小组在听取了各位参会代表的意见后，对标准进行了相关的修改，于2009年9月形成送审稿。

二、编制原则、主要技术指标确定依据

在调研、查阅了相应的国外、国内的标准的基础上，根据我公司几年对铜棒产品的性能测试分析情况，决定修改采用美国ASTM B 16/B 16M-2005《螺纹切削机用易切削黄铜杆材、棒材和型材的标准规范》和ASTM B 301/B 301M-2008《易削铜杆材、棒材、线材和型材标准规范》，制定了本标准。

牌号的确定

本标准中的产品牌号是基于GB/T 5231-2001和 GB/T 4423-2007的基础而来的，标准中的一部分牌号是在客户需求的基础上，结合国外实际情况和我国易切削铜合金棒材面临的实际需要而增加的。最终我们确定了HPb57-4、HPb58-2、HPb58-3、HPb59-1、HPb59-2、HPb59-3、HPb60-2、HPb60-3、HPb62-3、HPb63-3、HBi59-1、、HBi60-2、HMg60-1、HSi75-3、HSi80-3、、、 、、、、、、QSn4-4-4、QPb1等26个牌号。

形状的确定 1

-

根据市场的实际情况，及参照相应的国内外标准，我们确定了圆形、正方形、矩形和正六边形等四种常用的产品形状。

尺寸规格及其允许偏差的确定

根据市场实际使用情况和我国原有铜及铜合金棒材的有关标准，我们对棒材的外径（或对边距）、长度、圆度、直度、圆角半径、倒角、切斜、扭拧度等作了相应的规定。其中外径定为3～80mm，长度为500～6000mm。同时根据客户加工设备或加工工艺的不同，参考GB/T 4423-2007标准，我们把尺寸允许偏差分为两个级别：普通级与高精级，普通级适用于普通车床加工或锻造后车削加工，高精级适用于自动车床加工。

2．4状态的确定

因考虑到车削加工实际性能需要，我们把状态分为半硬（Y2）及硬态（Y）二种，来适合市场上不同客户加工的需要。

2．5力学性能的确定

本标准根据相应国内外标准的对比和参考，以及我司生产过程中实际的性能指标，与客户的实际使用情况，力学性能采用了抗拉强度、伸长率等指标。

2．6工艺性能的确定

如需方要求，供方应进行切削性能测定。 2．7其他性能指标的确定

如客户要求，供方应进行超声波探伤、残余应力、耐脱锌腐蚀性能、晶粒度等试验的测定。 切削性检测方法确定

材料的切削性是衡量易切削棒材的主要指标，但是国内外对于切削性的检测方法没有定论，在昆明讨论会上，各位专家都提出了不同的检测手段，浙江海亮和宁波博威还单独提出了具体的检测方法。最终讨论会决定以上述两种检测方法为依据共同编制切削性检测方法，并作为资料性附录附在标准中。会后，浙江海亮和宁波博威以及重标委经过多次修改讨论，形成了最终的切削性检测方法。

三、与国外同类标准水平的对比情况

1．本标准与国外同类标准水平总体对比情况见下表：

表1 与国外同类标准总体对比情况表 国外标准 本标准 ASTM B16/B16M-2005 HPb57-4、HPb58-2、HPb58-3、HPb59-1、HPb59-2、HPb59-3、合金牌号 HPb60-2、HPb60-3、HPb62-3、HPb63-3、HBi59-1、、HBi60-2、HMg60-1、HSi75-3、HSi80-3、、、 、、、、、、QSn4-4-4、QPb1 C36000 ASTM B301/B301M-2008 C14500、C14510、C14520、C14700、C18700 2

-

O60（退火软态）状态 半硬（Y2）、硬（Y） H02（半硬） H04（硬） 尺寸及偏差 力学性能 详见表5、表8 详见表10 必做：化学成分、外形尺寸、力学性能（含抗拉强度、伸长率）、断口、表面质量 检测项目 切削性、圆角半径、倒角、扭拧度 H02（半硬） H04（硬） 详见表6、表7、表9 详见表11、12 化学成分、外形尺寸、力学性能详见表13 化学成分、外形尺寸、力学性能（含抗拉强度、屈服强度）、电阻选做：超声波探伤、残余应力、耐脱锌腐蚀性能、晶粒度、（含抗拉强度、屈服强度、硬度） 率、导电率

