CW617N Messingführung: Eigenschaften, CNC-Bearbeitung, Teile & Oberflächenbehandlung

CW617N-Messing ist ein gängiges Metall, das häufig für Ventile, Rohrverbindungsstücke und Sanitärkomponenten verwendet wird, die Warmumformung und präzise Nachbearbeitung erfordern. Dies liegt an der guten Bearbeitbarkeit und Schmiedebarkeit von CW617N-Messing. In diesem Leitfaden erfahren Sie mehr über die Eigenschaften von CW617N-Messing und verstehen, warum es sich so gut bearbeiten und schmieden lässt und ob diese Messingsorte die beste Wahl für Ihre CNC-Projekte ist.

Was ist CW617N Messing?

CW617N ist eine europäische Standard-Messinglegierung, die hauptsächlich aus Kupfer, Zink und Blei besteht. Sie wird auch als CZ122 oder CuZn40Pb2 bezeichnet. Die Kombination dieser Elemente verleiht dem Messing hervorragende Warmumformbarkeit und gute Zerspanbarkeit. Diese Eigenschaften machen es geeignet für die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Geometrien und hoher Präzision.

Ist CW617N Messing DZR?

Nein, Messing CW617N ist typischerweise nicht entzinkungsbeständig (DZR). Durch den Gehalt an Zink und Kupfer ist es in feuchter Umgebung anfällig für Entzinkung. CW617N-Messing enthält kein Arsen, das das Auswaschen von Zink in Wasser verhindern könnte. Die Entzinkungsbeständigkeit dieses Materials kann jedoch durch die Zugabe von Antimon oder Arsen verbessert werden, wodurch eine kupferreiche Passivierungsschicht entsteht.

Womit ist Cw617n Messing äquivalent?

Cw617n entspricht einer Reihe von Werkstoffen, darunter C38000 (USA/UNS) und CZ122 (britisch/BS). In der folgenden Tabelle finden Sie alle äquivalenten Werkstoffe zu Cw617n. Wählen Sie den passenden Werkstoff entsprechend Ihren Anforderungen und Ihrem Budget aus:

Hinweis: Die Angabe „CW617N-äquivalente Materialien“ bedeutet nicht, dass Sie eines dieser Materialien anstelle von CW617N verwenden können. Denn bereits geringfügige Änderungen in der Konzentration und im Herstellungsverfahren können die erforderlichen Eigenschaften beeinflussen.

Chemische Zusammensetzung von Cw617n

Die chemische Zusammensetzung eines Materials bildet die Grundlage für seine außergewöhnlichen Eigenschaften. Daher ist das Verständnis der Zusammensetzung von CW167N für Ingenieure und Hersteller unerlässlich. Sie müssen die Materialeigenschaften bewerten, um dessen Eignung für spezifische Anwendungen zu bestimmen. Hier stellen wir Ihnen die chemische Zusammensetzung von CW617N zur Verfügung:

Zink und Kupfer sind für den Zweiphasencharakter der Messinglegierung verantwortlich. Sie sorgen für ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Duktilität. Die Alpha-Phase verleiht Korrosionsbeständigkeit, während die Beta-Phase die Festigkeit erhöht.

Blei hat einen starken Einfluss auf die Bearbeitbarkeit und Anwendung von Messing CW617N. Aufgrund des enthaltenen Bleis ist der Einsatz von Bauteilen aus CW617N in Trinkwassersystemen jedoch eingeschränkt.

Warum Blei die Bearbeitbarkeit verbessert

Bei der Legierungsbildung löst sich Blei nicht in der Kupfer-Blei-Matrix. Es scheidet sich an den Korngrenzen ab und bleibt dort als weiche Partikel zurück. Dieses Verhalten verbessert die Bearbeitbarkeit von CW617N, da die Bildung langer, durchgehender, faseriger Späne verhindert wird. Darüber hinaus schmilzt Blei beim Zerspanen und wirkt als Schmiermittel, wodurch die Reibung an der Schnittstelle reduziert und der Werkzeugverschleiß verringert wird.

Schränkt Blei die Anwendungsmöglichkeiten von Messing Cw617n ein?

Ja, viele Länder, wie beispielsweise die USA, haben die Verwendung von CW617N in Trinkwassersystemen eingeschränkt. Grund dafür ist die mögliche Auswaschung von Blei ins Wasser. Blei ist bekanntlich ein giftiges Metall, das sowohl für den menschlichen Körper als auch für die Umwelt schädlich ist. Daher ist CW617N keine gute Wahl für die Herstellung von Bauteilen, die in wassernahen Umgebungen eingesetzt werden.

