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采用硅、镁、磷与铝元素代替铅元素,保证材料硬度值不高且不降低材料力学性能的前提下结合锌当量与合金相图使用正交试验表设计合金成分,制备出一种易切削无铅黄铜。采用熔炼的方式制备合金材料,根据所添加元素的特性制定了合理的熔炼工艺,通过正交试验研究了硅、镁、磷元素对合金材料组织与性能的影响,并进一步优化合金成分。利用金相显微镜、超景深显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等设备对本无铅硅镁磷黄铜的相关组织进行了研究,利用电子万能材料试验机、数显布氏硬度仪、卧式车床等相关仪器,对本无铅硅镁磷黄铜的相关性能进行了系统地研究,同时结合脆性断裂理论估算了利于断屑的质点颗粒临界尺寸,研究了质点颗粒的类型与利于断屑、改善切削的机理,主要有以下结论:（1）无铅硅镁磷黄铜的显微组织为α+β相以及在相内、相界处分布地点状与细小棒状的质点颗粒。Mg3P2与Cu3P组成的复合相分布在α相内以及相界处的,Cu2Mg分布在β相内以及相界处。随着Mg、P元素含量的增加,合金内分布的点状与细小棒状的质点颗粒不断增加。Si、Al元素不参与质点颗粒的形成,固溶在合金基体内,其中Si元素大多固溶于β相内。（2）经过正交试验分析,添加Si元素更容易引起合金材料硬度值的升高,而Mg、P元素的影响则较小。P、Si元素对合金材料强度的影响较大,Si元素对合金材料塑性的影响则较小,这是固溶强化与沉淀强化共同作用所导致的。Si、Al元素有利于提高材料的耐腐蚀性能。（3）添加Si、Mg、P元素都利于提高合金材料的切削性能,其中Si与Mg的影响较大,但是Si元素的添加将会使合金材料的硬度值升高,故Mg元素对合金材料的切削性能提高最为有利。由于材料基体中点状与细小棒状质点颗粒的分布与尺寸大小情况不同,破坏了组织的连续性,从而有利于断屑,提高合金材料的切削性能。在本文试验条件下借助脆性断裂理论对质点颗粒影响断屑的临界尺寸进行估算,得出临界直径为3.326μm左右。（4）确定本合金的热处理工艺为:490℃固溶处理2小时水冷后270℃时效处理1小时。经热处理后的合金材料硬度值升高。（5）成分优化后的无铅硅镁磷黄铜力学性能为:抗拉强度>346.5MPa,布氏硬度值>110.6HB,断后伸长率>6.94%。力学性能良好,切削性能优异。本无铅硅镁磷黄铜取代铅黄铜存在一定的可行性。