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【天富手机版】无铅行动进行时:水龙头的黄铜有更好的替代品

铅会对人体产生很大的伤害,无铅即将采取行动,从承载饮用水的水管和装置开始。

作为专业的机械师,我们以能够制造优质零件而自豪,无论指定使用哪种材料。但是,从含铅材料转变为无铅材料可能给没有准备的机械师带来挑战。一家无铅产品报价很高的商店可能会发现自己在浪费现金,因为它也发现自己的产能不足(由于制造零件需要更长的时间),零件短缺(由于质量问题和更长的周期时间) ),且生产率较低(由于难以建立稳定的流程并难以处理许多工具调整停工)。

《【天富手机版】无铅行动进行时:水龙头的黄铜有更好的替代品》

该表(备忘单)是在加工无铅材料与含铅材料时进行工艺调整的快速参考

这些问题意味着企业的利润降低,商店的挫败感也更高。您是否有从运营中的含铅材料过渡到无铅材料的流程,以帮助您避免这种组织痛苦和利润损失?

铅促进可加工性已得到广泛认可。为了从自动机中获得最大的产量,通常在金属,特别是钢和黄铜中使用铅。

向钢中添加铅(尽管仍为液态)会导致铅以纯金属铅颗粒的形式沉积在钢中硫化锰的头部和尾部。在黄铜中,铅分散在晶界中。纯铅比钢,铜和锌软,并且具有与石墨润滑油相当的摩擦系数。

由于其作为内部润滑剂的作用,它减少了摩擦,从而减少了热量。铅使得添加有铅的金属的加工速度比无铅同类产品要高得多。这些较高的速度[rpm或每分钟表面英尺(sfm)]可以缩短生产每个零件的周期时间。

这些更快的循环时间使铅成为降低从棒料中加工零件的成本并减少加工能耗的积极因素。这就是欧洲联盟在其报废车辆(ELV)和减少有害物质(RoHS)法规中豁免某些合金中用于加工的铅的原因。(ELV豁免声明:铅作为合金元素:1.用于加工目的的钢…按重量计多达0.35%;铜合金按重量计多达4%。RoHS豁免声明:附件:铅的应用…不受第4(1)条第6条的要求:“铅作为钢中的合金元素,铅含量高达0.35%(重量)……而铜合金中的铅含量高达4%(重量)。”

然而,在某些应用中,材料中的任何铅含量现在或将来都可能成为问题。饮用水的饮用水固定装置,水龙头和水龙头就是黄铜的一种。加利福尼亚立法(AB 1953年)是当前减少商店加工黄铜材料中铅含量的驱动力。

2006年9月30日,州长阿诺德·施瓦辛格(Arnold Schwarzenegger)签署了1953年《加利福尼亚议会法案》(AB 1953),成为法律。这项新法律将“无铅”定义为“不超过管道和配件中铅含量的0.25%的加权平均值”。它涵盖了“所有用于分配水供人类消费的使用点的设备”。(请注意,这不会对住宅或非住宅装置进行不同的处理。)

根据AB 1953年的规定,“任何人不得通过非无铅的饮用水或烹饪将任何旨在输送或分配水以供人类消费的水管,水管或卫生设备或固定装置引入加利福尼亚州使用。这包括厨房水龙头,浴室水龙头和任何其他旨在通过饮用或烹饪来输送或分配水以供人类消费的最终用途设备。” 该法律将于2010年1月1日生效。

对于考虑更换360黄铜的选项的商店(毫无疑问,这是最容易加工的材料之一),这些零件将用于饮用水应用中,今天的360黄铜(UNS C36000)使得商店可以忽略,因为易于加工:

表面光洁度。使用360黄铜可以轻松完成表面处理。它是一种短切屑材料,几乎不需要大惊小怪地控制切屑和切屑。毕竟,它在材料内部包含铅润滑剂,以帮助断屑和润滑。对于我们大多数人来说,在这种最佳切削材料上,刀具设计已经不是问题。

机器刚性。它是360黄铜,易于切割。制造商将一直削减这种“简单的东西”的假设使许多人不愿意调整三角齿轮和滑轨以及机器维护。当芯片以最高rpm的速度从工具上飞出时,这并不像在该等级上使用大量的马力。

散热问题-不是!360黄铜具有我们习惯的内置铅润滑剂和导热性。并非所有无铅替代钢种都具有相似的电导率。因此,控制热量对我们来说是例行的,但是对于无铅替代品来说可能是个问题。

循环时间快!仅用于起动机的300 sfm,预计零件生产的周期时间短。时间就是金钱。因此,当我们引用使用需要更大力才能剪切芯片的材料时会发生什么?更多的热量控制以消除热量;更好的工具来承受力和磨损,并使这种新的,长而难以断裂的切屑进入应该去的位置?

