CuZn39Pb3 (CW614N, Ms58): Eigenschaften, Zerspanung, Grenzen

Was CuZn39Pb3 ist

CuZn39Pb3 ist ein Kupfer-Zink-Blei-Messing. Der Name nennt die Zusammensetzung: CuZn39 steht für rund 39 % Zink, Pb3 für rund 3 % Blei, der Rest ist Kupfer. Nach EN 12164 (Ausgabe 2016) liegt der Kupferanteil bei 57,0 bis 59,0 % und der Bleianteil bei 2,5 bis 3,5 %. Die Ausgabe 2024 der Norm hat die Zusammensetzung von CW614N angepasst. Die Werte der gelieferten Charge nennt das Werkstoffzeugnis.

Das Gefüge besteht aus α- und β-Mischkristallen. Blei löst sich darin nicht, es scheidet sich fein verteilt an den Korngrenzen ab. Diese Bleiteilchen brechen die Späne kurz und verringern die Reibung an der Schneide. Darauf beruht die Zerspanbarkeit der Legierung.

Die Werkstoffnummer nach EN lautet CW614N, früher 2.0401 nach DIN. Stangen für die spanende Bearbeitung sind in EN 12164 genormt. Der Kupferverband beschreibt CuZn39Pb3 als Hauptlegierung für die Zerspanung und für die Bearbeitung auf Automaten.

Ms58 und CuZn39Pb3: Was auf die Zeichnung gehört

Ms58 ist eine alte Kurzbezeichnung aus dem DIN-System. Ms steht für Messing, die Zahl für einen Kupfergehalt von etwa 58 %. Händler und Datenblätter führen CuZn39Pb3 häufig unter diesem Namen.

Eindeutig ist der Name nicht. Manche Datenblätter nennen Ms58 auch für Automatenmessing mit anderer Zusammensetzung, und die heutigen EN-Normen kennen die Bezeichnung nicht mehr. Wer nur „Ms58“ bestellt, legt die Legierung damit nicht fest.

Auf eine Zeichnung gehört deshalb CuZn39Pb3 oder CW614N. Steht dort nur „Ms58“, ergänzen Sie in der Anfrage CuZn39Pb3 (CW614N). Damit ist der Werkstoff eindeutig festgelegt.

Eigenschaften im Überblick

Die Tabelle nennt die Kennwerte von CuZn39Pb3, die bei Konstruktion und Anfrage zählen. Es sind Richtwerte aus der Norm und aus Datenblättern. Die Datenblätter weichen bei einzelnen Werten leicht voneinander ab, etwa bei Wärmeleitfähigkeit und Schmelzbereich. Die Tabelle gibt dann die Spanne an.

Drei Werte bestimmen die Auslegung. Die Zugfestigkeit gezogener Stangen beträgt je nach Zustand und Durchmesser mindestens 360 bis 500 MPa. Die elektrische Leitfähigkeit entspricht rund einem Viertel der von reinem Kupfer; wo Leitfähigkeit im Vordergrund steht, behandelt die Seite Messing-CNC-Bearbeitung auch Kupfer. Die Dichte liegt über der von Stahl, das Rohteilgewicht berechnet der Gewichtsrechner.

CuZn39Pb3 zerspanen

In der Zerspanung ist CuZn39Pb3 der Maßstab für Kupferwerkstoffe. Der Zerspanbarkeitsindex setzt die Legierung gleich 100, alle anderen Kupferwerkstoffe werden daran gemessen. Der Kupferverband ordnet sie der Hauptgruppe I zu, den sehr gut spanbaren Werkstoffen.

Den Unterschied macht der Bleifilm. Die feinen Bleiteilchen im Gefüge verringern die Reibung zwischen Span und Schneide, die Späne brechen als kurze Nadelspäne. Der Werkzeugverschleiß ist geringer und die Standzeit länger als bei bleifreien Kupferwerkstoffen. Lange Wirrspäne, die eine Maschine stoppen, treten kaum auf.

Gedrehte und gefräste Flächen erreichen Ra 0,8 µm ohne Schleifen. Toleranzen von ±0,02 mm bei Nennmaßen bis 100 mm sind in Serie nach bauteilbezogener Prüfung möglich. Entgraten und Kantenbrechen sind Standard. Wie Sie Toleranzen auf der Zeichnung festlegen, zeigt der Beitrag Allgemeintoleranzen.

Grenzen: Umformen, Schweißen und Korrosion

Kaltumformen verträgt CuZn39Pb3 nur begrenzt. Warm lässt sich die Legierung sehr gut umformen, deshalb gibt es auch Schmiedeteile daraus. Biegen, Bördeln oder Stauchen nach dem Zerspanen planen Sie deshalb besser nicht ein. Härten ist nicht möglich: Kupfer-Zink-Legierungen sind nicht aushärtbar, höhere Festigkeit entsteht nur durch Kaltumformen, hier durch das Ziehen der Stange.

Beim Schweißen stuft der Kupferverband Gas-, Lichtbogenhand-, WIG- und MIG-Schweißen als weniger empfehlenswert ein, Widerstandsschweißen als mittel. Bei unsachgemäßer Ausführung dampft viel Zink aus, denn Zink siedet bei rund 907 °C und damit knapp über dem Schmelzbereich der Legierung. Weichlöten gilt als sehr gut, Hartlöten als mittel. Teile, die später verschweißt werden, fertigen Sie besser aus S235 oder S355, wie auch der Beitrag Automatenstahl empfiehlt.

Bei der Korrosion erreicht CuZn39Pb3 nicht die Beständigkeit eines einphasigen α-Messings, weil die zinkreiche β-Phase im Gefüge bevorzugt angegriffen wird. Unter bestimmten Bedingungen kann Entzinkung auftreten. Im kaltverformten Zustand unter Zugspannung kann außerdem Spannungsrisskorrosion entstehen, etwa durch Ammoniak, Amine oder Ammoniumsalze. Nennen Sie im Hinweisfeld der Anfrage das Einsatzmedium, wenn solche Stoffe im Spiel sind.

Bauteile aus CuZn39Pb3 anfragen

CuZn39Pb3 gehört zum bestätigten Werkstoffprogramm: Drehteile und Frästeile ab 100 Stück je Bauteil, gefertigt nach ISO 9001, mit Entgraten und Kantenbrechen als Standard und einem Werkstoffzeugnis 3.1 nach EN 10204 auf Anfrage. Laden Sie Zeichnung und STEP-Modell hoch und nennen Sie CuZn39Pb3 (CW614N) und die Stückzahl.

Blankes Messing läuft mit der Zeit an. Vernickeln, Polieren und Strahlen gehören zu den bestätigten Oberflächen; Galvanisierbarkeit und Polierbarkeit gelten bei CuZn39Pb3 als sehr gut bis gut. Die Machbarkeit einer Schicht am konkreten Teil bestätigt das Angebot. Einen Überblick gibt der Beitrag zur Oberflächenbehandlung.

Der Bleigehalt gehört zur Legierung. Gelten für Ihr Bauteil Vorgaben dazu, etwa aus einer Einkaufsrichtlinie, nennen Sie diese im Hinweisfeld der Anfrage. Sorte und Verfügbarkeit bestätigt das Angebot. Den Ablauf zeigt die Seite Drehteile nach Zeichnung, Verfahren und typische Teile in Messing und Kupfer die Seite Messing-CNC-Bearbeitung.