[發明專利]一種抗脫鋅無鉛鉍砷黃銅及其制備方法

有效

• 申請號: 201711177231.X
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107619966B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 陳永祿;彭秀華;王秋燕;廖春榮;蔡文偉;蔡新疆
• 申請（專利權）人: 龍巖市鴻航金屬科技有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 泉州市寬勝知識產權代理事務所(普通合伙) 35229
• 代理人: 廖秀玲

本發明涉及衛廚產業用銅合金領域，提供一種抗脫鋅腐蝕性能好、強度高、加工性能好的抗脫鋅無鉛鉍砷黃銅及其制備方法，包括將下述質量百分比的原料Cu61～63％、Bi0.5～0.9％、As0.07～0.12％、Al0.5～0.8％、Sn0.08～0.24％、Pb0.1％、其余為Zn及總量不大于0.25%的雜質熔煉、取樣檢測及澆鑄成錠的步驟。

技術領域

本發明涉及衛廚產業用銅合金領域，特別涉及一種抗脫鋅無鉛鉍砷黃銅及其制備方法。

背景技術

鉛黃銅（常見牌號為HPb59-1）因其具有良好的鑄造成型、切削、磨拋及力學性能而成為衛廚五金的首選銅合金材料，應用廣泛。該類黃銅的Zn含量超過了36%，在使用中易發生脫鋅腐蝕，特別是在海洋氣候條件下使用，直接影響衛廚五金產品的壽命。澳大利亞制訂了AS2345～2006《Dezincification resistance of copper alloys》，規定黃銅鑄造件的脫鋅層不許超過100μm。然而，實踐證明，對于一般的鉛黃銅（無論加工銅還是鑄造銅），均無法達到這一要求抑制黃銅脫鋅腐蝕的最有效、最經濟的方法是在黃銅中添加合金元素來改善其耐脫鋅腐蝕性，如添加砷、硼、銻、磷、鋁等。但是大多數合金元素可以抑制單相黃銅的耐脫鋅腐蝕，卻對雙相黃銅不起作用或作用不明顯。HPb59-1屬于雙相黃銅，研究表明，該類黃銅中的Pb不但可以改善其切削性能，還可以以Pb²⁺形式和溶液中的Cl^-、SO₄^2-離子等形成PbCl₂、PbSO₄等鈍化膜，從而阻止其脫鋅腐蝕的進行。

然而，鉛黃銅中的鉛以單質形式存在于基體，用其制成的涉水器件在使用過程中會發生析鉛。鉛污染的危害已眾所皆知，在衛廚產業領域研究無鉛易切削黃銅已是大勢所趨，目前研發應用上相對成熟的無鉛黃銅主要是鉍黃銅和硅黃銅。《California AB 1953》規定潔具及各種閥門中的Pb當量為0.25wt%以下時，即無鉛。然而，當鉛含量減少后，將弱化雙相黃銅的抗脫鋅腐蝕性能。

因此，在無鉛且達到鉛黃銅加工性能的成分條件下，提升無鉛黃銅的抗脫鋅腐蝕性能，將成為拓展無鉛黃銅應用范圍的關鍵技術。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種抗脫鋅腐蝕性能好、強度高、加工性能好的抗脫鋅無鉛鉍砷黃銅及其制備方法。

為解決此技術問題，本發明采取以下方案：一種抗脫鋅無鉛鉍砷黃銅，其特征在于：由下述質量百分比的原料組成:Cu61～63％、Bi0.5～0.9％、As0.07～0.12％、Al0.5～0.8％、Sn0.08～0.24％、Pb0.1％、其余為Zn及總量不大于0.25%的雜質。

進一步改進的是：由下述質量百分比的原料組成:Cu61％、Bi0.5％、As0.07％、Al0.5％、Sn0.08％、Pb0.06％、Zn37.75%及總量0.04%的雜質。

進一步改進的是：由下述質量百分比的原料組成:Cu62％、Bi0.7％、As0.1％、Al0.7％、Sn0.15％、Pb0.09％、Zn36.12%及總量0.14%的雜質。

進一步改進的是：由下述質量百分比的原料組成:Cu63％、Bi0.9％、As0.12％、Al0.8％、Sn0.24％、Pb0.02％、Zn34.84%及總量0.08%的雜質。

基于同一發明構思，本發明還提出抗脫鋅無鉛鉍砷黃銅的制備方法，包括：

1）在有芯工頻爐中先加入150～300kg的純紫銅米，所述工頻爐中的純紫銅米總加入量為總原料的7.5～15%，待處于半熔融狀態時，壓入預熱好的占總原料0.08～0.24％錫錠、0.5～0.9％鉍錠和占總原料0.5～0.8％鋁錠，充分攪拌后靜置10min；