[發(fā)明專利]一種無(wú)鉛耐磨銅合金及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310140116.4
• 申請(qǐng)日: 2023-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116179890A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉東皇;巢國(guó)輝;瞿福水;王文龍;張翼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波金田銅業(yè)(集團(tuán))股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C9/05
• 分類號(hào): C22C9/05;C22C9/01;C22C1/02;B22D11/045
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi);周銀銀

本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)鉛耐磨銅合金，其特征在于：該銅合金的質(zhì)量百分比組成為Cu：59～62wt％，Mn：2.0～4.0wt％，Al：1.6～2.5wt％，Si：0.4～1.0wt％，Se：0.05～0.30wt％，Pb≤0.01wt％，余量為Zn和不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)在CuZn37Mn3Al2PbSi的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，添加Se元素與合金中的Cu、Mn、Al元素形成脆性相提升了材料的切削性能，并通過(guò)合金元素Al、Mn、Si含量的重新設(shè)計(jì)，通過(guò)基體相β相、耐磨性、切削性最終實(shí)現(xiàn)了無(wú)鉛銅合金的易切削、高強(qiáng)、耐磨的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于銅合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)鉛耐磨銅合金及其制備方法。

背景技術(shù)

耐磨復(fù)雜黃銅種類很多，應(yīng)用比較廣泛，其中應(yīng)用于汽車氣門導(dǎo)管、浮動(dòng)軸承耐磨部件最常用合金牌號(hào)是CuZn37Mn3Al2PbSi，它的化學(xué)成分是：Cu：57-59wt％，Mn：1.5-3.0wt％，Al：1.3-2.3wt％，Si：0.2-0.8wt％，Pb：0.2-0.8wt％，Zn為余量。機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度≥590MPa，屈服強(qiáng)度≥350，延伸率A50≥8％，硬度HV5≥170。該合金通過(guò)Al元素固溶強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度高硬度，通過(guò)Si、Mn元素形成耐磨相實(shí)現(xiàn)耐磨，添加一定量的Pb元素實(shí)現(xiàn)良好的機(jī)械加工性能。但是隨著汽車零部件市場(chǎng)對(duì)材料無(wú)鉛化的新要求，含Pb的CuZn37Mn3Al2PbSi已不能適應(yīng)市場(chǎng)需求，因此需在該合金基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)高強(qiáng)、無(wú)鉛、易切削耐磨黃銅合金。

如公告號(hào)為CN113584342A(申請(qǐng)?zhí)?02110863895.1)的中國(guó)發(fā)明專利《一種黃銅棒材及其制備方法》，公開(kāi)了該黃銅的質(zhì)量百分比組成為Cu：57-59wt％，Pb：0.2-0.8wt％，Mn：1.5-3.5wt％，Al：1.3-2.3wt％，Si：0.2-0.8wt％，P：0.5-0.8wt％，Ca：0.4-0.6wt％，Ni：0.4-1.0wt％，B：0.01-0.03wt％，余量為Zn和不可避免的雜質(zhì)，該發(fā)明通過(guò)在CW713R基礎(chǔ)上添加P、Ca、B、Ni優(yōu)化材料的切削性能，但是該發(fā)明合金由于含有0.2-0.8wt％的Pb，并不能應(yīng)用于要求無(wú)鉛環(huán)保的領(lǐng)域。

如公告號(hào)為CN102925743A(申請(qǐng)?zhí)?01210452008.2)的中國(guó)發(fā)明專利《一種無(wú)鉛耐磨銅合金及其制備方法》，公開(kāi)了該銅合金包括銅：55-65％，鋁：0.01-6.0％，錳：0.5-5.0％，硅：0.3-3.0％，鈰0.0001-0.01％，和/或鈷0.001-2.0％，和/或鉻0.001-2.0％，鉛≤0.01％，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。該發(fā)明雖然不含Pb，但是實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于缺少易切削元素或易切削的第二相或組織形貌，材料切削性能仍然很差，不能滿足無(wú)鉛易切削性能要求。

因此，現(xiàn)有的耐磨復(fù)雜黃銅并不能滿足汽車零部件市場(chǎng)對(duì)耐磨材料高強(qiáng)、耐磨、無(wú)鉛易切削的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種高強(qiáng)、耐磨無(wú)鉛耐磨銅合金。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)鉛耐磨銅合金的制備方法。

本發(fā)明解決第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種無(wú)鉛耐磨銅合金，其特征在于：該銅合金的質(zhì)量百分比組成為Cu：59～62wt％，Mn：2.0～4.0wt％，Al：1.6～2.5wt％，Si：0.4～1.0wt％，Se：0.05～0.30wt％，Pb≤0.01wt％，余量為Zn和不可避免的雜質(zhì)。