Eigenschaften des CW617N

Die einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften der Messinglegierung CW617N beeinflussen ihre Bearbeitbarkeit und ihre Anwendungsbereiche. Das Verständnis dieser Eigenschaften hilft Ingenieuren, effektive Verarbeitungsmethoden für eine zuverlässige Leistung zu wählen. Im Folgenden werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von CW617N näher erläutert.

Physikalische Eigenschaften von CW617N

Die angegebenen Werte sind typische Referenzwerte bei oder nahe Raumtemperatur. Die tatsächlichen Werte können je nach Temperatur, Legierungszusammensetzung und Herstellerspezifikation leicht abweichen.

Wie bereits erwähnt, trägt die hohe Dichte des Messings CW617N dazu bei, übermäßige Vibrationen zu reduzieren und einen ruhigeren Schnitt zu ermöglichen. Im Vergleich zu Edelstahl weist CW617N-Messing eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch die Wärme besser von der Schnittzone abgeführt und der Werkzeugverschleiß beim Bearbeiten verringert wird.

Mechanische Eigenschaften von CW617N

Die mechanischen Eigenschaften von CW617N-Messing beeinflussen dessen Leistungsfähigkeit in spezifischen industriellen Anwendungen maßgeblich. Die Zugfestigkeit von CW617N und die Streckgrenze von Legierungsbauteilen wie Ventilkörpern, Rohrverbindungsstücken und Gewindeverbindungen sind entscheidend, um dem Innendruck von Flüssigkeiten standzuhalten.

Eine Dehnung von 10–25 % gewährleistet ausreichende Duktilität. Das Material eignet sich für Bauteile, die Montagespannungen, Vibrationen und leichten Rohrleitungsabweichungen ausgesetzt sind. Dadurch wird die Rissbildung während der Montage reduziert.

Diese kombinierten Eigenschaften machen CW617N geeignet für:

• Sanitärsysteme
• Wasserregelventile
• Klemmringverschraubungen
• Industriekomponenten für mittlere Druckbelastung.

Die typischen mechanischen Eigenschaften von Messing CW617N bei Raumtemperatur sind nachfolgend zusammengefasst:

Der Werkstoff CW617N zeichnet sich durch hervorragende Bearbeitbarkeit aus. Sein Zerspanungsverhalten bleibt auch unter industriellen Bearbeitungsbedingungen stabil. Bleipartikel verbessern die Spankontrolle bei komplexen Geometrien, beispielsweise bei der Herstellung glatter Auflageflächen. Solche Oberflächen sind unerlässlich für die präzise Teilemontage und dichte O-Ring-Dichtungen.

Tuofa bewertet die erforderliche Festigkeit, Härte, Duktilität und Bearbeitbarkeit jedes Teils und hilft den Kunden anschließend bei der Auswahl der geeigneten CW617N-Materialform und des geeigneten Zustands für eine zuverlässige CNC-Bearbeitung.

Ist Messing CW617N für die CNC-Bearbeitung geeignet?

Ja, CW617N eignet sich hervorragend für die CNC-Bearbeitung, da es zu etwa 90–95 % zerspanbar ist. Zu den Faktoren, die seine gute Zerspanbarkeit bedingen, gehören:

Gute Chipkontrolle aufgrund des Bleigehalts

• Mittlere Härte und Festigkeit
• Bessere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu Edelstahl

Herausforderungen bei der CNC-Bearbeitung von CW617N-Messing

Die CNC-Bearbeitung von CW617N ist zwar grundsätzlich einfach, birgt aber auch eigene Herausforderungen. Die hohe Bleikonzentration und die Zweiphasenmatrix stellen bei komplexen Bearbeitungsprozessen wie Drehen, Fräsen und Bohren besondere Schwierigkeiten dar. Im Folgenden werden einige der wichtigsten Herausforderungen aufgeführt, denen sich Ingenieure bei der Bearbeitung dieses Werkstoffs stellen müssen:

Grate an Gewinden und Löchern

Wie in der obigen Tabelle erwähnt, weist das Material eine gute Plastizität und Duktilität auf. Die Duktilität, die das Schneiden erleichtert, stellt in Kombination mit der Plastizität eine Herausforderung für eine glatte Oberfläche dar. Am Austrittspunkt bricht das Draht- oder Fadenmaterial nicht einfach ab, sondern wird gedehnt, wodurch ein Grat entsteht.

