[發明專利]一種可切削加工黃銅合金及制備方法

有效

• 申請號: 201510225000.6
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN105039777B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 梅景;任世影;陳湖;趙紅彬;楊朝勇;毛建鋒
• 申請（專利權）人: 寧波博威合金材料股份有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C18/02;C22C30/06;C22C1/02
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司33102
• 代理人: 張一平

技術領域

本發明涉及到合金領域，具體指一種可切削加工黃銅合金及制備方法。

背景技術

黃銅有良好的工藝性能、機械性能和耐蝕性能，是有色金屬中應用最廣泛的合金材料之一。在銅鋅合金中加入一些功能元素，構成多元黃銅合金，使其能滿足特定工況的應用，最廣泛使用的是在銅鋅合金中加入鉛元素形成的鉛黃銅。鉛黃銅具有普通黃銅的機械性能、耐蝕性能、冷熱加工性能，并且由于鉛在合金中以游離的鉛質點存在，在切削加工過程中使切削屑呈碎沫狀，在高速切削后可獲得光潔度很高的表面，因此鉛黃銅在航空航天、汽車、緊固件、五金件等各行各業都有廣泛的應用。目前鉛黃銅合金中銅含量一般在57～75％之間，銅含量較高。

我國是銅資源緊缺的國家，2014年我國精銅消費量872萬噸，其中359萬噸為進口，進口比例達到41％，并且由于銅價持續保持高位，銅原材料價格占銅合金售價的70％以上，因此對銅合金加工企業而言，銅價對其資金流動和市場供求關系的影響非常嚴重。而在鋅資源儲備方面，2010年起，中國礦山產量增加幅度較大，國產鋅礦供應能力增強，自2011年起國內鋅精礦市場處于過剩狀態，市場積壓了大量鋅精礦庫存。并且鋅原材料的價格僅為銅價的三分之一左右。因此降低銅合金的成本已經成為迫在眉睫的問題。

申請號為200910058578.1的中國專利申請公開了一種銅合金耐磨材料及其制備方法，該合金組分如下：Cu：54％-57％；Al：3％-5.0％；Mn：3.5％-5.5％；Si：0.5％-1.3％；Fe：0.7％-1.5％；Zn：余量。該合金的銅含量較HPb59-1降低了2％以上，能較好的降低原材料的成本，但根據說明書記載，該合金材料的抗拉強度≥700MPa，硬度≥90HRB，延伸率3-5％，性能與鉛黃銅差異極大，由于該材料具有很高的強度和硬度，使得材料的切削加工性能較差，對刀具的磨損極大，不能滿足高速切削的要求。

又如申請號為201010232763.0的中國專利申請公開了一種無鉛易切削變形錫鉍鋅鋁合金，該合金組成為鋁8-12％；銅0.8-1.5％；鉍0.05-0.2％；錫0.05-0.15％；其余為鋅和不可避免的雜質；雜質含量≤0.05％。該合金大量使用廉價的鋅、鋁等元素，并且具有較好的切削加工性能，但由于鋅鋁合金的強度、硬度、抗蠕變性能、疲勞強度等性能較鉛黃銅要低很多，不能完全滿足應用的需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黃銅合金。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黃銅合金的制備方法。

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黃銅合金。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黃銅合金的制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該可切削加工黃銅合金，其特征在于包括下述重量組成：

銅 45wt％-54wt％

錳 0.5wt％-9.0wt％

鋅 37wt％-53wt％

銅、錳、鋅三者之和≥95wt％，不可避免雜質含量≤0.1wt％；

并且該合金中含有體心立方結構的Cu-Zn固溶體和面心立方的Cu-Mn固溶體。

較好的，所述Cu-Zn固溶體的比例≥80％，Cu-Mn固溶體比例≤20％；并且Cu-Zn固溶體中體心立方結構的比例≥85％。

更好的，所述Cu-Zn固溶體中體心立方結構的比例為95-100％。

優選所述Cu-Zn固溶體粒徑為10-30nm，Cu-Mn固溶體的粒徑為15-40nm。

所述合金的晶粒度為0.03-0.2mm。

該合金還可以包含0.001wt％-4wt％的組分X，所述X選自0.1wt％-4wt％的Pb、0.1wt％-4wt％的Bi、0.1wt％-4wt％的Sb、0.1wt％-4wt％的Se、0.001wt％-2.0wt％的B、0.001wt％-2.0wt％的P和0.001wt％-1wt％的As中的至少一種。