2． 本标准与ASTM B 16/B 16M-2005，ASTM B 301/B 301M-2008的化学成分、尺寸及允许偏差、直度，力学性能对比如下。

2．1 化学成分对比

棒材牌号为HPb59-1、HPb59-3、HPb60-2、HPb62-3、 HPb63-3、QSn4-4-4的化学成分应符合GB/T 5231

中相应牌号的规定，其他牌号的化学成分应符合表2的规定。

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表2 棒材的化学成分

化学成分， % 牌号 Cu HPb57-4 HPb58-2 HPb58-3 HPb59-2 HPb60-3 HBi59-1 HBi60-1.3a HBi60-2 HMg60-1 HSi75-3 HSi80-3 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Pb ~ ~ ~ ~ Fe — — — Sn — — — — — Ni — — — — — — — — Bi — — — — — ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ — — Te — — — — — — — — P — — — — — — — — — — — — ~ — S — — — — — — — — — — — — — — Si — — — — — — — — — — — — ~ ~4 Cd — — — — — Sb — — — — — — — — — — — — — — As — — — — — — — — — — — Zn 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 杂质总和 ~ ~ ~ Mg ~ Mn < — ~ ~ ~ 4

表2（续）

化学成分， % 牌号 Cu QPb1 -0.008f ~ 99.5c d Pb ~ — Fe ~ b — — — Sn — — — — Ni — — — — Bi — — — — Te — — — — ~ ~ P — — — ~ ~ S — — — ~ Si — ~ — — — — Cd — — Sb ~ ~ — — As — — — — Zn 余量 余量 — — 杂质总和 — — 余量 余量 注1：含量有上下限者为合金元素，含量为单个数值为杂质元素，单个数值表示最高限量。 注2：杂质总和为表中所列杂质元素实测值总和。 a 此牌号＜Sb+ B+ Ni+Sn＜。 b 此值为Ni+Fe+B量。 c 此值包含Pb。 d 此值包含S和P。 e 此牌号Te+ Cu+Ag≥%。 f 此牌号Te+ P+ Cu+Ag≥%。 5

表3 ASTM B 16/B 16M-2005 棒材的化学成分

合金牌号 C36000 Cu ～ Pb ～ Fe < Zn 余量 表4 ASTM B 301/B 301M-2008 棒材的化学成分

牌号 C14700 Cu > Pb - S ～ P ～ Te - 2．2 尺寸及其允许偏差对比

表5 本标准棒材尺寸及其允许偏差

圆形 直径(或对边距) 高精级 3～6 >6～12 >12～18 >18～30 >30～50 >50～80 ± ± ± ± ± ± 普通级 ± ± ± ± ± ± 高精级 ± ± ± ± ± ± 普通级 ± ± ± ± ± ± 单位为毫米

正方形、矩形、正六边形 注：单向偏差为表中数值的2倍。 表6 ASTM B 249/B 249M-2006 圆形棒和六边形棒材的直径及尺寸偏差 单位为毫米

允许偏差,± 牌号 直径(对边距) 圆形 ≤ C36000 C14500 C14700 >～12 >12～25 >25～50 >50 ≤ >～12 C37700 >12～25 >25～50 >50 % % 六边形 % - %

6

表7 ASTM B 249/B 249M-2006 方形棒和矩形棒材的直径及尺寸偏差 单位为毫米

对以下宽度产品的厚度及宽度允许偏差 厚度 4～12 厚度 4～12 ＞12～25 ＞25～50 ＞50～80 ± — ± — — ± — 宽度 ＞12～30 厚度 ± ± ± ± — 宽度 ＞30～50 厚度 ± ± ± ± % 宽度 ＞50～80 厚度 ± ± ±% 宽度 注1：单向偏差为表中数值的2倍。 注2：棒材直径或对边距允许偏差等级应在合同中注明，否则按普通级精度供货。 2．3 棒材的直度要求对比