Solche Grate am Gewindeeingang verursachen Reibung beim Zusammenbau. Dies kann zu Gewindeverkantungen, hohen Drehmomentwerten oder Gewindefressern führen, bevor die Bauteile vollständig eingesetzt sind.

Um dies zu verhindern, benötigen Sie optimierte Werkzeuge wie einen scharfen und positiven Spanwinkel. Alternativ können Sie nach dem Bohren auch eine 45-Grad-Anfasung durchführen.

Hohe Fadenqualität beibehalten

CW617N ist im Vergleich zu Edelstahl 304 oder 306 weicher. Dies kann beim Gewindeschneiden zu Materialausrissen, Kantenverformungen und elastischer Verformung führen. Daher müssen Ingenieure eine hohe Gewindequalität gewährleisten, indem sie scharfe, polierte Hartmetall-Wendeschneidplatten in Kombination mit einem modifizierten Flankenvorschubverfahren verwenden. Dies trägt dazu bei, den radialen Schnittdruck zu minimieren.

Anfällig für Oberflächenkratzer

Da die Legierung CW617n nicht sehr hart ist, verkratzt ihre Oberfläche leicht. Beim Fräsen bleiben Späne am Werkstück hängen. Um dies zu vermeiden, müssen Hochdruckkühlmittel verwendet werden, um die Späne sofort zu entfernen.

Gängige CNC-bearbeitete Teile aus CW617N

Nun konzentrieren wir uns auf Präzisionsteile, die aus dieser Messinglegierung hergestellt werden, darunter Ventilkörper, Messingarmaturen und -verbinder.

CW617N Ventilgehäuse

Ingenieure bevorzugen Messing CW617N für Ventilkörper. Es lässt sich im Warmumformverfahren in komplexe Formen bringen, ohne zu reißen oder innere Hohlräume zu bilden. Dadurch kann ein Wassersystem ohne Leckagegefahr installiert werden. Darüber hinaus ermöglicht seine hohe Zugfestigkeit die Beständigkeit gegenüber dem hohen Hydraulikdruck von Flüssigkeitssystemen im Bereich von PN25 bis PN40 und macht es somit zur idealen Wahl für Ventile.

CW617N Messingarmaturen und -verbinder

Für die Herstellung von Fittings und Verbindungsstücken wie Gewindeadaptern und Nippeln bevorzugen Experten die Legierung CW617N. Ihre hohe Zugfestigkeit verhindert Gewindeschäden und Beschädigungen. Zudem ist die Metallstruktur dieser Fittings so dicht, dass selbst unter hohem Hydraulikdruck keine Leckagen auftreten.

CW617N Kundenspezifische Messingkomponenten

Viele Hersteller, wie beispielsweise Tuofa, die CNC-Bearbeitungsdienstleistungen für Messing anbieten , fertigen auch kundenspezifische Messingkomponenten aus CW617N. Da es sich leicht bearbeiten lässt und zudem kostengünstig ist, ermöglicht es das Fräsen und Drehen komplexer Prototypen ohne zusätzliche Werkzeugkosten wie bei Edelstahl.

Warum sollte man sich für CW617N bei CNC-gefrästen Messingteilen entscheiden?

Die Wahl von CW617n für bearbeitete Messingteile liegt in seiner guten Bearbeitbarkeit und bemerkenswerten Festigkeit. Es ermöglicht Ihnen auch bei komplexen Teilen eine präzise Nachbearbeitung. Im Folgenden finden Sie weitere Details, warum Sie sich für Messing CW617n für Ihre bearbeiteten Teile entscheiden sollten:

Gutes Gleichgewicht zwischen Bearbeitbarkeit und Festigkeit

Wie bereits erwähnt, zeichnet sich CW617N aufgrund des enthaltenen Bleis durch hervorragende Bearbeitbarkeit aus. In Kombination mit dieser guten Bearbeitbarkeit bietet es eine bemerkenswerte Festigkeit, um hohem Hydraulikdruck in Wassersystemen standzuhalten. Dies macht es zu einer Referenzlegierung für die automatisierte Präzisionsteilefertigung.

