[發明專利]一種含錳無鉛可鍛易切削黃銅及其制備方法

無效

• 申請號: 201010271931.7
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN102383004A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 巢國輝;王永如;慕思國;賀挺;洪燮平
• 申請（專利權）人: 寧波金田銅業(集團)股份有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C1/02
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及一種無鉛易切削黃銅合金及其制備方法，特別涉及一種含錳無鉛易切削黃銅及其制備方法。

背景技術

黃銅具有美觀的外表和優異的性能，在多個領域中大量應用。在黃銅中加入少量鉛(約1～4.5％)顯著改善了材料的切削性能，從而為加工形狀復雜的日用品和機械零部件帶來了便利。隨著人們對自身健康的不斷關注，環保意識的進一步增強，鉛黃銅中的鉛對人體的危害越來越被人們所重視，更引起了許多發達國家的密切關注。他們已經或正在制訂相關法令、法規控制工業產品中一些有害元素的含量。如歐盟已明確規定從2006年6月1日起進入其市場的所有電子電氣產品必須達到環保標準。美國加利福尼亞州政府在2006年9月20日通過了一項新的管道類產品法令California?Assembly?Bill?1953(即AB1953)，該法令將于2010年1月正式實行。它要求一切為居民提供飲用水或烹飪用水的設備，包括水管、閥門、水龍頭等產品都必須達到新的無鉛化標準，且該法令日漸為其他美國各州所接受。日本在2003年規定飲用水鉛含量必須小于0.03mg/L。

為了減少鉛對人類健康和環境的危害，近年來，各國都大力開展易切削黃銅的無鉛化研究。它不但必須具有含鉛黃銅的易加工、易切削、可鍛的特性，而且將Pb控制在環保要求的范圍內，從而使產品達到安全環保標準，為我們生活在一個綠色環保的環境中創造了條件。美國、日本、德國、中國等都發明了不含鉛的黃銅合金，并在中國取得了專利權。如日本三越金屬株式會社公開的《無鉛易切削黃銅合金材料和它的制造方法》，專利申請號為02121991.5，其成分和制造方法為：銅：60.0～62.0％、鉍：0.5～2.2％、鋁：0.01～0.1％、錫：0.5～1.6％、磷：0.04～0.15％，其余為鋅和不可避免的雜質成分，在460～600℃溫度下進行30分～4小時熱處理，以70℃/小時以下的冷卻速度緩冷。再如寧波博威集團有限公司公開的《易切削的無鉛耐蝕低硼鉍黃銅合金及其制備方法》，專利申請號為200710067480.3，其成分為：銅：57～64wt％、鉍：0.6～2.5wt％、硼：0.0003～0.025wt％、錳：0.01～0.2wt％和銻：0.002～0.02wt％，其余為鋅和不可避免雜質，不可避免雜質的總和在合金中的含量不超過0.3wt％，且不可避免的雜質中鉛的含量不超過0.1wt％、鎘的含量不超過0.001wt％，此合金組成中銅加鋅大于97wt％。

上述無鉛易切削黃銅鍛造性能不佳，在熱鍛后表面容易出現裂紋，因此在鍛造性能方面有待進一步改進。

發明內容

本發明所要解決的首要技術問題是針對上述技術現狀而提供一種不含鉛的具有良好切削性能、鍛造性能、力學性能、冷熱成型性能的無鉛可鍛易切削黃銅。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種含錳無鉛可鍛易切削黃銅的制備方法。

本發明解決上述首要技術問題所采用的技術方案為：一種含錳無鉛可鍛易切削黃銅，其特征在于其組分及含量為：

銅????????57～62wt％，

鉍????????0.3～2.5wt％，

錳????????0.5～4.0wt％，

不可避免雜質≤0.2wt％，

鋅???????余量。

作為優選，所述銅的含量為57～60wt％，鉍的含量為0.5～2.0wt％，錳的含量為1.0～2.0wt％。

本發明解決上述第二個技術問題所采用的技術方案為：一種含錳無鉛可鍛易切削黃銅的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)制備銅鉍中間合金；

2)按57～62wt％銅、0.3～2.5wt％鉍、0.5～4.0wt％錳，余量為鋅以及不可避免雜質，所述雜質總量不大于0.2wt％的成分配比，將電解銅、電解錳、銅鉍中間合金、電解鋅依次加入感應電爐內熔煉，熔煉溫度為1030～1080℃，待全部金屬熔化后，保溫5-30分鐘；

3)進行銅合金錠澆鑄，澆鑄溫度1030～1050℃，得到黃銅合金鑄錠；

4)將銅合金鑄錠加熱到570～700℃進行熱擠壓；

5)最后將擠壓后的半成品經酸洗、扒皮、拉伸、矯直、去應力退火后成為成品。

所述銅鉍中間合金中鉍的含量為25～35％。具體制備工藝為：在1080～1100℃范圍內，在真空度小于1Pa的真空熔煉爐中熔化銅和鉍，在1030～1050℃澆鑄成銅鉍中間合金的圓形鑄錠，將此鑄錠破碎呈塊狀備用。