一、材料概述与分类

C84400铜合金（又称“铅黄铜”或“锡锌铅青铜”）是一种高性能多元铜基合金，专为耐磨、耐腐蚀及易加工场景设计。其核心特性源于独特的成分组合：

铜（Cu）：79%–85%，形成基体并保障导电/导热性；锡（Sn）：2.3%–10%，增强硬度与耐磨性；铅（Pb）：6%–8%，改善切削性与自润滑能力；锌（Zn）：7%–10%，优化铸造流动性并降低成本；微量元素：镍（Ni）、磷（P）等提升高温稳定性与抗腐蚀能力。该合金符合ASTM B584、GB/T 1176等国际标准，广泛应用于机械、海洋、电气等工业领域，兼顾性能与经济性。

二、核心物理与机械性能

物理性能

密度：8.75 g/cm³，轻于纯铜但结构致密；熔点：约955℃，适用中高温工况；热导率：61.7 W/(m·K)，散热效率优异；热膨胀系数：17.3×10⁻⁶/℃，尺寸稳定性高。

机械性能

抗拉强度：207–450 MPa（冷加工后提升80%）；屈服强度：103–200 MPa，抗塑性变形能力强；延伸率：15%–16%，支持复杂成型；硬度：55–60 HB，表面氮化处理可达HV 800。优势：高强韧性与耐磨性结合，尤其适合高载荷摩擦部件。

三、核心功能特性

耐磨性

铅微粒均匀分布形成自润滑层，摩擦系数较巴氏合金降低30%；锡、磷形成硬质强化相（如Sn-P颗粒），抗磨损寿命达10⁷次循环以上。

耐腐蚀性

表面致密氧化膜耐受海水、潮湿环境（盐雾腐蚀率≤0.02 mm/年）；抗弱酸/碱介质（pH 1–12），但对浓硝酸、氢氟酸耐蚀性有限。

加工性能

铸造性：流动性优异，可制造复杂薄壁件（表面粗糙度Ra 1.6 μm）；切削性：高铅含量降低刀具磨损，推荐硬质合金刀具（切削速度60–120 m/min）；焊接性：支持TIG焊、钎焊，需控制层间温度≤150℃。

四、加工工艺关键技术

铸造工艺

浇注温度1080–1150℃，冷却速率≤30℃/min，避免铅偏析；精密铸造公差可控制至0.1 mm。

热加工规范

热轧温度650–800℃，锻造比3–5，晶粒度细化至ASTM 6–7级。

冷加工与表面处理

冷轧带材厚度可至0.5 mm，中间退火温度450–500℃；化学镀镍（10–20 μm）或石墨烯涂层，摩擦系数降至0.08。

五、应用领域与典型案例

机械与汽车工程

高负荷部件：轴承套筒、齿轮、联轴器（抗疲劳寿命长）；发动机组件：活塞销、衬套（工作温度–50至200℃）。

海洋与能源工程

海水系统：泵阀、螺旋桨轴套（抗50 m/s流速冲刷）；能源设备：核电站冷却管接头（抗辐射腐蚀）。

电气与建筑工程

导电部件：断路器触头、母线连接件（导电率40% IACS）；建筑五金：门窗配件、装饰铸件（耐候性提升3倍）。

特种工业

食品制药：发酵罐、模具（符合FDA标准）；化工容器：硫酸储罐内衬、密封环。