[發明專利]一種易切削黃銅棒及異型黃銅棒的制備方法

在審

• 申請號: 202110584204.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113355556A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 龐寶成;傅杰;巢國輝;夏文彬
• 申請（專利權）人: 寧波金田銅業(集團)股份有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22F1/08;B21C37/04
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

本發明公開了一種易切削黃銅棒，其特征在于：該黃銅的質量百分比組成為，Cu：57～60.5wt％；Pb：1.8～4wt％或Bi：0.9％～2wt％；Sn：0.2～0.4wt％；Fe：0.1～0.3wt％；Ni：0.1～0.3wt％；余量為鋅和不可避免的雜質。本發明通過加入鋁、錫、鐵、鎳等合金元素達到微合金化作用，調節α、β兩相組織形貌和比例，保證產品切削性能。

技術領域

本發明屬于銅合金技術領域，具體涉及一種易切削黃銅棒及黃銅異型棒的制備方法。

背景技術

黃銅是以銅和鋅為主要組元的銅-鋅二元合金，具有優良的導熱性能、力學性能、加工性能和耐腐蝕性能。在黃銅中加入鉛或鉍能夠改善黃銅的切削性能，但現有的鉛黃銅或鉍黃銅的切削性能依然需要進一步提升，根據不同的使用環境，黃銅的強度、抗應力腐蝕開裂能力也需要進一步改善。

根據黃銅具備的特點，異型黃銅棒被廣泛應用于各種深拉和生產制造的支承零件，如開口銷、螺栓、密封圈、螺帽、壓力表、不銹鋼篩網和熱管散熱零件等。

傳統的異形黃銅棒生產通常包括鑄錠的制備、擠壓成合適的異形盤線、酸洗、異形拉伸、中間退火、酸洗、異形拉伸、中間退火、酸洗、聯合拉拔，由于傳統工藝操作復雜工序多，導致生產周期長、生產成本高等問題，不符合國家節能減排的倡導。另外由于擠壓坯為異形盤線，在加工搬運和中間退火過程易發生擦傷碰傷等不良問題，影響產品的成材率和表面質量。在生產過程中多次進行退火，會導致產品晶粒粗大，影響成品的切削性能，無法滿足高速車床加工的精密零器件。

發明專利CN103667782A公開了一種黃銅圓棒材的生產工藝，采用熔煉→水平連鑄→冷拉拔→矯直的工藝，該技術的優點在于工藝流程短，生產成本低。但該工藝得到的黃銅棒材組織分布不均，β相比例低，晶粒度較大，不利于材料的切削性能。

因此，針對現有的黃銅棒以及異型黃銅棒的制備方法需要進一步改進。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種綜合性能優異的易切削黃銅棒。

本發明解決第一個技術問題所采用的技術方案為：一種易切削黃銅棒，其特征在于：該黃銅的質量百分比組成為，Cu：57～60.5wt％；Pb：1.8～4wt％或Bi：0.9％～2wt％；Sn：0.2～0.4wt％；Fe：0.1～0.3wt％；Ni：0.1～0.3wt％；余量為鋅和不可避免的雜質。

作為優選，該黃銅棒材的晶粒度為5～20μm。該范圍的晶粒度可使塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，使塑性變形越均勻，強度和硬度提高；并且晶粒與晶粒中間犬牙交錯的機會就越多，阻礙裂紋的傳播和發展，強度和韌性提高。而晶粒度＞20μm材料其強度和硬度會受到較大影響。

作為優選，該黃銅的微觀組織中β相面積含量為15～30％。β相硬而脆，β相＜15％時材料的切削性能較差，容易發生纏刀；當β相＞30％時材料的塑形會大幅下降，影響后續的加工使用。

作為優選，該黃銅的微觀組織中1mm²上鉛顆粒數量大于15000個或者1mm²上鉍顆粒數量大于8000個。鉛顆粒和鉍顆粒都是以游離的質點分布在固溶體內，具有潤滑和減摩的特性，能夠有效提高材料的切削性能，而鉛顆粒和鉍顆粒的數量是體現其提高切削性能的程度。經過中間退火的常規鉛黃銅產品鉛顆粒數量在10000個以下，鉍黃銅產品鉍顆粒數量在5000以下。

作為優選，該黃銅添加有1.8～4wt％的Pb，黃銅的微觀組織中尺寸≤1μm的鉛顆粒占總鉛顆粒數量的70％以上。鉛顆粒能有效提高黃銅的切削性能，鉛顆粒的尺寸越小，其分布的區域就越大且越均勻，微觀組織中尺寸≤1μm的鉛顆粒占總鉛顆粒數量的70％以上能有效保證黃銅切削性能優異。

作為優選，所述黃銅棒為異型。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種易切削異型黃銅棒的制備方法。