[發(fā)明專利]一種無鉍低鉛黃銅合金及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN104087781A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 潘勇
• 申請（專利權）人: 浙江艾迪西流體控制股份有限公司;寧波艾迪西國際貿易有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種合金，尤其涉及一種無鉍低鉛黃銅合金，屬于化學材料領域。

背景技術

黃銅具有較好的機械性能、良好的耐腐蝕性和較低的應用成本，應用范圍廣泛。為了改善黃銅的切削性能和鍛造性能，長期以來人們一直向黃銅中加入鉛從而形成了鉛黃銅。

鉛作為一種有害元素，在對環(huán)境造成了極大污染的同時，對人體健康也有很大危害：鉛黃銅中的鉛是一種重金屬元素，對人體血液和神經(jīng)系統(tǒng)特別是兒童的腎和腦神經(jīng)會造成無法估量的損傷。所以近年來，世界各國都在努力尋找一種既不影響加工性能又能改變鉛元素對環(huán)境以及人體傷害的無鉍低鉛黃銅合金材料。

在本發(fā)明申請人的早期研發(fā)工作中，曾發(fā)明了一種性能優(yōu)異的無鉍低鉛黃銅合金材料，多方面改善了無鉍低鉛黃銅合金的性能，但是使用了Bi、Se、As等成分，制造成本較高，不易大規(guī)模生產(chǎn)使用；同時由于使用了Bi等材料，影響了產(chǎn)品的紅沖性能和焊接性能，產(chǎn)品的綜合性能和普遍適用性較差；同時As的存在也會對環(huán)境造成一定的污染。

發(fā)明內容

本發(fā)明公開了一種無鉍低鉛黃銅合金，通過對微量元素的含量調整搭配，在不影響無鉍低鉛黃銅合金材料的切削性能、耐應力腐蝕性能的基礎上有效減小鉛元素對環(huán)境的污染以及人體的傷害，同時不需要使用Bi，比普通的無鉛黃銅成本更低，克服了含鉍黃銅在熔煉過程中容易出現(xiàn)產(chǎn)品成分偏析，以及在鍛造中易產(chǎn)生二次氧化影響鑄錠內部重量等缺陷；同時，本發(fā)明的無鉍低鉛黃銅合金還改善了產(chǎn)品的切削性，與此同時本發(fā)明的無鉍低鉛黃銅合金不需要使用As元素，雖然砷元素的缺少會影響抗脫鋅性能，但是通過其它微量元素的搭配，依舊保持良好的綜合性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過下述技術方案實現(xiàn)的：

一種無鉍低鉛黃銅合金，由下列組分組成，以質量百分比計：銅57.0-59.0%，不高于0.02%的鎳，不高于0.3%的鐵，不高于0.05%的鋁，不高于0.20%的鉛，不高于0.3%的錫，不高于0.2%的雜質，余量為鋅。

其中，優(yōu)選的，銅的含量為57.5-58.5%。

在上述基礎上，優(yōu)選的，錫的含量為0.20-0.30%，鐵的含量為0.10-0.30%。

本發(fā)明的無鉍低鉛黃銅合金，通過使用鐵，鈦，鎳，鋁，錫等微量元素的復合作用，最大程度降低了鉛元素的含量，并且在保證產(chǎn)品綜合性能（切削性能、耐應力腐蝕性能、抗脫鋅性能、紅沖和焊接性能）的基礎上避開了BI、Se、Sb等高成分金屬元素的使用，避開了As砷元素的使用，減少污染。

在本發(fā)明中，上述所用的不高于是指控制所述成分的量是指小于或等于所給數(shù)值。本領域技術人員可以理解，盡管可以盡可能減小雜質和鉛的含量，但是考慮到成本需要和技術難度，通常還是會含有一定量的鉛和雜質，可以理解，隨著技術的發(fā)展，可以更有效地降低這些成分的含量。

在上述基礎上，本發(fā)明公開無鉍低鉛黃銅合金的制備方法，包括下述步驟：采用合金化處理和覆蓋保護法熔煉黃銅，投料，使鐵、鎳等在黃銅熔液中快速固溶為中間化合物，并均勻分布于晶內和晶界。

與其他類型的黃銅合金加工工藝類似，上述過程通常是在中頻有芯感應電爐中進行。

相應的，在上述處理完成后，還包括后續(xù)工藝處理步驟，即還包括將中間化合物鑄造成鑄錠、擠壓，中間熱處理、消除應力的退火的步驟。

本領域技術人員可以根據(jù)需要選擇合適的溫度條件和時間，優(yōu)選的，在1040℃下連續(xù)鑄造成鑄錠，在680~760℃溫度下進行大擠壓比擠壓，中間熱處理按冷加工的條件在500~700℃溫度下進行，在低于400℃的溫度下可進行消除應力的退火。

在最優(yōu)選情況下，本發(fā)明的無鉍低鉛黃銅合金是通過下述工藝制備的：

在中頻有芯感應電爐中，先加入銅錠和覆蓋劑冰晶石，采用合金化處理和覆蓋保護法熔煉銅鋅合金黃銅，在銅熔體中，按一定成分配比投料，使鐵、鎳等在黃銅熔液中快速固溶為中間化合物，并使金屬Fe、Ni等均勻分布于晶內和晶界，在1040℃下連續(xù)鑄造成鑄錠，在680~760℃溫度下進行大擠壓比擠壓，中間熱處理按冷加工的條件在500~700℃溫度下進行，在低于400℃的溫度下進行消除應力的退火。

上述所述的一定的成分比例，與本發(fā)明無鉍低鉛黃銅合金組成比例相匹配。