抗脫鋅易切削黃銅棒及其生產方法
【專利摘要】本發明提供一種力學性能優異、致密度高、切削性能好的抗脫鋅易切削黃銅棒及其生產方法，包括將下述質量百分比的原料Cu60～66％、Bi0.1～0.6％、Sn0.1～0.5％、Fe0.02～0.07％、Al0.2～0.8％、變質劑<0.0038％、Si0.2～0.3％、Ni<0.15％、Pb<0.15％、砷銅合金0.08～0.18％、其余為Zn及總量不大于0.5%的雜質熔鑄擠壓實心黃銅錠的步驟及將黃銅錠擠壓成銅棒的步驟。
【專利說明】
抗脫巧易切削黃銅棒及其生產方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種水暖衛浴零部件及生產方法，特別設及一種抗脫鋒易切削黃銅棒 及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 鉛黃銅具有優良的冷熱加工性能、極好的切削性能和自潤滑等特點，能滿足各種 形狀零部件的鑄造、鍛造、機加工、拋光等工藝，因此鉛黃銅被廣泛應用于電子電訊、家電、 航天航空、汽車、五金裝飾、船舶制造W及衛浴水暖等行業。現有的低鉛環保引鑄黃銅棒表 面質量差，不易拋光電鍛，加工難度大，切削加工中很容易開裂，沖壓成型中更易開裂，且抗 脫鋒、耐腐蝕性能不好，因此大部分生產廠家不得不沿用含鉛的黃銅棒來生產復雜零部件， 運種鉛黃銅棒具有良好的切削性能，應用于五金制品、自行車、制筆、電子、電池、家用電器、 通訊、鐘表等各行各業。但鉛是對人體危害相對較大的重金屬之一，而且鉛排入環境不易除 去，并在環境中積累起來，極易對生物和人體產生一定的毒性作用，特別是對兒童的腦神經 和腎功能造成不可逆轉的損傷，嚴重的會造成血鉛、腦鉛中毒、智力遲純、癡呆、好動等不良 后果。因此現在國內外都在致力于無鉛銅棒的開發應用。
[0003] 目前，我國市場上替代鉛黃銅的無鉛環保黃銅使用量相對較多的主要有祕黃銅和 娃黃銅。祕黃銅的切削性能比較接近鉛黃銅，但祕黃銅卻存在明顯的缺點，即對冷卻速度有 很高的敏感性，容易造成開裂，另一方面無鉛祕黃銅焊接性能差，因此給零部件加工帶來難 度，運是因為祕黃銅在300~450°C (中溫)之間有很嚴重的熱脆現象，在運一溫度段的焊接 頭很容易開裂，其可靠性很值得懷疑；同時無鉛祕黃銅在后續金屬切削加工時，如果冷卻不 好也容易產生熱裂，所W祕黃銅很難獲得廣泛的推廣和使用。作為鉛黃銅另一種替代品的 娃黃銅，其優點是熱加工性能好，可焊性好，也有優良的抗脫鋒性能和抗應力腐蝕性能，但 切削性能與祕黃銅相差較多，冷加工效率低，切削時刀具易磨損;該無鉛娃黃銅，其中的銅 添加量較高，一般達73~77%左右，甚至更高至79~83%，因此，原料成本也比祕黃銅高得 多。
[0004] 中國專利號為化:201110006965.8公開一種無鉛易切削耐腐蝕娃祕黃銅合金，該 合金由W下質量百分比的各組分組成：Cu60.0%~65.0%，Si0.6%~1.8%，Bi0.2%~ 1.5%，410.02%~0.5%，化+]?11+511<1.5%，銅姉合金0.01%~0.5%，80.002%~0.02%， 其余為鋒及總量不大于0.5%的雜質。該專利研究人員在含有娃元素的黃銅基體中添加祕， W改善黃銅的切削性能、熱加工性能和抗應力腐蝕性能，防止材料力腐蝕的開裂。但是，上 述專利為了顯著改善基體的切削性能，其成分中娃含量都在〇.4%W上，導致材料硬度顯著 增大，嚴重降低基體的切削性能，影響材料的使用性能，另外，上述專利加入含量>0.6%的 Bi,不僅浪費材料成本容易形成不連續點狀分布在基體中，容易引起熱脆，影響材料的整體 性能。另外，用上述專利的娃祕黃銅合金引鑄的黃銅棒抗脫鋒耐腐蝕性能不好，不能滿足衛 浴銅制品的要求，基于此現狀，本公司開展了對抗脫鋒無鉛易切削黃銅棒的研究。
【發明內容】
[0005] 針對上述問題，本發明提出一種力學性能優異、致密度高、切削性能好的抗脫鋒易 切削黃銅棒及其生產方法。
[0006] 為解決此技術問題，本發明采取W下方案:抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質量百分 比的原料組成： Cu60 ~66%、810.1~0.6%、5110.1~0.5%、化0.02~0.07%、410.2~0.8%、變質劑< 0.0038%、510.2~0.3%、化<0.15%、？6<0.15%、神銅合金0.08~0.18%、其余為化及總量 不大于0.5%的雜質。
[0007] 進一步改進的是：由下述質量百分比的原料組成：Cu61.215%、Bi0.321%、 8110.157%、尸60.02%、410.568%、變質劑0.0036%、510.27%、化0.12%、？60.061%、神銅 合金0.095%、Zn37.13%及總量0.0394%的雜質。
[000引進一步改進的是：由下述質量百分比的原料組成：Cu60. 12%、Bi0.365%、 8110.138%、尸60.031%、410.562%、變質劑0.0025%、510.21%、化0.012%、？60.125%、神 銅合金0.15%、Zn38.28%及0.0045%的雜質。
[0009] 進一步改進的是：由下述質量百分比的原料組成：Cu60.04%、Bi0.348%、 8110.137%、尸60.032%、410.560%、變質劑0.0034%、510.23%、化0.007%、？60.122%、神 銅合金0.17%、Zn38.35%及總量不大于0.0006%的雜質。