黄铜替代品

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当工程师计算与水接触的零件的“加权平均”铅含量时,可以使用几种替代黄铜等级来满足AB 1953的要求。

Chase Brass Co.的C69300绿点环保黄铜根本不含铅。这使得对加利福尼亚州AB 1953规则的遵守成为非问题。由于这种材料使用了另一种机制来实现更好的可加工性,因此与我们的含铅备用360黄铜相比,在车间产生了一系列不同的问题。这些问题包括更高的强度(硬度)和增加的工具磨损。该专有等级比不锈钢强,并且依靠铜-锌-硅酸盐金属间化合物的体系提供断屑。这种结合导致的刀具磨损比360更大。一旦车间了解了加工该等级的细微差别,这种无铅C69300材料的光滑表面和80%的可加工性使其成为饮用水应用的合理选择。

加工C69300:减少循环时间是目标。在没有铅作为内部润滑剂的情况下,并且导热系数与360不同(较低)的情况下,加工方法必须适应于热控制,减少的表面行程(较低的rpm)和较高的刀具磨损的问题。这里有一些要考虑的事情:

•增加饲料。我们正在失去速度,因为我们

失去了作为润滑剂的领先优势。如果我们保持相同的速度,我们真的会遇到问题。尽管出于控制热量的目的有必要降低sfm,但可以提高进料速度以保持每分钟的去除率相对恒定的立方英寸。一个好的起点是每转0.006英寸,以使循环时间达到先前360黄铜基准的标准。

•改进工具。任何人都可以使用360黄铜和更优质的工具来制造零件。360黄铜的铅含量为4%;用户放弃了对环境有益的领先优势,并为此付出了代价,却损失了加工优势。将钱投入到更好等级的工具材料中,尤其是对于不连续的六角形切割,将是金钱。由于存在热差异,对于这种材料,应确保更大的正间隙和前角。据报道,使用硬质合金时,AlTiN和TiN涂层可以使刀具的生产时间更长。

•注意热量。铅润滑性的丧失和这种材料不同的导热性意味着与360黄铜相比,必须对钻孔进行调整。考虑使用具有更大螺旋角,更大的间隙角和更宽的排屑槽的钻头。尽管硬质合金刀片钻和贯穿式刀具冷却液不是黄铜的“标准程序”,但这些策略可能会用这种材料获得回报。

C27450:Mueller Brass的2745合金是UNS C36000化学的一种改进,其中缺失的铅被锌代替。该等级不是专有等级;它被行业共识标准所涵盖。它保留少量铅(最大约0.25重量%),这意味着用它制成的零件符合AB 1953无铅定义。尽管该牌号的抗拉强度与360黄铜大致相同,但因为它没有任何内部断屑成分,但它需要更多的马力才能使切屑变形到将要断裂的程度。该牌号生产的是III型切屑,这意味着燕窝有问题,需要更加密切地注意钻孔的零件。

加工2745合金

此类合金的报道非常熟悉。机械师的经验紧随1990年代末从12L14到1215级钢的车间的经验。1215年的铅损失意味着速度损失,速度损失意味着周期时间损失,铅损失和速度损失意味着需要解决的工具和机器问题。这次似乎是同一回事。

1.首先。制造商应该问自己,他们的机器处于什么条件。这种材料比易切削的360黄铜具有更高的刚度-为了使切屑剪切而具有更大的马力。重要的是要确保机器紧绷,调整良好并具有完成这项工作的能力。

2. 管理芯片。当芯片为Type III,长而连续时,有关工具的一切就显得尤为重要。不应使用标准工具。芯片控制是这里的游戏名称。除了最具侵略性的间断切削,应考虑使用硬质合金。在有更多热量的地方,通常会要求使用涂层硬质合金。涂层会有所帮助,因为没有铅,热量始终是一个问题。安倍·林肯(Abe Lincoln)说,如果他有8个小时砍伐一棵树,他将花费7个小时来磨尖斧头。对于用这种材料进行切屑控制的工具设计,不应花很多精力,尤其是对于关键的表面光洁度应用。应考虑使用前倾角和积极的断屑槽(在凸轮和工具上)。

3.放慢速度并增加饲料。并将适当的金属加工液输送到进行作业的地方。即使工件是黄色的,这也可能意味着在钻头上使用通孔冷却液。这将有助于提高热量,润滑性和刀具寿命,并有助于将切屑移出孔。由于损失了铅,应降低速度并增加进料量,以达到相似的去除量。如果一家工厂正在运行HSS并发生大量工具故障,则可以肯定地说,这些故障与热量有关。

不难运行,只是有所不同

大多数企业使用12L14之前的零件,然后是1215之前的零件。两种牌号都运行,制造切屑和制造好零件。它们将在维护良好的坚固机器上运行。将用它们生产切屑,并且零件将符合印刷要求。但是,此过程将与许多商店习惯使用的带有其他铅的“其他黄色条”不同。

可以使用几种不同的方法:增加进给而不是尝试减少高速循环时间;改进的工具和涂层,而不是最便宜的使零件“淘汰”的涂层;设计不同的工具来处理切屑和热量。前角的增加和间隙的增加应防止与热相关的故障困扰车间。贯穿钻冷却液也是如此。

如果在企业中只使用了含铅黄铜,并且以相同的方式处理这些无铅材料,则学习曲线将很陡峭。但是,如果一家企业意识到这些黄色棒具有不锈钢的强度,并且表现得比黄铜更像1215钢,那么该企业将能够成功地盈利。

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