表8 本标准棒材的直度 单位为毫米

圆形 长度 普通级 500～1 000 >1 000～2 000 >2 000～3 000 >3 000 ≤ ≤2 ≤4 ≤8 3～80 高精级 ≤ ≤ ≤ — 普通级 ≤5 ≤8 ≤12 ≤15 正方形、矩形、正六边形 3～20 高精级 ≤1 ≤1 ≤1 — >20～80 普通级 ≤5 ≤8 ≤12 ≤16 高精级 ≤ ≤ ≤ — 注：以上普通级精度为棒材全长直度，高精级精度为每米直度。 表9 ASTM B 249/B 249M-2006 棒材的直度

规格尺寸 一般用途 <600 600～1500 圆形 1500～3000 ≥3000 六角、方形 >2000 <3每1500mm <12每3000mm <12每2000mm < <每600mm 长度 允许偏差 单位为毫米

自动车丝机用 < 圆形 ≥ 仅对≥的局部直度偏差 ≥3000 ≥3000 - <12每3000mm <每3000mm 在总长度的300mm长度上 7

六角 方形 < ≥ ≥3000 ≥3000 <每3000mm <每3000mm

2．4 棒材的力学性能要求对比

表10 本标准棒材室温纵向力学性能

直径(或对边距) mm 抗拉强度，Rm N/mm2 不小于 3～20 Y2 HPb57-4 HPb58-2 HPb58-3 Y >20～40 >40～80 3～20 Y2 HPb59-2 HPb60-2 Y >20～40 >40～80 3～20 >20～40 >40～80 3～20 Y2 HPb59-3 HPb60-3 HPb62-3 Y >20～40 >40～80 HBi59-1 HBi60-2 HMg60-1 HSi75-3 >40～80 320 15 Y2 >20～40 330 12 3～20 450 410 350 9 12 10 >40～80 3～20 330 490 >20～40 350 320 420 390 370 480 460 440 390 360 12 15 12 14 19 5 7 10 12 15 20 6 >40～80 3～20 315 380 20 8 >20～40 350 330 10 15 伸长率，A % 牌号 状态 8

表10 （续）

抗拉强度Rm 牌号 状态 直径(或对边距) mm N/mm2 不小于 400 390 380 260 330 20 22 25 8 4 伸长率，A % 5～20 Y2 >20～40 >40～60 4-4-4 、 、QPb1 Y2 Y 4～80 4～80 注：矩形棒以窄边长分组。

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表11 ASTM B 16/B 16M-2005圆形、六边形棒材力学性能

直径 状态 （或对边距） H02 ≤12 12～25 25～50 50～75 75～100 >100 H04 ～4 4～12 12～18 395 380 345 310 310 275 550 480 450 7 10 15 20 20 20 - 4 6 抗拉强度（MPa） 伸长率% 圆形棒 - 60～80 55～75 45～70 40～65 >25 - - - 六边形棒 - 55～80 45～80 40～65 35～60 >25 - - - 硬度(HRB) 表12 ASTM B 16/B 16M-2005方形棒材力学性能

状态 H02 厚度 ≤12 ≤12 12～50 12～50 >50 宽度 ≤25 25～150 ≤50 50～150 50～100 抗拉强度（MPa） 345 310 310 275 275 伸长率% 10 15 15 20 20 硬度(HRB) 45～85 35～70 40～80 35～70 35～70 表13 ASTM B 301/B 301M-2008 棒材力学性能

状态 H02 直径（或对边距） ～ ～67 H04 ～(圆) ～32(圆) 32～76(圆) 5～10(方) 10～12(方) 抗拉强度（MPa） 260 260 330 305 275 290 275 8 12 4 8 8 10 10 伸长率% 10

12～50(方) 50～100(方) 225 220 12 12

从各项指标对比可以看出，本标准的主要技术指标均高出ASTM标准，其他一些指标等同于ASTM标准。

四、评语

本标准是根据我国易切削铜合金棒材的实际生产及使用情况，参照ASTM B 16/B 16M-2005《螺纹切削机用易切削黄铜杆材、棒材和型材的标准规范》和ASTM B 301/B 301M-2008《易削铜杆材、棒材、线材和型材标准规范》进行的制定。在此基础上根据国内外市场需求，加入了无铅易切削铜合金棒材的内容。整体内容达到国际先进水平。

建议作为推荐性国家标准发布实施。

浙江海亮股份有限公司有限公司

2009年9月29日

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