Geeignet für Warmumformung und Präzisionsbearbeitung

Aufgrund seiner α+β-Gefügestruktur ist das Messing CW617N gut warmumformbar. Durch seine hohe Plastizität beim Warmumformen lassen sich komplexe Bauteile mit variabler Wandstärke ohne Rissbildung herstellen. CNC-Rohlinge sind dicht, porenfrei und frei von Lufteinschlüssen. Dadurch eignen sie sich ideal für das CNC-Fräsen oder -Bohren von O-Ring-Nuten und Feindichtungssitzen.

Kostengünstig

CW617N ist wirtschaftlich für die Großserienfertigung. Dies liegt an seiner Effizienz in der CNC-Maschine. Die hervorragende Bearbeitbarkeit trägt zu kürzeren Zykluszeiten pro Teil bei, wodurch der Werkzeugverschleiß minimiert und die Lebensdauer der Hartmetalleinsätze verlängert wird. Insgesamt werden die Produktionskosten gesenkt.

CW617N vs CW614N: Welches Messing ist besser?

Die Wahl zwischen den Legierungen CW617N und CW614N hängt von den zu fertigenden Teilen ab. Entweder müssen Ihre Teile warmgeschmiedet oder direkt aus dem Rohmaterial bearbeitet werden. Hier erfahren Sie, für welche Teile Sie welches Material verwenden können:

CW617N für geschmiedete Ventilkörper

Experten bevorzugen CW617N für die Herstellung hochpräziser Ventile im Schmiedeverfahren. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch seine hervorragende Warmumformbarkeit aus. Dadurch lassen sich variable Wandstärken erzielen, da er sich reibungslos in komplexe Schmiedegesenke einfügt, ohne zu brechen oder zu reißen.

CW614N für gedrehte Messingkomponenten

CW614N weist einen höheren Bleigehalt (2.5 bis 3.5 %) als CW617N auf und kann beim Drehen Risse und Lunker bilden. Daher wird es nur dann eingesetzt, wenn Bauteile direkt per CNC-Drehen gefertigt werden können.

Beim Hochgeschwindigkeitsdrehen erzeugt CW614N kurze, spröde, nadelförmige Späne, die leicht aus der Schnittzone wegfliegen. Die Minimierung der Werkzeugreibung verhindert Aufbauschneiden und reduziert so den Werkzeugverschleiß. Daher eignet es sich besonders für Stifte und gerade Steckverbinder.

Wann man CW617N Messing nicht verwenden sollte

Trotz seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit und bemerkenswerten Eigenschaften unter bestimmten Bedingungen raten wir von der Verwendung dieses Materials ab. Hier sind die Gründe, warum wir von der Verwendung abraten:

Einschränkungen bei Anwendungen mit Bleibeschränkungen

Blei wird dieser Legierung ausschließlich zur Verbesserung ihrer Bearbeitbarkeit zugesetzt. Bei dauerhaftem Kontakt mit Wasser kann die Legierung CW617n jedoch Blei ins Wasser abgeben, welches krebserregend und gesundheitsschädlich ist. Aus diesem Grund regeln der US-amerikanische Safe Drinking Water Act und zugehörige Normen, darunter NSF/ANSI 61 und NSF/ANSI/CAN 372, den Bleigehalt in Ventilen und Armaturen von Trinkwassersystemen. Der Grenzwert für Blei auf benetzten Oberflächen beträgt 0.25 % (gewichteter Mittelwert). 

Alternativ können Sie ein anderes Material wie CW511L (CuZn38As) verwenden. CuZn38As ist bleifrei und weist nahezu die gleichen physikalischen und chemischen Eigenschaften wie die Legierung CW617N auf.

Einschränkungen in marinen Umgebungen

In einer Meeresumgebung, in der Bauteile einer chlorierten Legierung mit hohem Zinkgehalt ausgesetzt sind, kann es zu Messingkorrosion und Entzinkung kommen . Das Zink tritt aus dem Material aus, und es bleibt ein poröses, minderwertiges Bauteil zurück. Daher empfehlen wir die Verwendung eines Werkstoffs mit hohem Kupfer- und niedrigem Zinkgehalt, wie beispielsweise C46400. Dieser enthält 60 % Kupfer und nur 39 % Zink.

