A Review of the Machinability of Copper-Base Alloys

Abstract

Machining is widely used as the final shaping operation, and contributes significantly to the cost, of a manufactured product. As a result, it has been of paramount importance to develop easily “machinable” alloys with minimal sacrifice of other properties, to reduce the associated fabrication costs.

Until now, leaded brasses have been the industry standard for “free-machining” copper-base alloys. However, health concerns about the useof lead in alloys, especially in plumbing applications, will restrict their use. This has created a need for an alternative free-machining copper-based alloy, without lead. MTL/CANMET has been involved in establishing such an alloy. The project was partially funded by the International Copper Association (lCA), and this review was undertaken to assist this effort to understand and summarize the data and concepts of the metal cutting process, assessment of machinability, and the metallurgical factors that contribute to an alloy's machinability, from the standpoint of copper-base alloys.

Résumé

L'usinage constitue, dans la plupart des cas, l'étape finale de la mise en forme et contribue considerablement au Coût du produit manufacturé. Il s'ensuit que pour réduire les coûts associés à la fabrication, il est primordial de mettre au point des alliages faciles à usiner en sacrifiant le moins possible les autres propriétés qu'ils possèdent.

Jusqu'à maintenant, dans l'industrie, les laitons au plomb ont constitué un étalon pour les alliages au cuivre facilement usinables. Toutefois, l'utilisation du plomb dans les alliages, en particulier dans les applications en plomberie, est source de préoccupations relatives à la santé, ce qui en limitera l'utilisation. Ce fait a crée le besoin d'un alliage de rechange au cuivre, sans plomb et facilement usinable. Les LTM et CANMET ont participé à l'élaboration d'un tel alliage. Le projet a été partiellement financé par l'International Copper Association (ICA). L'étude à été entreprise dans le cadre de ces travaux en vue de comprendre et de résumer les données et concepts propres au procédé de coupe des métaux, d'évaluer l'usinabilité de l'alliage et les facteurs métallurgiques qui contribuent à l'usinabilité d'un alliage, du point de vue des alliages au cuivre.