[發(fā)明專利]一種環(huán)保型錳黃銅合金及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010117783.3
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN101787461A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 胡振青;許傳凱;呂青;周年潤;龍佳;章四琪
• 申請（專利權）人: 路達(廈門)工業(yè)有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司 11280
• 代理人: 曹津燕

技術領域

本發(fā)明涉及一種黃銅合金及其制造方法，特別是涉及一種環(huán)保型錳黃銅 合金及其制造方法。

背景技術

目前民用及工業(yè)供水系統(tǒng)通常采用的黃銅材料，一般含有1.0～4.0％的 鉛，其在供水過程中會部分溶解于水中，導致水中的鉛含量超標(如美國 NSF/ANSI?61-2007飲用水標準規(guī)定水中鉛含量不超過5μg/L，銻含量不超過 0.6μg/L)，但近年來世界各地的醫(yī)學專家發(fā)現(xiàn)鉛對人類健康和環(huán)境衛(wèi)生構成 了威脅，因此，國內外已經(jīng)開展了廣泛的替代鉛黃銅的研究，其中，基本采 用三大合金系：Cu-Zn-Bi系、Cu-Zn-Si系和Cu-Zn-Sb系。

鉍本身性脆，在元素周期表中與鉛的位置接近，其熔點比鉛的熔點低， 鉍與鉛一樣不固溶于黃銅，是鉛的理想替代者，也是目前研究最多，并且得 到實際應用的無鉛黃銅合金。鉍黃銅中大多數(shù)還添加了錫和鎳，少數(shù)還添加 了昂貴的硒，使鉍以薄膜狀分布于晶界，變?yōu)橐灶w粒狀分布于晶內和晶界， 從而降低鉍黃銅的熱脆性和冷脆性，但硒和鉍的資源非常有限，而且價格較 高，導致鉍黃銅的成本居高不下。另外鉍黃銅也存在鑄造性能及焊接性能較 差，鍛造溫度范圍較窄等問題，使鉍黃銅的應用和發(fā)展受到一定的制約。

近年來無鉛硅黃銅的研究開發(fā)，開始向高鋅低銅合金發(fā)展，采用變質處 理改變(β+γ)兩相黃銅中γ相的形狀、尺寸和分布狀態(tài)，改善其加工性 能和使用性能，但這種無鉛高鋅硅黃銅的切削性能只能達到HPb59-1的 70％～80％。

中國專利ZL200410015836.5公開了一種無鉛易切削銻黃銅合金，該合 金是一種銅-鋅-銻合金，由于合金含有銻，雖能改善切削性能和耐蝕性，但 合金的冷加工性能不理想，影響了合金的后續(xù)加工性能。飲用水的相關標準 對Sb、Pb、Cd、As等金屬在水中的溶出量有嚴格的標準，如美國 NSF/ANSI61-2007飲用水標準規(guī)定，Sb的溶出量最大值為0.6ug/L。當合金 中的Sb含量≥0.2wt％時，其溶出量會超過0.6ug/L，這是銻黃銅合金應用于 飲用水供給系統(tǒng)的水龍頭等零部件面臨的最大挑戰(zhàn)。

中國專利ZL200710066669.0公開了一種高錳易切削銅鋅合金，中國專 利ZL?200710066947.2公開了一種易切削高錳銅合金，以上兩個專利都是將 錳作為主要合金元素，不同的是錳含量范圍，其它合金元素也有所不同，作 為易切削高錳黃銅合金，二者有著良好的應用前景，但其較高的Pb含量， 會造成Pb元素的在水中的溶出量超標，不能用于飲用水供給系統(tǒng)的零部件。

目前，無鉛或低鉛易切削黃銅，如高銅硅黃銅、高錫鉍黃銅、鋁黃銅、 銻黃銅等，用砂鑄或沖壓方法制成的閥門，在裝配扭矩為90～137N·m，氨水 濃度為14％，氨熏24小時條件下，僅有高銅硅黃銅和高錫鉍黃銅表現(xiàn)出優(yōu) 良的抗應力腐蝕性能，但二者原材料成本高，產(chǎn)品缺乏市場競爭力。

發(fā)明內容

為了克服以上缺陷，本發(fā)明提供一種成本低、抗應力腐蝕性能優(yōu)異、耐 脫鋅腐蝕性能和力學性能優(yōu)良的環(huán)保型錳黃銅合金及其制造方法。

本發(fā)明的一個目的在于，提供一種力學性能、耐腐蝕性能優(yōu)異，冷、熱 加工性能、鑄造性能和切削性能優(yōu)良的環(huán)保型黃銅合金，特別是提供一種適 合于鑄造和鍛造所需金屬原料成本相對較低的環(huán)保型易切削錳黃銅。本發(fā)明 的另一個目的在于，提供上述錳黃銅合金的制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種環(huán)保型錳黃銅合金，該黃銅合 金含有：55～65wt％的Cu，1.0～6.5wt％的Mn，0.2～3.0wt％的Al，0～3.0wt％ 的Fe，0.3～2.0wt％的Sn，0.01～0.3wt％的Mg，0～0.3wt％的Bi和/或0～0.2wt％ 的Pb，其余為Zn和不可避免的雜質。

優(yōu)選地，所述錳黃銅合金中Mn的含量為：2.0～5.0wt％；優(yōu)選為： 2.5～4.5wt％；更優(yōu)選為：3.5～4.5wt％。

優(yōu)選地，所述錳黃銅合金中Al的含量為：0.4～2.5wt％；優(yōu)選為： 0.6～2.0wt％；更優(yōu)選為；0.6～1.5wt％。

優(yōu)選地，所述錳黃銅合金中Fe的含量為：0～1.8wt％；優(yōu)選為：0～0.8 wt％。

優(yōu)選地，所述錳黃銅合金中Sn的含量為：0.3～1.5wt％；優(yōu)選為：0.5～1.3 wt％；更優(yōu)選為：0.8～1.0wt％。