一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鋅31-33、硅0.3-0.5、鉍0.07-0.12、鋁3.1-3.5、錫0.01-0.03、Cr1.2-1.5、Nb0.2-0.5、Mo0.05-0.08、余量為銅。本發明的黃銅合金通過添加硅、鉍、鋁、錫、Cr、Nb、Mo等元素，使合金的強度增加，且保持良好的加工性能，切削性能好，耐腐蝕性能優異，還具有很好的抗脫鋅性能，可替代鉛黃銅、鉍黃銅、硅黃銅用于水暖、衛浴、閥門以及各種易腐蝕部件,且本合金材料含鉛低,環保健康。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場所。目前我國現有的銅合金仍存在一些問題，如合金內含有大量雜質元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質量重，施工困難；還不能滿足市場要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有強度高、耐腐蝕、切削性能好的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鋅 31-33、硅 0.3-0.5、鉍 0.07-0.12、鋁 3.1-3.5、錫 0.01-0.03、Crl.2-1.5、Nb0.2-0.5、Mo0.05-0.08、余量為銅。
[0005]所述的無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料的生產方法，其特征在于:
(1)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.6比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)鋅；(2)硅、鉍、Cr;(3)鋁、錫、Mo ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210_220°C /小時速率升溫至250_260°C，保溫50-60分鐘，再以210-220°C /小時速率升溫至580_600°C，保溫1-2小時；再以260_270°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以210-220°C /小時速率升溫至390-400°C，保溫1-2小時；再以260-270°C /小時速率降溫至100_120°C ;再以210_220°C /小時速率升溫至290-300°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土
4-8、粘土 30-35、欽白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氟硅酸鈉3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0008]本發明的有益效果
本發明的黃銅合金通過添加硅、鉍、鋁、錫、Cr、Nb、Mo等元素，使合金的強度增加，且保持良好的加工性能，切削性能好，耐腐蝕性能優異，還具有很好的抗脫鋅性能，可替代鉛黃銅、鉍黃銅、硅黃銅用于水暖、衛浴、閥門以及各種易腐蝕部件，且本合金材料含鉛低，環保健康。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提聞成品率。
【具體實施方式】
[0009]一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鋅 31-33、硅 0.3-0.5、鉍 0.07-0.12、鋁 3.1-3.5、錫 0.01-0.03,Crl.2-1.5,Nb0.2-0.5、Mo0.05-0.08、余量為銅。
[0010]所述的無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料的生產方法如下:
(1)、準備純銅與廢銅按1:0.5比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)鋅；(2)硅、鉍、Cr;(3)鋁、錫、Mo ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為24分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以215°C /小時速率升溫至255°C，保溫55分鐘，再以215°C /小時速率升溫至590°C，保溫1.5小時；再以265°C /小時速率降溫至105°C，保溫1.5小時；再以215°C /小時速率升溫至395°C，保溫1.5小時；再以265°C /小時速率降溫至105°C ;再以215 °C /小時速率升溫至295°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅15、白云石3、苦菱土
4、粘土 30、鈦白粉2、瑩石8、玉石粉4、蒙脫石1、樹木灰燼2、Na2TiF68、氟硅酸鈉3 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1_2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013]本實施例無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料，抗拉強度6 b為516Mpa，屈服強度480MPa，硬度值HB為146，導電率％IACS62，軟化溫度593°C，延伸率13%。
【權利要求】
1.一種無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鋅 31-33、硅 0.3-0.5、鉍 0.07-0.12、鋁 3.1-3.5、錫 0.01-0.03、Crl.2-1.5、Nb0.2-0.5、Mo0.05-0.08、余量為銅。
2.根據權利要求1所述的無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料的生產方法，其特征在于: (1)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.6比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)鋅；(2)硅、鉍、Cr;(3)鋁、錫、Mo ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210-220°C /小時速率升溫至250-260°C，保溫50-60分鐘，再以210-2200C /小時速率升溫至580-600°C，保溫1-2小時;再以260_270°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以210-220°C /小時速率升溫至390-400°C，保溫1-2小時；再以260-270°C /小時速率降溫至100-120°C;再以210_220°C /小時速率升溫至290-300°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的無鉛易切削耐腐蝕黃銅合金材料的生產方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土 4-8、粘土30-35、欽白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氣娃酸納3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2 600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號】C22C9/04GK104032172SQ201410197487
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】陳大軍 申請人:蚌埠市宏威濾清器有限公司