[發明專利]含砷低鉛黃銅合金

有效

• 申請號: 200810065906.6
• 申請日: 2008-01-15
• 公開（公告）號: CN101225487A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 胡旭紅
• 申請（專利權）人: 胡旭紅
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所
• 代理人: 胡吉科

技術領域

本發明屬于金屬合金材料制造領域，尤其涉及一種黃銅合金。

背景技術

黃銅被廣泛應用于電子、建筑、機械等技術領域，黃銅性能包括可鑄性，可加工性，抗腐蝕性，熱傳導性和導電性。主要的一個缺點涉及可切削性。由于銅的某種粘性，在切削中會因產生高溫，進而使銅粘附刀具和增大能量的消耗。其中加入鉛的黃銅合金在高溫下具有較好的塑性，可進行鍛造及鑄造，同時可使其獲得良好的機械性能、力學性能和切削性能。目前衛浴制造行業所用的黃銅合金一般為C37700鍛造拋光銅合金，C37710普通銅合金，C85700鑄造普通銅合金，C85710鑄造拋光銅合金，然而以上銅合金的含鉛量的范圍大約在1.5％-2.5％。以上含鉛銅合金鑄造鍛造件在衛浴管道行業使用時，合金中的鉛會部分溶解于水中，據科學測定水中的鉛含量能達50ppm以上。

鉛是一種對環境和人體有害的元素，鉛對人體的血液和神經系統特別是對兒童的腎和腦神經造成不可逆轉的損傷，嚴重的會造成血鉛、腦鉛中毒、智力遲鈍、癡呆、好動等不良后果。近年來世界各地的醫學專家已發現鉛黃銅對人類健康和環境衛生構成了威脅，因而各國政府相繼出臺了對含鉛銅合金應用的限令，美國、歐盟、日本等國對銅合金中的鉛含量和在飲用水中鉛的浸出量分別作了嚴格限制。2000年美國環境保護局專門針對飲用水中的鉛含量做了限定，要求飲用水鉛含量必須從原來的50ppm降低到15ppm。2006年7月1日生效的ROHS指令要求：2006年7月1日以后投放歐盟的電氣和電子產品不得含有鉛、鎘等有害物質，其鉛含量＜0.01％、鎘含量＜0.001％。衛浴制造行業也需符合ANSI/NSF?61以及飲水系統成分健康要求。對過水的金屬鉛的滲出量不能超過11PPB，美國加州更是要求不能超過5PPB。隨著人們環境保護和健康意識的日益提高，低鉛且易切削銅合金已越來越被人們所關注，往在銅中減少和去除鉛的方向發展。

目前在低鉛黃銅的加工上，主要是加工難度大，尺寸不易控制，刀具易磨損壽命短，低鉛黃銅在銅壓鑄銅鑄造上，存在縮水率偏大，晶體粗大。在銅鍛造上易出現龜裂現象，流動性差，并且成型硬度增加，后期加工更難。

因此，急需研制出一種具有好的切削性的低鉛黃銅合金，可以代替目前為止的含鉛材料，在產品壓鑄.鑄造.鍛造能改變其組織性能，及晶體從而在無需改變加工條件。

發明內容

為了解決現有技術中重金屬鉛引發的對環境和人體健康的危害，已有的低鉛黃銅加工難度大，尺寸不易控制，刀具易磨損壽命短，在銅壓鑄銅鑄造上，縮水率偏大、晶體粗大、易出現龜裂現象，流動性差，并且成型硬度增加，后期加工更難等的不足，本發明提供一種不影響黃銅合金力學性能和切削加工性能，又更加符合環境保護和人們健康的含砷低鉛黃銅合金。

本發明解決現有技術問題所采用的技術方案為：一種含砷低鉛黃銅合金，其特征在于：含有銅、鋅，鋁、鉍、砷，其各組份的組成按重量百分比計分別為：57-62％銅、37-43％鋅，0.01-1.0％鋁、0.05-2.5％鉍、0.005-0.3％砷。

本發明中，加入鉍以基本代替現有黃銅合金中的鉛。因鉍和鉛一樣，可與銅生成低熔點共晶，使銅產生熱脆；而脆性的鉍呈薄膜狀分布在晶界時，又使銅產生冷脆。由鉍來代替鉛，可大大降低鉛對人體的危害，又不影響黃銅合金力學性能和切削加工性能。同時，本發明中含有37-43％的鋅，但在含鋅量高于20％的高鋅黃銅，易發生脫鋅腐蝕。本發明中加入適量的砷便可以抑制其脫鋅腐蝕。因砷在銅中有很大的固溶度，砷在銅中存在強烈的降低其導電率和導熱性能，能夠降低銅的電極電位，從而降低了電化學腐蝕傾向，防止黃銅脫鋅腐蝕。

根據本發明的一優選實施例：本發明一種低鉛黃銅合金其中含有不超過0.2％的鉛。

根據本發明的一優選實施例：本發明一種低鉛黃銅合金還含有0.02-1.0％錫、0.1-1.0％鎳、0.01-1.0％鐵、0.01-1.0％硫、0-0.01％錸。

根據本發明的一優選實施例：本發明一種低鉛黃銅合金含有59.5％銅、36.5％鋅、0.60％鋁、1.60％鉍、0.10％砷、0.65％錫、0.25％鎳、0.20％鐵、0.10％硫和0.01％錸。

根據本發明的一優選實施例：本發明一種低鉛黃銅合金含有58.0％銅、37.5％鋅、0.60％鋁、1.35％鉍、0.05％砷、0.65％錫、0.25％鎳、0.50％鐵、0.10％硫和0.01％錸。