專利名稱：一種低鉛重鑄銅合金的制作方法
技術領域：
一種低鉛重鑄銅合金，涉及一種用于水暖、衛浴行業中用重熔鑄造生產的各種水曖、衛浴零部件及器材用的重鑄銅合金。
背景技術：
由于銅合金其鑄造性能、機加磨拋性能、電鍍性能、耐腐蝕性能優良，長期以來廣泛用于各種水曖、衛浴零部件及器材的制造領域，其使用性能好，壽命長。
多年來，用于各種水曖、衛浴零部件及器材制造領域的銅合金通常都含有1％～3.5％的鉛的鉛黃銅合金材料。由于鉛黃銅合金中含有一定量的鉛，具有良好的切削性。一直以來水曖衛浴制品中有很多是采用鉛黃銅進行重熔再鑄造成各種另部件，生產中用于重熔再鑄造的銅合金錠被稱做重鑄銅錠，該黃銅合金的主成份為(重量百分比) 加入鉛使得黃銅具有優良的切削性能，因為大多數鑄件都要進行局部切割、車銑、鉆焊、磨拋等機加工，其中有不少鑄件經機加工后還需進行電鍍等表面處理。含鉛的黃銅具有非常優良的切削性能，加入鋁的作用是提高鑄件強度、硬度，使合金具有良好的鑄造性能和機械性能，并且提高合金的耐腐蝕性能。控制雜質鐵和錫主要是為了使合金在鑄造過程中防止產生硬質點，這種硬質點最終將導致電鍍報廢。
近年來，人們逐漸認識到，含有鉛元素的銅合金在使用過程中，會對人體健康和環境產生不利的影響，歐盟、美國等紛紛出臺環保法律，要求2010年以后禁止使用含鉛的黃銅材料用于生產對人類健康有不利影響的水曖衛浴制品。因而研制開發新型的易切割的低鉛或無鉛黃銅材是目前銅材冶金工業領域重要技術課題。
為適應歐盟、美國等國家和地區因為環保要求，禁止使用鉛黃銅生產水曖和衛浴器具的規定，國內外都有進行了用于代替目前廣泛使用的鉛黃銅合金的研究報告。
目前，已有的研究是在銅鋅合金中加入少量的鉍或銻用于替代鉛的效果，研究者把目光放在加入鉍或者加入銻，因此國內外都相應的生產出一些可替代鉛黃銅的并且具有同樣切削效果的鉍黃銅和銻黃銅。有美國、日本、韓國等國外產品以及國內的浙江海亮集團、廣東國東公司等都有自已研制的替代產品。例如下表中所列出的一些類似產品如 Lead-Free Brass Chemical Compositions； Suppliers Products Cu Pb Bi Si Fe Al Sn Ni Mn Sb Zn； 海亮集團的鑄造用無鉛黃銅錠成份為銅60.0-62.0、鉛≤0.05、鉍0.5-1.0、鐵≤0.15、鋁0.5-7、錫≤0.15、鎳≤0.10、銻≤0.02、鋅Rem. 海亮集團的鍛造用無鉛黃銅棒成分為銅58.0-61.0、鉛≤0.1、鉍2.5-3.5、鐵≤0.15、鋅Rem； 海亮集團的機加工無鉛銅合金成份為銅58.0-61.0、鉛≤0.1、鉍0.6-1.0、鐵≤0.15，鋅Rem； 韓國大昌L/F無鉛銅合金成份為銅61-62、鉛≤0.05、鉍0.6-1.0、鐵≤0.15 鋁0.5-0.7、錫≤0.15、鎳≤0.10、銻≤0.02，鋅Rem； Starline 1294 LOW Lead銅61.25-61.75、鉛≤0.05、鉍0.85-0.95、硅≤0.01、鐵0.10-0.30、鋁0.35-0.45、錫0.20-0.40、鎳0.15-0.25、錳≤0.01、銻0.04-0.06、鋅Rem； 大瀝國東HBi59-1銅57.5-60、鉛≤0.01、鉍1.0-2.5、鐵≤0.05、鋅Rem； ASTM C89540銅58.0-64.0、鉛≤0.10、鉍0.6-1.2、鐵≤0.50、鋁0.10-0.60、錫≤1.2、鎳≤1.0、鋅32.0-38.0(Se≤.10)； 博威集團PWEHSCBRASS銅55-65、鉛≤0.01、鉍0.3-1.5、銻0.05-2.2、鋅Rem. 博威集團PWEHSBRASS銅55-65、鉛≤0.01、鉍0.3-2.0(Mn or Ni or Si0.3-1.0)銻0.05-1.5，鋅Rem. 上述已有的合金，一般主要只注重解決具有替代鉛黃銅的切削性能，但其它性能不理想。由于合金中含有成份較高且價格很貴的鉍，生產成本高。且在生產重鑄產品時，晶粒不細致，和性能不理想，形狀不美觀。由于水暖衛浴產品大部分都要求拋光電鍍，因此要求產品在電鍍前必須進行磨拋，但上述合金的磨拋性能較差，磨拋表面常會有夾雜、裂紋、硬質點等缺陷產生。
發明內容
本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種能有效減少合金中鉛含量，且鑄造性能、機加磨拋性能、電鍍性能、耐腐蝕性能均表現優良，使用壽命長，各項性能較好且生產成本較低的低鉛重鑄銅合金。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種低鉛重鑄銅合金，其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu60％-62％、Pb0.1％-0.25％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量為鋅和不可避免的雜質，且Sn≤0.15％、Ni≤0.1％。
本發明是一種低鉛重鑄銅合金，其制備過程是按化學成份要求進行稱量后，將一般的紫銅料(含鐵量低于0.3％)，升高溫熔煉使之熔化，因爐底料是含銅量60％左右的黃銅，加入紫銅料并使熔化以后，爐內銅液成份中銅含量上升到70％以上，屬高品位黃銅，其銅液的噴火溫度較高，如果銅液適當保持一定的時間使之處于高溫或噴火狀態，使黃銅熔液中的高熔點金屬或金屬化合物能熔化或溶解，其過程能除氣、除渣，還可消除黃銅材料中的硬質點，為以后重鑄或加工磨拋電鍍后不會因有硬質點而使產品報廢。經以上熔煉工藝后，再加入黃銅邊料，最后加鋅、鋁、銻和加入鉍等其它元素，使合金的化學成份合格。在熔煉生產過程中，要注意防止鐵件物品如攪棍，撈渣勺等過多的接觸熔熔銅水，更不允許有鐵件、鐵塊等難熔金屬掉進銅液中，該合金中鐵成份的控制是一關鍵技術，合金中必須有少量的鐵，其作用可細化晶粒，但鐵在銅液中過多的存在是造成硬質點的重要原因。生產時還要參照一般的普通黃銅材的生產方法，加入黃銅精煉劑，除渣劑等對銅液進行除氣、除渣，防止鑄錠或鑄件產生氣孔和夾雜。有必要時還應加入適量的晶粒細化劑，用以保證鑄件在結晶過程中得到晶粒細化的結晶組織。
