Messing ist der effizienteste Werkstoff der Zerspanung: hohe Schnittgeschwindigkeit, kurze, brüchige Späne, geringer Werkzeugverschleiß und eine ausgezeichnete Oberfläche. Deshalb ist es die erste Wahl für Drehteile in Millionenstückzahlen wie Verschraubungen, hydraulische und pneumatische Verbindungselemente, Ventilnadeln, elektrische Steckverbinder, Sensorgehäuse und Zählerteile. Dieser Leitfaden stellt die gängigste Güte CuZn39Pb3 in den Mittelpunkt; er kann als Messing-Fortsetzung unserer Leitfäden zu Edelstahl und Aluminium gelesen werden.
Was ist CuZn39Pb3? Bezeichnungen
Derselbe Werkstoff wird in verschiedenen Systemen unterschiedlich bezeichnet, und auf Zeichnungen begegnet man allen Varianten:
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| EN (chemisch) | CuZn39Pb3 |
| EN (Nummer) | CW614N |
| DIN (alt) | MS58 / 2.0401 |
| ASTM / UNS | C38500 (nahes Äquivalent, „architectural bronze“); C36000 (CuZn36Pb3, „free-cutting brass“) wird häufig verglichen |
| Gängiger Name | Automatenmessing, free-machining brass |
Die Zusammensetzung beträgt etwa 57–59 % Kupfer, 2,5–3,5 % Blei, Rest Zink. Das Blei liegt als kleine, ungelöste Partikel in der Kupfer-Zink-Matrix vor; es bricht den Span und wirkt in der Schnittzone als Schmierstoff. Der Zerspanbarkeitsindex beträgt 100; alle anderen Werkstoffe werden daran gemessen.
Mechanische und physikalische Eigenschaften
- Zugfestigkeit: etwa 360–500 MPa (je nach Zustand; Stangen meist R430–R500)
- Streckgrenze: etwa 200–350 MPa
- Härte: 100–150 HB
- Dichte: 8,4–8,5 g/cm³ (etwa 8 % schwerer als Stahl, 3-mal schwerer als Aluminium)
- Elektrische Leitfähigkeit: etwa 25–28 % IACS (für Steckverbinder ausreichend)
- Korrosion: gut gegen Atmosphäre, Wasser und viele Öle; Risiko der Entzinkung in Ammoniak und einigen chloridhaltigen Wässern
- Schweißen: eingeschränkt; Weich- und Hartlöten gut
Warum der Werkstoff für Langdrehautomaten?
Der Langdrehautomat (Swiss-Type) ist für hohe Stückzahlen aus Stangen mit 2–32 mm Durchmesser ausgelegt und erreicht mit Messing seine höchste Effizienz:
- Schnittgeschwindigkeit: 200–400 m/min; das 2- bis 3-Fache von Edelstahl. Zykluszeiten werden in Sekunden gemessen.
- Spankontrolle: Kurze, brüchige Späne verursachen keine Wirrspäne; mannlose Nachtproduktion läuft sicher.
- Oberfläche: Ra 0,4–0,8 wird direkt nach dem Drehen erreicht; Polieren ist meist unnötig.
- Werkzeugstandzeit: Tausende Teile mit unbeschichteten oder PKD-Werkzeugen; Werkzeugwechsel und Maßdrift sind gering.
- Toleranz: Durchmessertoleranzen von ±0,005–0,01 mm und enge Gewindetoleranzen werden in der Serie stabil gehalten.
Die Fertigung von Messing-Drehteilen ist in der Türkei traditionell stark; der Export von Verschraubungen, Ventilen und Verbindungselementen nach Europa ist weit verbreitet. Diese Kapazität beschreiben wir in unserem Beitrag Serienfertigung auf Langdrehautomaten.
Bleibeschränkungen und bleifreie Alternativen
Wegen seines Bleigehalts wird CuZn39Pb3 durch zwei Regelwerke eingeschränkt:
- RoHS (Elektro und Elektronik): Für Kupferlegierungen gilt eine Ausnahme (6(c)) bis zu 4 Gewichtsprozent Blei; CuZn39Pb3 liegt unter dieser Grenze, und die Ausnahmefrist wird periodisch verlängert. Prüfen Sie den aktuellen Stand für Ihre Produktgruppe.
- Trinkwasser: In der EU verengen die gemeinsame Positivliste für Werkstoffe im Kontakt mit Trinkwasser und nationale Regelungen (UBA-Liste in Deutschland, 4MS) die Bleigrenzen; CuZn39Pb3 kann in Trinkwasserarmaturen meist nicht eingesetzt werden. In den USA bedeutet „lead-free“ eine gewichtete Bleigrenze von 0,25 %.
