[發(fā)明專利]一種熱成型性能優(yōu)異的無鉛易切削耐蝕黃銅合金

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310044722.2
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103114220A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許傳凱;胡振青;周年潤;章四琪;龍佳;張華威
• 申請（專利權(quán)）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: 北京瑞恒信達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11382
• 代理人: 曹津燕;侯淑紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無鉛易切削耐蝕黃銅合金，特別是涉及一種熱成型性能優(yōu)異的無鉛易切削耐蝕黃銅合金。

背景技術(shù)

鉛黃銅如C36000、ZCuZn38Pb2，通過在合金中加入1wt%～4wt%的鉛，使其具有優(yōu)異的切削性能、良好的耐腐蝕性能，同時成本低廉，已被作為一種重要的基礎(chǔ)材料用于電氣、機械、水暖等各個領(lǐng)域。然而，含鉛黃銅在生產(chǎn)、使用過程中會對環(huán)境造成污染，危害人類的健康。美國、歐盟等發(fā)達國家和地區(qū)已先后制定標準和法令，如NSF-ANSI372、AB-1953、RoHS等，逐步禁止生產(chǎn)、銷售和使用含鉛產(chǎn)品。

目前，國內(nèi)外已對黃銅的無鉛化做了大量的研究工作，主要通過以鉍代鉛、以銻代鉛、以硅代鉛來實現(xiàn)黃銅合金的切削性能，并通過添加適量的其它元素以改善黃銅合金的綜合性能。

然而，一方面，鉍黃銅熱加工成型性能差，在熱成型過程中易產(chǎn)生缺陷，成型復雜產(chǎn)品困難，且鉍黃銅焊接性能較差；另一方面，鉍為稀貴金屬，以鉍替代鉛在產(chǎn)業(yè)上無法大規(guī)模實施。另外對多家國內(nèi)外銅材生產(chǎn)商提供的鉍黃銅棒材鍛造生產(chǎn)閥門本體，裝配閥門后，因不便于退火消除裝配應(yīng)力，進行氨熏實驗時大都出現(xiàn)不同程度的開裂。

近期國內(nèi)開發(fā)了無鉛易切削銻黃銅，但銻本身具有毒性，在使用過程中，銻黃銅中的銻極易溶出，其龍頭、閥門等過水產(chǎn)品經(jīng)NSF測試銻元素在水中的溶出量遠超過標準規(guī)定的0.6μg/L，存在環(huán)境污染和危害人類健康的隱患，不能應(yīng)用于水暖零部件。

硅黃銅是當今無鉛易切削黃銅研究的重點，目前已有相當數(shù)量的專利。例如中國專利申請200810163930.3公開了一種易切削硅黃銅合金及其制造方法，該硅黃銅合金的化學成份為：銅59.2～63.5wt%，硅0.35～0.9wt%，鉛0.04～0.25wt%，磷0.22～0.38wt%，其他元素：0.005～1.1wt%，余量為鋅和雜質(zhì)，其具有優(yōu)良的熱成型性能、切削性能，但其耐蝕性能特別是抗應(yīng)力腐蝕性能較差，無法滿足生產(chǎn)檢驗需求，生產(chǎn)的閥門經(jīng)氨熏測試時均出現(xiàn)開裂。中國專利申請200580046460.7公開了一種含有極少量鉛的易切削銅合金，該合金包括：71.5～78.5wt%Cu，2.0～4.5wt%Si，0.005～0.02wt%Pb，余量為Zn，該合金連鑄態(tài)組織較為粗大且不均勻，因而熱加工性能較差，不能應(yīng)用于成型復雜產(chǎn)品，實際生產(chǎn)中通常需要進行熱擠壓以改善鑄態(tài)組織，勢必產(chǎn)生成本的增加和能源的浪費，難以實現(xiàn)技術(shù)推廣。中國專利ZL200580019413.3公開了一種晶粒細化了的銅基合金鑄件，該合金由以下成分組成：Cu：69～88wt%，Si：2～5wt%，Zr：0.0005～0.4wt%，P：0.01～0.25wt%，余量為鋅，該合金通過添加元素鋯細化晶粒來改善合金鑄件的性能，但金屬鋯資源稀少且價格昂貴，另一方面，鋯在合金的熔煉過程極其容易與氧、硫等氧化介質(zhì)結(jié)合轉(zhuǎn)化為爐渣而失去作用，故在熔煉廢料時造成鋯的大量損耗，合金的可循環(huán)利用性差。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種熱成型性能優(yōu)異的無鉛易切削耐蝕黃銅合金。本發(fā)明黃銅合金的綜合性能優(yōu)良，可用于生產(chǎn)水龍頭、閥門、管道接頭、電子電器、汽車、機械等零部件。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種熱成型性能優(yōu)異的無鉛易切削耐蝕黃銅合金，該黃銅合金含有：74.5～76.5wt%的Cu、3.0～3.5wt%的Si、0.11～0.2wt%的Fe、0.04～0.10wt%的P，其余為Zn和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述黃銅合金中Cu的含量為：75-76wt%。

優(yōu)選地，所述黃銅合金中Si的含量為：3.1-3.4wt%。

優(yōu)選地，所述黃銅合金中P的含量為：0.04~0.08wt%。

優(yōu)選地，所述黃銅合金還含有0.001～0.01wt%選自B、Ag、Ti和RE中的至少一種元素。

優(yōu)選地，所述黃銅合金中B、Ag、Ti和RE的含量為：0.001～0.005wt%。

優(yōu)選地，所述黃銅合金還含有選自Pb、Bi、Se和Te中的至少一種元素，其中Pb的含量為0.01～0.25wt%，Bi的含量為0.01～0.4wt%，Se的含量為0.005～0.4wt%，Te的含量為0.005～0.4wt%。

優(yōu)選地，所述黃銅合金還含有0.05～0.2wt%選自Mn、Al、Sn和Ni中的至少一種元素。