Oberflächenbehandlung für Messingteile aus CW617N

Bauteile aus der Legierung CW617N werden einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um die Oberflächengüte zu verbessern und die Lebensdauer zu verlängern. Bei Gewinden und hochpräzisen Geometrien ist jedoch Vorsicht geboten, da die Oberflächenbehandlung die Dicht- und Montagefunktion beeinträchtigen kann. Im Folgenden werden zwei wichtige Oberflächenbehandlungen vorgestellt:

Vernickelung für Messingventilteile

Messingventilteile, die in Branchen eingesetzt werden, in denen sie mit abrasiven Flüssigkeiten in Kontakt kommen, können anlaufen. Sie können einer Entzinkung unterliegen. Um dieses Problem zu beheben, wird eine Vernickelung durchgeführt. Dabei wird eine dünne Nickelschicht aufgetragen, die den Kontakt der Flüssigkeiten mit dem Grundmaterial verhindert und so vorzeitigem Materialversagen vorbeugt.

Verchromen und Polieren

Verchromen und Polieren sind moderne Oberflächenbehandlungen, die sowohl der strukturellen Integrität als auch der optischen Aufwertung dienen. Ingenieure verwenden solche Oberflächen für hochwertige Sanitärarmaturen, Ventile und sichtbare Verbraucherarmaturen. Chrom verhindert die Oxidation des darunterliegenden Messings und beugt zudem Kalkablagerungen vor.

Fallstudie: Tuofa passt CW617N Messingteile an

Einer unserer deutschen Kunden hoffte, dass wir ein drehbares Stützbauteil für eine Anlage herstellen könnten, und er möchte aufgrund der steigenden Kosten Edelstahl 1.4301 anstelle von Messing CW617N verwenden.

Nach unserer Bewertung empfahlen wir unserem Kunden jedoch die Verwendung von Messing CW617N, da das gewünschte Bauteil eine Kombination aus Schmieden und anschließender Präzisionsbearbeitung erfordert. Die hervorragende Warmumformbarkeit und gute Zerspanbarkeit von CW617N können die Kosten der CNC-Bearbeitung reduzieren.

Darüber hinaus reduziert CW617N im Vergleich zu Edelstahl 1.4391 den Bearbeitungsaufwand, den Werkzeugverschleiß und das Risiko von Gewindeschäden. Gleichzeitig wird das Bauteil nicht in stark korrosiven Umgebungen wie Meerwasser oder in industriellen Hochdruckanwendungen eingesetzt. Durch Oberflächenbehandlung erfüllt CW617N die Anforderungen an Aussehen, Montagefähigkeit und allgemeine Korrosionsbeständigkeit.

• Vernickelt
• Verchromung
• Polieren

Unser Kunde entschied sich daher für die CW617-Lösung, um die Kosten durch Optimierung des Schmiederohlings, der Bearbeitungszugabe und der Vorrichtungskonstruktion zu senken. Er war mit der von Tuofa bereitgestellten Bearbeitungslösung zufrieden, da wir neben seinem Budget auch die Leistungsfähigkeit der Teile berücksichtigten.

Fazit

Die Messinglegierung CW617N ist die ideale Wahl für wirtschaftliche und präzise Ventil- und Sanitärkomponenten. Ihre gute Bearbeitbarkeit und bemerkenswerte Belastbarkeit machen sie zur bevorzugten Wahl von Ingenieuren. Hersteller und Händler verwenden dieses Material, um die gewünschten Betriebsergebnisse zu erzielen.

FAQ

Warum geschmiedete CW617N-Teile immer noch CNC-bearbeitet werden müssen

Geschmiedete Bauteile erfordern eine CNC-Bearbeitung, um die gewünschte Präzision von ±0.01 mm zu erreichen. Genebelte Teile weisen aufgrund der Wärmeausdehnung eine Präzision von ±0.3 mm bis ±0.5 mm auf.

Kann CW617N für Trinkwasserkomponenten verwendet werden?

Nein, es wird aufgrund des hohen Bleigehalts von 2.5 % nicht für Trinkwasserleitungen in europäischen Regionen verwendet. Früher wurde es jedoch häufig in Trinkwassersystemen eingesetzt.

Welche Bearbeitungsmerkmale sind bei CW617N-Ventilteilen üblich?

Zu den üblichen Bearbeitungsmerkmalen von CW617N-Ventilteilen gehören:

• Hochpräzise NPT- oder BSP-Rohrgewinde
• Spiegelglatte O-Ring-Dichtungsnuten
• Hochkonzentrische, innere sphärische Hohlräume für Ventilsitze.