一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法

一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法
【專利摘要】一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法。其特征在于該添加劑的化學成分按重量百分比為：Bi：13-17％，Mn：59-63％，Ce：13-17％，Al：7-11％。添加劑的制備方法是：將純鉍粉、錳粉、鋁粉、鈰粉按比例稱重，加入到小型粉末混合機中充分混合，然后倒入金屬模，在常溫下用液壓機壓制成棒狀料，放入到黃銅管中，制成無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰中間合金。采用此制備方法具有工藝簡單，避免了用熔鑄法所導致的原料燒損，鉍的收得率最高，無需后續處理的優點。
【專利說明】一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法。
【背景技術】
[0002]鉛黃銅因其良好的切削性能、物理性能、力學性能以及高的性價比，其中尤以HPb59-l(相當于C3771)的生產、應用量最大。被廣泛應用于輕工、電器、衛浴水暖接件、閥門等制作。但黃銅中的鉛在水中會浸出，進入人體會嚴重危害人類健康。以無毒或低毒害物質代替鉛，是減少鉛污染的主要途徑。為了減少多種制造業中鉛黃銅報廢后丟棄對環境造成的污染，必須采用不含鉛的易切削黃銅。無鉛易切削鉍黃銅就是通過改良黃銅中的成分組成，適當加入其它少量無毒害的元素如鉍元素來代替鉛的功能，使其達到易切削的目的，即滿足工業上的需要又保護了生態環境。
[0003]鉍熔點比鉛低，只有271.3°C，單獨加入易燒損。而且單獨加入的話由于鉍質硬而脆，在黃銅的β相與α相的相界分布，如果不能均勻混合而產生局部成分偏析，鉍容易產生連續薄膜，且以網狀或膜狀分布在晶界，導致合金出現熱脆和冷脆現象。傳統方法是將鉍金屬與其他金屬通過熔鑄法做成塊狀或者碎塊的中間合金，在黃銅熔煉過程中加入。而熔鑄法不僅需要提 前開爐制備中間合金，而且在熔鑄的過程中會導致鉍和其他合金元素的燒損。最后制得的塊狀中間合金，由于其塊狀材料與熔液的接觸面積較小，反應過程也較慢，導致鉍和其他貴重金屬燒損嚴重。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是，提出一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法，添加劑能夠用于無鉛易切削鉍黃銅的生產，改善鉍黃銅金相組織，提高鉍黃銅的切削性能。添加劑的制備方法能夠用于黃銅添加劑的制備，具有工藝簡單，避免了用熔鑄法所導致的原料燒損，具有合金元素的收得率最高，制品為多孔材料，與熔體接觸面積大，反應迅速，無需再破碎的優點。
[0005]本發明的技術方案是:
一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法。
[0006](I)該添加劑的化學成分按重量百分比為:B1:13-17 %，Mn:59-63 %，Ce:
13-17%, Al:7-11%。
[0007](2)添加劑制備方法是:將全部粉末加入到小型粉末混合機中充分混合0.5^2小時，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機壓制成棒狀料，壓制壓力為520-720Mpa，保壓4-8分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，管兩端用黃銅塞封閉，也可不封閉，但要保持水平放置，制成無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產品。
[0008]本發明的優點是:
(I)此添加劑中鉍元素以細小的顆粒均勻分布在合金基體時，基體中產生了微小的空間，從而割斷了基體的連續性，成為應力集中源，產生所謂的“切口效應”，構成許多弱化微區。切削過程中，在刀刃的接觸線上就有大量脆而不硬的鉍粒存在，減小了切削層面積，所以使得刀具磨損減小，切削溫度和切削力降低。這些鉍粒分割基體后，促使剪切滑移變得容易，故剪切角增大，切削呈短小的螺旋狀，切削接觸長度因此減小。錳通過影響鉍在合金中的分布狀態，從而提高合金的切削性能。稀土 Ce能夠加入有助于除氣、去雜質、凈化金屬、細化晶粒、使合金組織致密的作用。少量的鋁，能明顯改善無鉛鉍黃銅的切削性能，使切屑更細小，切削表面光潔度更高。
[0009](2)添加劑制備方法具有工藝簡單，成本低，而且避免了用熔鑄法所導致的原料燒損，與其他方法比較具有鉍的收得率最高。由于其為無粘結劑的粉末冶金制品，故產品具有多孔性，與熔體接觸面積大，反應迅速，無需再破碎的優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本發明無【專利附圖】

【附圖說明】。
【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例進一步說明本發明，而非限制本發明。
[0012]實施例1:
本發明的技術方案是:
(O將市場購得的純鉍粉、錳粉、鋁粉、鈰粉按按元素重量百分比稱重，比例為:Bi:15%，Mn:61%，Ce:15%，Al:9%。
[0013](2)將全部粉末加入到小型粉末混合機中充分混合1.5小時，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機壓制成棒狀料，壓制壓力為600Mpa，保壓5分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，兩端用黃銅塞封閉，制成無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產品。
[0014]實施例2:
本發明的技術方案是:
(O將市場購得的純鉍粉、錳粉、鋁粉、鈰粉按按元素重量百分比稱重，比例為:Bi:13%，Mn:62%，Ce:17%，Al:8%。
[0015](2)將全部粉末加入到小型粉末混合機中充分混合2小時，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機壓制成棒狀料，壓制壓力為650Mpa，保壓7分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，兩端不封閉，保持水平放置，制成無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產品。
【權利要求】
1.一種用于無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑，其化學成分按元素重量百分比為:B1:13-17%, Mn:59-63%, Ce:13-17%, Al:7_11%。
2.一種用于黃銅的添加劑制備方法，其特征在于:將全部粉末加入到小型粉末混合機中充分混合0.5^2小時，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機壓制成棒狀料，壓制壓力為520-800Mpa，保壓4_8分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，兩端可以用黃銅塞封閉，也可不封閉但要保持 水平放置，制成無鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產品。
【文檔編號】C22C22/00GK104018047SQ201410285412
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】夏卿坤, 劉煜, 謝邵輝, 何勤求, 江峻, 唐子博, 魯嘯天, 高思思, 梁亮 申請人:長沙學院