[發明專利]一種易切削黃銅合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410197457.6
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104032170A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 陳大軍
• 申請（專利權）人: 蚌埠市宏威濾清器有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C1/06;C22F1/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術領域

本發明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種易切削黃銅合金材料及其制備方法。

背景技術

銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。在銅合金中添加鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場所。目前我國現有的銅合金仍存在一些問題，如合金內含有大量雜質元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質量重，施工困難；還不能滿足市場要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種易切削黃銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有高硬度、切削性能好、耐腐蝕的優點。

本發明的技術方案如下：

一種易切削黃銅合金材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鉬0.2-0.3、鎂1.1-1.2、硅0.1-0.2、鋁0.4-0.6、鑭0.04-0.06、鋅18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量為銅。

所述的易切削黃銅合金材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備純銅與廢銅按1：0.4-0.7比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）鋅、硅；（2）鋁、鑭、Be；（3）鉬、Pr；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為19-23分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以200-220℃/小時速率升溫至350-360℃，再以160-170℃/小時速率降溫至280-290℃，再以240-250℃/小時速率升溫至550-570℃，保溫1-2小時；再以250-260℃/小時速率降溫至100-120℃，保溫1-2小時；再以240-250℃/小時速率升溫至340-350℃，保溫1-2小時；再以250-260℃/小時速率降溫至100-120℃；再以180-190℃/小時速率升溫至300-310℃，保溫2-3小時，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：二氧化硅8-12、凹凸棒土8-12、蛭石5-8、凹凸棒土8-10、麥飯石3-4、樹木灰燼1-2、氯化鉀5-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5；其制備方法是將二氧化硅、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000℃，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。

本發明的有益效果

本發明黃銅合金不僅具有黃銅良好的加工性能，還具有鈹銅良好的彈性和硬度，而且通過添加鉬、鑭、鋁、硅等元素，增加了合金的抗氧化、耐腐蝕性能和強度，還具有優異的切削性能；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致,合金品質均一。本發明銅合金適用于水龍頭配件和閥桿等制品。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。

具體實施方式

一種易切削黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鉬0.2-0.3、鎂1.1-1.2、硅0.1-0.2、鋁0.4-0.6、鑭0.04-0.06、鋅18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量為銅。

所述的易切削黃銅合金材料的生產方法如下：

（1）、準備純銅與廢銅按1：0.6比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）鋅、硅；（2）鋁、鑭、Be；（3）鉬、Pr；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以210℃/小時速率升溫至355℃，再以165℃/小時速率降溫至285℃，再以245℃/小時速率升溫至560℃，保溫1.5小時；再以255℃/小時速率降溫至110℃，保溫1.5小時；再以245℃/小時速率升溫至345℃，保溫1.5小時；再以255℃/小時速率降溫至110℃；再以185℃/小時速率升溫至305℃，保溫2.5小時，取出空冷即得。