[發(fā)明專利]一種無鉛的易切削鎂鉍黃銅合金

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710098481.4
• 申請日: 2007-04-18
• 公開（公告）號: CN101289714A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃國杰;謝水生;米緒軍;李勇;程磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;B22D21/00;C22F1/08
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 耿小強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無鉛的黃銅合金，尤其是涉及一種具有優(yōu)異切削性能及熱加工性能的鎂鉍黃銅合金，它特別適用于代替鉛黃銅應(yīng)用的各種機械零件、電子器件，汽車零部件等應(yīng)用領(lǐng)域，是一種能有效替代含鉛黃銅的環(huán)保型綠色金屬材料。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)鉛黃銅已經(jīng)應(yīng)用了1000多年，廣泛的用于生活五金器具，如：水龍頭、門鎖、門拉手、水管、螺釘、螺帽、管接頭，等等......，在電子、家電、機器設(shè)備中，更是不可缺失的材料。在銅內(nèi)加鉛，主要目的是產(chǎn)生其合金的易切削、冷鉚、鍛造加工性能，以滿足各種機器零配件制造加工的需要。

目前被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)、電子行業(yè)、水暖衛(wèi)浴行業(yè)的黃銅材料，均含有1-5％的鉛，以提高切削性能。由于世界范圍環(huán)境污染日益加劇，尤其是重金屬“鉛”的污染。“鉛”吸入人體后，對人的身心健康影響很大，而且這些鉛極易在水中溶出或在生產(chǎn)過程中揮發(fā)，從而導(dǎo)致環(huán)境污染而吸入人體。除了其中的“鉛”會造成污染外，更嚴(yán)重的是由于“鉛”在實際使用過程中溶出和揮發(fā)而進入生活飲用水中而導(dǎo)至人體荷爾蒙分泌失調(diào)和嬰幼兒的智力發(fā)育。因此，用于改善黃銅切削性能和加工性能的“鉛”造成的污染和危害已經(jīng)引起世界各國的重視。如果黃銅內(nèi)不含鉛或采用紫銅，則因機械加工切削性能差和成本相對增高而在相關(guān)行業(yè)沒有實用價值。

根據(jù)美國NSF、日本JIS、德國DIN50930及歐盟的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法令規(guī)定，到2006年各種與人體相關(guān)材料的鉛溶出標(biāo)準(zhǔn)必須從現(xiàn)在的0.05mg/L降低到0.010mg/L。近些年來，國內(nèi)外在無鉛黃銅的研究上也進行了一定的研究，例如中國專利申請?zhí)?00410015836.5說明書中已公開的一種發(fā)明專利《無鉛易切削銻黃銅合金》，是由寧波博威集團發(fā)明的無鉛易切削黃銅材料，它由重量％的銅：55～65％、銻：0.3～2.0％、錳：0.4～1.6％、其它元素：0.1～1.0％，所述的其它元素包括鈦、鋯、硼、鐵、鎂、硅、稀土金屬中的至少二種元素、其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)。上述合金是一種銅-鋅-銻合金，由于合金中含有銻，合金的熱加工性能比較差，極大的影響了合金的后續(xù)加工性能。中國專利申請?zhí)?2121991.5說明書中已公開的一種發(fā)明專利《無鉛易切削黃銅合金材料和它的制造方法》，是日本三越金屬株式會社發(fā)明的無鉛易切削黃銅材料，它是一種銅-鋅-鉍合金，由于該合金中含有0.5～2.2％的鉍，鉍含量較高，且鉍的價格非常高，所以導(dǎo)致其成本增高，沒有市場競爭力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種不含鉛的，具有優(yōu)異的熱加工性能的，并可以替代含鉛黃銅材料且有利于環(huán)境保護的無鉛易切削鎂鉍黃銅合金。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明的無鉛的易切削鎂鉍黃銅合金，其主要成分包含(重量％)，銅：50～62％、鎂：0.5～3.0％、鉍：0.1～1.0％，其余為鋅和不可避免的雜質(zhì)。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述鎂鉍黃銅合金中的銅、鋅總量大于95％小于100％。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述鎂鉍黃銅合金中還含有0.001～0.1％的磷和硅。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述鎂鉍黃銅合金中還含有0.1～0.3％的鋯和鈦。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述鎂鉍黃銅合金中還含有不超過0.5％的鐵、硼和稀土金屬。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述鎂鉍黃銅合金中的的稀土金屬為La-Ce中的一種或多種以任意比例的混和。

所述的無鉛鎂鉍黃銅合金的制造方法是，在熔煉時先進行銅鋅的熔煉，溫度為1150℃～1250℃，隨后加入鉍，靜置保溫10分鐘后，再加入鎂，保溫20～40分鐘后進行澆鑄，澆鑄溫度為1050℃～1100℃，形成合金鑄錠，上述合金在580～700℃溫度下進行擠壓，在400～600℃溫度下，進行熱處理30分鐘～6小時，以≤100℃/小時的冷卻速度進行冷卻，在低于400℃的溫度進行成品退火，制成成品。

一種優(yōu)選的技術(shù)方案，鉛作為不可避免的雜質(zhì)，其含量不超過0.02重量％。

下面對本發(fā)明的合金中添加的其它元素的功能和原因進行說明。

所述的無鉛易切削的鎂鉍黃銅合金，是利用鎂及鎂鉍的化合物可以均勻彌散的分布在晶內(nèi)及晶界的特性，避免了鉍在晶界處形成單一的脆性相，使該合金保證了象鉛黃銅一樣的切削性能，并且其他晶粒細(xì)化的元素(其它元素)使得鎂的分布更為均勻，大大提高了其綜合性能。