本發明的這種(低鉛)重鑄銅合金，其生產的重鑄銅錠是以銅為基加入適量的鋅、銻、鉍、鋁、鐵、等主要元素，并嚴格控制雜質成份，生產的系列重鑄銅錠，特別適合用于水曖、衛浴行業中用重熔鑄造法生產的各種水曖、衛浴另部件及器材，其產品外型美觀，結構致密，形狀清淅，色澤光亮，用它生產的鑄件除上述優點外，還特別適宜于機加工如車、銑、磨拋、焊接、電鍍等，并且具有耐腐蝕，使用壽命長等優點。
具體實施例方式 一種低鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu60％-62％、Pb0.1％-0.25％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量為鋅和不可避免的雜質，且Sn≤0.15％、Ni≤0.1％。
實施例1 一種低鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu59.85％；Pb0.18％；Al0.50％；Bi0.89％；Sb0.22％；Fe0.07％Ni0.03％；Sn0.08％；Zn余量；產品規格銅錠350*120*80(mm)長*寬*高)；狀態鑄態； 檢驗項目1.酒杯試驗合格；2.表面質量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學成份合格。
檢驗說明 說明1.酒杯試驗即銅水在熔爐內熔煉結束，爐前化驗化學成份合格，準備澆鑄前，在取樣模內倒入少量銅水，并快速使銅水在取樣模內挄動，讓銅水在樣模內凝結成酒杯狀的樣品，檢查杯狀內壁，用肉眼和用手指觸摸，要求樣品內壁無粗糙質點存在，手感光滑即表示酒杯試驗合格； 說明2.表面質量檢查表面無裂紋，夾雜，氣孔等缺陷.即為合格； 說明3.拋光檢驗將鑄錠延橫截面切開，進行打磨拋光，檢查磨拋面無裂紋、氣孔、硬質點則為合格。(以下檢驗說明相同) 實施例2 一種低鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu61.53％；Pb0.10％；Al0.71％；Bi1.05；Sb0.32；Fe0.20；Ni0.10；Sn0.12；Zn余量；產品規格銅錠350*120*80(mm)長*寬*高)；狀態鑄態， 檢驗項目1.酒杯試驗合格；2.表面質量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學成份合格。
實施例3 一種低鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu62.03％；Pb0.15％；Al0.63％；Bi0.60％；Sb0.40％；Fe0.05％；Ni0.08％；Sn0.15％；Zn余量；產品規格銅錠350*120*80(mm)長*寬*高)；狀態鑄態， 檢驗項目1.酒杯試驗合格；2.表面質量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學成份合格。
實施例4 一種低鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu61.46％；Pb0.25％；Al0.58％；Bi0.69％；Sb0.20％；Fe0.15％；Ni0.009％；Sn0.11％；Zn余量；產品規格銅錠350*120*80(mm)長*寬*高)；狀態鑄態， 檢驗項目1.酒杯試驗合格；2.表面質量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學成份合格。
權利要求
1.一種低鉛重鑄銅合金，其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu60％-62％、Pb0.1％-0.25％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量為鋅和不可避免的雜質，且Sn≤0.15％、Ni≤0.1％。
全文摘要
一種低鉛重鑄銅合金，涉及一種用于水暖、衛浴行業中用重熔鑄造生產的各種水曖、衛浴零部件及器材用的重鑄銅合金。其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu60％-62％、Pb0.1％-0.25％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量為鋅和不可避免的雜質。本發明的這種(低鉛)重鑄銅合金，其生產的重鑄銅錠是以銅為基加入適量的鋅、銻、鉍、鋁、鐵、等主要元素，并嚴格控制雜質成份，生產的系列重鑄銅錠，特別適合用于水暖、衛浴行業中用重熔鑄造法生產的各種水暖、衛浴零部件及器材，其產品外型美觀，結構致密，形狀清淅，色澤光亮，用它生產的鑄件除上述優點外，還特別適宜于機加工如車、銑、磨拋、焊接、電鍍等，并且具有耐腐蝕，使用壽命長等優點。
文檔編號C22C9/04GK101250643SQ20081008418
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月28日 優先權日2008年3月28日
發明者糜洪國, 毛岳山, 王文江 申請人:佛山市國鷗銅業有限公司