[發明專利]一種無鉛銅棒及其制備工藝

有效

• 申請號: 202110487033.3
• 申請日: 2021-05-04
• 公開（公告）號: CN113201662B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 王朝陽;連超燕;金昌錫;祝云霞;楊月紅;胡朝輝;戴春光;楊騎峰;王玉堂
• 申請（專利權）人: 寧波華成閥門有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;B21C37/04;B22D11/00;B23P15/00
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本發明屬于合金技術領域，具體涉及一種無鉛銅棒及其制備工藝。所述銅棒包括強化劑和基礎原料，所述銅棒通過強化劑對基礎原料強化獲得；以質量百分比計，所述基礎原料的組成為：Bi 0.5?0.8%，Zn 10?20%，C 0.2?0.5%，Nb 0.5?1%，余量為銅及不可避免的雜質；所述強化劑選自碳化硅。采用本發明獲得的銅棒無鉛，安全性好且兼顧鑄造性能、切削性、耐腐蝕性與機械性能。

技術領域

本發明屬于合金技術領域，具體涉及一種無鉛銅棒及其制備工藝。

背景技術

銅，因其具有優良的性能被廣泛應用于管線、 水龍頭、 供水/排水系統的金屬裝置或金屬閥等制品。目前，隨著該行業的進一步發展以及人們環保意識的提高，對銅材料的要求越來越高，限制含鉛合金的使用已成為目前的趨勢。但是現有的銅棒含鉛量高，耐磨性差，導致與銅棒相關的產品安全性和耐磨性較差，使用壽命短，不能很好的滿足市場需求。因此，市場上急切需要一種可替代含鉛黃銅，且兼顧鑄造性能、切削性、耐腐蝕性、與機械性能的合金配方。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種無鉛銅棒及其制備工藝，采用本發明可以獲得無鉛且耐磨性好的銅棒。

本發明所述的一種銅棒，包括強化劑和基礎原料，所述銅棒通過強化劑對基礎原料強化獲得；以質量百分比計，所述基礎原料的組成為：Bi 0.5-0.8%，Zn 10-20%，C 0.2-0.5%，Nb 0.5-1%，余量為銅及不可避免的雜質；所述強化劑選自碳化硅。

所述強化劑與基礎原料的質量比為1-10：100。

所述強化劑粒徑為3-5微米。

本發明所述的一種銅棒的制備工藝，其具體步驟為：

（1）上引連鑄銅桿：在熔煉裝置內熔煉、上引連續鑄造，熔煉裝置內覆蓋有木炭和石墨鱗片，采用牽引機組上引連續鑄造銅桿；

（2）銑削：將步驟（1）所得的銅桿進行銑削；

（3）連續軋制：將步驟（2）所得的銅桿為原料，采用多機架的二輥軋機軋制銅棒，軋制速度0.1-0.2米/秒；

（4）退火：采用保護氣氛光亮爐進行退火，退火溫度為300~500℃，保溫時間為6~10小時，退火后銅棒的晶粒尺寸為0.01~0.03mm；

（5）拉拔：將銅棒進行拉拔變形，變形系數為1.15-1.5；拉拔變形的速度小于8m/min；

（6）矯直：將銅棒材進行矯直變形，變形系數為1.01-1.05；矯直變形后銅棒的扭擰度每米不大于0.5mm，銅棒的平面度每米不大于1mm，銅棒的直度每米不大于0.5mm；

（7）分切：將銅棒材進行分切；

步驟（1）中具體的熔煉過程為：先加入50-60%的純銅錠，待純銅錠熔化后加熱到1150～1200℃，然后依次加入Bi，鋅， 攪拌均勻后恒溫10～15min；再依次加入C和Nb，以及余量的純銅錠， 攪拌均勻后升溫至1200～1250℃ 下熔煉15～20min，得到熔煉的混合液；在熔煉的同時將強化劑預熱至500-600℃，并將其加入混合液中。

步驟（1）中上引連續鑄造銅桿的直徑為15~45mm，上引連續鑄造銅桿的速度為200~300mm/min。

步驟（1）中銅桿銑削的尺寸為0.2~1mm。