[發(fā)明專利]一種無鉛耐磨銅合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210452008.2
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102925743A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙紅彬;梅景;劉欽雷;楊朝勇;賀旦翔;杜騰飛
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波博威合金材料股份有限公司
• 主分類號: C22C9/01
• 分類號: C22C9/01;C22C1/02;C22F1/08
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33228
• 代理人: 王樹鏞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無鉛耐磨銅合金及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有耐磨銅合金(如德國標(biāo)準(zhǔn)的CuZn40Al2，美國標(biāo)準(zhǔn)的C67420，美國標(biāo)準(zhǔn)的C86300合金)因其優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨性能，熱加工性能，被廣泛用于工程機械、汽車零部件、液壓等制造行業(yè)，耐磨銅合金在國內(nèi)外市場用量都比較大。眾所周知，含鉛的零部件在生產(chǎn)或使用過程中會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害人體健康，美國、歐盟等相繼出臺相關(guān)的法律法規(guī)對零部件中鉛含量進行控制。現(xiàn)在國內(nèi)外對無鉛黃銅的研究較多，并也取得了顯著的進步。但對無鉛耐磨銅合金的研究較少。隨著ROSH指令（歐盟議會和歐盟理事會《關(guān)于在電子電器中特定有害物質(zhì)禁用指令》）和美國加州法案的頒布，對整個制造業(yè)的原材料無鉛化需求越來越迫切，國內(nèi)外很多工程機械、液壓、汽車零部件等行業(yè)龍頭企業(yè)對銅合金無鉛化提出了要求。故研究一種無鉛耐磨銅合金迫在眉睫。

近年來，國內(nèi)外對無鉛耐磨銅合金的研究也取得了一些進展，例如中華人民共和國知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站上公開了環(huán)保型錳黃銅合金及其制造方法，其合金組成（重量百分比）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和其他不可避免的雜質(zhì)。該合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、鑄造性能、切削性及耐蝕性，尤其是耐應(yīng)力腐蝕性能，還具有鑄造成本低，生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點，適合于鍛造、鑄造和切削加工以及其他制造方法加工的零部件，特別適合于鍛造、鑄造以及切削加工的水龍頭本體和閥門。但該合金添加了鉍元素，制作過程中由于鉍的成本較高，且世界資源臨近枯竭，競爭力不強。而且隨著制造行業(yè)的相關(guān)法規(guī)條例的出臺，要求合金中鉛的含量≤0.01wt%，而上述合金的鉛含量控制在0~0.2wt%，不滿足條例的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種具有優(yōu)異的力學(xué)性能、低摩擦系數(shù)、高耐磨損性能、良好的熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的熱加工性能的無鉛耐磨銅合金。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種無鉛耐磨銅合金，所述合金包括以下重量百分比的組分：銅55%~65%，鋁0.01%~6.0%，錳0.5%~5.0%，硅0.3%~3.0%，鈰0.0001%~0.01%，和/或鈷0.001%~2.0%，和/或鉻0.001%~2.0%，鉛≤0.01%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。

進一步地，所述合金還包括鐵、錫、鎳中的一種或多種，其重量百分比為鐵0.3%~2.0%，錫0.2%~1.2%、鎳1.0%~4.0%。

作為優(yōu)選，該耐磨銅合金成分的重量百分組成為：銅55%~65%，鋁0.01%~6.0%，錳0.5%~5.0%，硅0.3%~3.0%，鈰0.0001%~0.01%，鈷0.001%~2.0%，鉛不大于0.01%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，該耐磨銅合金成分的重量百分組成為：銅55%~65%，鋁0.01%~6.0%，錳0.5%~5.0%，硅0.3%~3.0%，鈰0.0001%~0.01%，鈷0.001%~2.0%，鐵0.3%~2.0%，錫0.2%~1.2%，鉛不大于0.01%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，該耐磨銅合金成分的重量百分組成為：銅55%~65%，鋁0.01%~6.0%，錳0.5%~5.0%，硅0.3%~3.0%，鈰0.0001%~0.01%，鈷0.001%~2.0%，鎳1.0%~4.0%，鉛不大于0.01%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，該耐磨銅合金成分的重量百分組成為：銅55%~65%，鋁0.01%~6.0%，錳0.5%~5.0%，硅0.3%~3.0%，鈰0.0001%~0.01%，鈷0.001%~2.0%，鎳1.0%~4.0%，鐵0.3%~2.0%，鉛不大于0.01%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，該耐磨銅合金成分的重量百分組成為：銅55%~65%，鋁0.01%~6.0%，錳0.5%~5.0%，硅0.3%~3.0%，鈰0.0001%~0.01%，鉻0.001%~2.0%，鉛不大于0.01%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)