[發明專利]一種鈦微合金化硅黃銅合金棒材及其制備方法

在審

• 申請號: 201811264234.1
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109112353A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 王超寧;瞿曉花;柯知勤;王澤潭;劉號群
• 申請（專利權）人: 九江中船消防設備有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C1/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 謝德珍

一種鈦微合金化硅黃銅合金棒材及其制備方法，該棒材由以下物質按化學成份及質量百分比的配比組成，Sn：0.05?0.2%、Zn：11.9?15.1%、Pb：0.05?0.1%、P：0.01?0.02%、Al：0.05?0.1%、Fe:0.4?0.6%、Mn:0.3?0.5%、Sb:0.01?0.05%、Si:2.5?4.0%、Bi:0.001?0.003%、Ti:0.5?1.0%，余量為Cu和難以去除的總量不大于1.5％的雜質，其中雜質元素包括N、H、O。本發明以硅黃銅合金體系作為基體，通過鈦微合金化極大細化晶粒得到一種高性能的鈦微合金化硅黃銅合金，可以顯著提高該合金的強度。

技術領域

本發明涉及一種鈦微合金化硅黃銅合金棒材及其制備方法。

背景技術

作為銅合金中使用時間最長，用量最大的鉛黃銅合金，因其具有良好的力學性能和切削性能，且成本低廉，廣泛應用于飲用水系統、管道配件、玩具以及家用電器等諸多領域.但是，由于鉛會嚴重危害人類健康和生態環境，各國對鉛黃銅的使用都制定了嚴格的限制指令。

我國是易切削黃銅的生產及使用大國，國內高校和企業致力于尋求綠色環保的易切削黃銅以替代鉛黃銅，現已形成碲系、硒系、硫系、鉍系、硅系、鎂系、鈣系、磷系、錫系、銻系及石墨系等切削黃銅系列。但由于生產成本高、資源匱乏以及現有制備技術落后等諸多因素的制約，絕大部分未能付諸產業化.硅黃銅由于具有良好的切削性能以及耐腐蝕性能等優勢，同時硅資源廣闊、儲量豐富，使得其成為最具開發潛力的鉛黃銅替代對象。

由于鉛黃銅的危害性和廣泛使用性，所以使用硅黃銅取代鉛黃銅成為當前迫切需要解決的問題。然而目前硅黃銅在力學性能方面與鉛黃銅相比仍然存在很大的差距，考慮到鉛黃銅在許多領域上的廣泛使用性，力學性能的提高必然是硅黃銅取代鉛黃銅這條路上必須跨過的一步。

目前常用的鉛黃銅HPb63-0.1的室溫抗拉強度約為370MPa，伸長率15,HPb63-3的室溫抗拉強度約為390MPa，伸長率10.而目前硅黃銅合金室溫抗拉強度約為290MPa，伸長率25。考慮到硅黃銅的應用領域，目前硅黃銅合金存在的問題主要是如何進一步提高強度等力學性能。而提高合金強度的常用方法主要有應變強化，固溶強化，彌散強化等方法，目前生產中常用的方法是應變強化，但是應變強化也限制了硅黃銅合金在某些領域上的應用，所以我們采用微合金化使晶粒細化的方法，使得硅黃銅合金的力學性能得到提高。

發明內容

本發明其目的就在于提供一種鈦微合金化硅黃銅合金棒材及其制備方法，解決了目前硅黃銅在力學性能方面與鉛黃銅相比仍然存在很大的差距的問題。

為實現上述目的而采取的技術方案是，一種鈦微合金化硅黃銅合金棒材，該棒材由以下物質按化學成份及質量百分比的配比組成，Sn：0.05-0.2%、Zn：11.9-15.1%、Pb：0.05-0.1%、P：0.01-0.02%、Al：0.05-0.1%、Fe:0.4-0.6%、Mn:0.3-0.5%、Sb:0.01-0.05%、Si:2.5-4.0%、Bi:0.001-0.003%、Ti:0.5-1.0%，余量為Cu和難以去除的總量不大于1.5％的雜質，其中雜質元素包括N、H、O。

一種鈦微合金化硅黃銅合金棒材的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

（1）首先對感應熔煉爐的爐體進行清潔處理，防止雜質污染試樣；

（2）按照化學成份及質量百分比稱取：Sn、Zn、Pb、P、Al、Fe、Mn、Sb、Si、Bi、Ti，余量為Cu，將各個金屬單質混合均勻后放入坩堝中，將坩堝置于感應熔煉爐中，啟動感應熔煉電源對合金進行加熱，達到熔點以上200K后保溫10min，熔融均勻之后澆入內徑為φ20mm的低碳鋼棒材模具中，得到直徑為φ20mm的合金棒材；

（3）制作金相試樣觀察試樣微觀組織，并計算晶粒尺寸；

（4）按照國家標準制作拉伸實驗試樣并進行拉伸力學性能測試，并包裝入庫。