[發明專利]一種高強高韌耐磨復雜黃銅及其制造方法

有效

• 申請號: 201110214083.0
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102899525A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 巢國輝;王永如;洪燮平;丁家圓;范其民;裘桂群
• 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;C22C1/03;C22F1/08
• 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

本發明涉及一種復雜黃銅合金及其制造方法，特別涉及一種高強度、高韌性、高耐磨性的復雜黃銅及其制造方法。

背景技術

黃銅是銅合金中最重要的合金品種，以低成本高性能著稱于世，廣泛應用于國民經濟的各個領域。復雜黃銅是指在黃銅中加入部分合金元素，以改善和提高黃銅某部分性能而制成的合金。在黃銅中加入錳、硅、鋁、鐵、鉛、錫、鎳等合金元素，可以使黃銅具有高強度、高耐磨性、高抗疲勞韌性等性能。

隨著國民經濟的快速發展，復雜黃銅的應用領域和市場需求迅速擴大，在汽車、液壓、自潤滑軸承、機械等行業復雜黃銅成為不可或缺的重要零部件材料。近年來，一些使用環境比較惡劣的場合對工程材料提出越來越高的要求，簡單黃銅、簡單鋁黃銅、錳黃銅已經不能滿足實際的使用要求，尤其是航空、汽車、液壓等工業對耐磨、耐沖蝕、高強度的復雜黃銅有著更加迫切需求。

國外自20世紀六、七十年代就開始研究耐磨復雜黃銅。八十年代初，日本專利局先后公布了2個有關耐磨黃銅的專利：1)耐磨韌性銅合金，專利號：特開昭56-127741，合金成分為Cu：54-66％，Al：1-5％，Mn：1-5％，Si：0.2-1.5％，Ni：0.5-4％，Fe：0.1-2％，Sn：0.2-2％，余量為Zn。2)耐磨韌性銅合金，專利號：特開昭56-133443，合金成分為Cu：54-60％，Al：1-5％，Mn：1-5％，Si：0.2-1.5％，Ni：0.5-4％，Fe：0.1-2％，Sn：0.2-2％，余量為Zn。中國對耐磨復雜黃銅也展開了研究，如專利號：89105212.7，《多元耐磨銅合金》中公布的化學成分為Cu：50-70％，Zn：15-35％，Al：2-8％，Si：1-4％，Mn：4-15％，Sn：2-6％，Co：0.3-0.5％，Be：0.2-1％，Re：0.05-0.2％。這些合金中鋁含量較高，材料的室溫塑性和韌性都很低，造成在惡劣的工況條件下，材料容易產生疲勞裂紋，使用壽命較短。國內專利中還含有劇毒物質鈹(Be)，對人身和環境造成巨大污染。而且，這些合金加工困難，特別是機加工時，磨刀、損刀厲害。

為了提高復雜黃銅韌性、耐磨性和使用壽命，滿足不同工況條件對材料的要求，因此，開發一種高強高韌耐磨復雜黃銅及其制造方法勢在必行。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種高強高韌耐磨復雜黃銅，具有高強度、高韌性、高耐磨性、加工性能好，熱成型性能佳的特點。

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種高強高韌耐磨復雜黃銅的制備方法，制得的復雜黃銅具有高強度、高韌性、高耐磨性、加工性能好，熱成型性能佳的特點。

本發明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：一種高強高韌耐磨復雜黃銅，其特征在于其組分配比為：54-62wt％銅、0.5-3.5wt％錳，0.2-3.0wt％硅，0.2-3.5wt％鎳，0.1-1.0wt％鉛，0.1-0.5wt％錫，0.1-1.0wt％鐵，0.03-0.15wt％砷，0.02-0.2wt％鈦，余量為鋅以及不可避免雜質，其中不可避免雜質的總量不大于0.1wt％。

作為優選，其組分配比為：56-60wt％銅、0.5-3.5wt％錳，0.2-2.0wt％硅，0.2-3.5wt％鎳，0.2-1.0鉛，0.1-0.5wt％錫，0.1-0.5wt％鐵，0.03-0.10wt％砷，0.02-0.2wt％鈦，余量為鋅以及不可避免雜質，其中不可避免雜質的總量不大于0.1wt％。

本發明解決上述第二個技術問題所采用的技術方案為：一種高強高韌耐磨復雜黃銅的制備方法，其特征在于按54-62wt％銅、0.5-3.5wt％錳，0.2-3.0wt％硅，0.2-3.5wt％鎳，0.1-1.0wt％鉛，0.1-0.5wt％錫，0.1-1.0wt％鐵，0.03-0.15wt％砷，0.02-0.2wt％鈦，余量為鋅以及不可避免雜質，其中不可避免雜質的總量不大于0.1wt％的組分配比將電解銅、銅錳中間合金、鐵硅合金、海綿鈦、電解鎳、電解鋅、鉛錠、錫錠和金屬砷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；進行銅合金錠澆鑄，澆鑄溫度1030～1050℃；然后將銅合金鑄錠加熱到550～700℃進行熱擠壓；熱擠壓后的擠壓坯在450～600℃下進行高溫退火；高溫退火后的半成品經拉伸、去應力退火、矯直、拋光后成為成品。