Bleifreie oder bleiarme Alternativen:
| Legierung | EN-Nummer | Eigenschaft | Zerspanbarkeit (MS58 = 100) |
|---|---|---|---|
| CuZn38As | CW511L | Bleifrei, entzinkungsbeständig, trinkwasserzugelassen | ~50–60; lange Späne, geringere Geschwindigkeit |
| CuZn21Si3P (Siliziummessing, Typ „Ecobrass“) | CW724R | Bleifrei, hohe Festigkeit, trinkwasserzugelassen | ~70–80; höherer Werkzeugverschleiß |
| CuZn42 | CW510L | Bleifrei, kostengünstig | ~60–70 |
| CuZn40Pb2 | CW617N | Bleiarm, für Warmpressen + Bearbeitung | ~80–90 |
| CuZn36Pb3 | CW603N | Kupferreiches Automatenmessing, besser kaltumformbar | ~100 |
Bei bleifreien Messingen verlängert sich die Zykluszeit um 30–60 % und die Werkzeugkosten steigen; der Teilepreis erhöht sich entsprechend um 15–40 %. Unterliegt Ihre Anwendung keiner Bleibeschränkung, ist CuZn39Pb3 die wirtschaftliche Wahl.
Beschichtung und Oberflächenbehandlung
- Vernickeln: Korrosion und Optik; üblich bei Steckverbindern und in der Sanitärtechnik (5–15 µm).
- Verchromen (auf Nickel): dekorativ und verschleißfest; bei Armaturen.
- Verzinnen: Lötbarkeit und Kontaktwiderstand; bei Elektroteilen.
- Silber-/Goldflash: bei Steckverbindern mit hohen Frequenzen und niedrigem Kontaktwiderstand.
- Passivieren / Chromatieren: Anlaufschutz.
- Entgraten: Gleitschleifen oder thermisches Entgraten ist bei Serienteilen Standard; vor dem Beschichten ist es Pflicht.
Die Schichtdicke verändert das Maß; auf der Zeichnung muss angegeben sein, ob die Toleranz vor oder nach der Beschichtung gilt.
Preisbestimmende Faktoren
Der Werkstoffanteil am Messingteil ist hoch: Der Kupferpreis (LME) bestimmt direkt den Stangenpreis, und Messingstangen kosten das 3- bis 4-Fache von Stahl. Dafür ist die Bearbeitungszeit sehr kurz, und die Späne werden zu hohem Wert zurückverkauft (die Schrottgutschrift fließt in das Angebot ein). Deshalb sind beim Preis eines Messingteils Werkstoffgewicht, Stückzahl, Beschichtung und Toleranz entscheidend; der Lohnanteil ist gering. Klären Sie bei der Anfrage die Regel zur kupferindexierten Preisanpassung. Zu den weiteren Positionen siehe unseren Beitrag 12 Faktoren.
Konstruktionstipps
- Verwenden Sie Standard-Stangendurchmesser (gezogene Stangen h9 oder h11) und Sechskant-Stangenmaße; bei Sechskantverschraubungen reduziert der Rohling die Bearbeitung.
- Halten Sie die Teilelänge für das Langdrehen unter dem 10-Fachen des Durchmessers; längere Teile sind möglich, benötigen aber Abstützung.
- Konstruieren Sie Gewinde nach Norm (M, G, NPT) und sehen Sie Gewindeausläufe vor.
- Bei Bleibeschränkung die Legierung eindeutig auf der Zeichnung angeben (z. B. „CW511L“), nicht nur „bleifreies Messing“ schreiben.
Häufig gestellte Fragen
Sind MS58, CW614N und CuZn39Pb3 derselbe Werkstoff?
Ja; MS58 ist die alte DIN-Bezeichnung, CW614N die EN-Nummer, CuZn39Pb3 die chemische EN-Bezeichnung.
Welche Toleranz ist bei einem Messingteil realistisch?
Auf dem Langdrehautomaten ±0,005 mm im Durchmesser, ±0,02 mm in der Länge; auf der konventionellen CNC-Drehmaschine werden ±0,01 mm routinemäßig gehalten.
Sind Messingteile RoHS-konform?
CuZn39Pb3 fällt unter die 4-%-Bleiausnahme für Kupferlegierungen und gilt in diesem Rahmen als konform; prüfen Sie die aktuelle Gültigkeit der Ausnahme für Ihre Produktgruppe.
Wie hoch ist die Mindestbestellmenge?
Prototypen und Kleinserien (10–100 Stück) sind auf der konventionellen CNC-Drehmaschine wirtschaftlich, ab 500 Stück der Langdrehautomat; die genaue Schwelle hängt vom Teil ab.
Fazit
CuZn39Pb3 (MS58 / CW614N) ist bei Seriendrehteilen in Geschwindigkeit, Oberfläche und Toleranz unschlagbar; bei Anwendungen mit Bleibeschränkung werden Alternativen wie CW511L oder CuZn21Si3P unter Berücksichtigung der Kostendifferenz gewählt. Senden Sie die technischen Zeichnungen und Jahresstückzahlen Ihrer Messingteile über unser Angebotsformular; Sie erhalten ein klares Angebot mit Legierungs- und Beschichtungsempfehlungen und einer kupferindexierten Preisregel. Informationen zu unserer Langdrehkapazität finden Sie auf unserer Leistungsseite.