[0010] 進一步改進的是:所述變質劑為棚元素。
[0011] 基于同一發明構思本發明還提供一種抗脫鋒易切削黃銅棒的生產方法，包括引鑄 擠壓實屯、引鑄棒的步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入100~150Kg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原 料的20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、Pb及化，因此后續制備工藝中無需加入，如果后續爐 前取樣檢測成分發現Fe含量不在0.02~0.07 %比例范圍內的話再補入銅鐵合金或者沖淡 化含量，將已敲碎的粒度控制在2cm內的工業娃，裝入合適直徑的銅管內，分成若干份，置于 相蝸底部的銅屑上，再加入200~300kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，最后 在表面覆蓋上厚度為3~5cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業娃等原料充分溶解； 2) 繼續加入余量無鉛娃黃銅屑，充分攬拌成半烙融狀態后，在低溫狀態下依次加入占 上述總原料37~39%的0#鋒、0.1~0.5%的錫錠、0.1~0.6%的祕錠； 3) 加入占總原料60~66%的電解銅，當電解銅溶解3/4后，加入預熱好的占總原料0.2~ 0.8%侶錠，借助合金化過程中產生大量熱量來促進余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分攬拌，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.003~0.006%; 5) 當全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態，靜置10~15分鐘后，取樣進行成分分析， 根據成分測試結果，重新調整銅液成分，如果測出Fe元素成分占總原料比例不在0.02~ 0.07%范圍內的話，則需要用銅鐵合金進行微量補償，而其他主要元素都W純金屬進行補 料，直至滿足成分要求為止，繼而化渣圉取光杯，判斷烙體的流動性； 6 )再次升溫至噴火狀態，靜置5~9min，使得雜質上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.08~0.18%的神銅合金和加入占總原料總量不大于 0.0038%的B元素變質細化劑，充分攬拌2~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進行拋光并進行結晶分析，若拋光面雜質點數和結晶組織形態兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結晶器安裝到 保溫爐上，安裝時，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機水平； 10) 最后用牽引機開始引鑄，開始引鑄前應將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業電 壓為250~300V電壓，同時給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s，準備工作做好后開始引 棒，因研始引棒時牽引機速度調慢至40~60mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到 180~240V，調整牽引機速度調至60~80mm/min，并打開冷卻水開關，水量為5.化/s，引棒長 度達到一米W上可將拉速調整到工藝要求的速度80~lOOmm/min，待引棒正常后，將牽引機 同步銀調整到需要銀切的長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0012] 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓模孔流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。
[0013] 進一步改進的是:所述步驟5)中噴火的溫度為1000~1150°C。
[0014] 進一步改進的是:所述擠壓裝置包括擠壓筒、擠壓模及擠壓軸，所述擠壓筒內具有 可容置被擠壓制品的擠壓孔，所述擠壓軸設于擠壓孔的一端，所述擠壓模固設于擠壓筒遠 離擠壓軸的那一端，所述擠壓模上設有可將被擠壓制品擠出的擠壓模孔，所述擠壓軸的自 由端與推壓驅動裝置相連動并通過推壓驅動裝置可同時前進或后退。
[0015] 進一步改進的是:所述擠壓筒的擠壓孔內位于擠壓軸的前端還設有擠壓墊片。
[0016] 通過采用前述技術方案，本發明的有益效果是:本發明采用特定的成分、特定的配 比、特定的制備方法制備無鉛易切削銅錠的生產方法，在生產過程中嚴格控制各原料的添 加順序，避免各原料有效成分的燒損，配方中的娃含量在〇.3%W下，在該成分含量的配比 中，祕含量為0.1~0.6%，不僅顯著改善了基體的切削性能，也不會導致材料硬度顯著變大， 在減少祕材料成本的同時還避免了過多的祕在基體中形成不連續點狀分布的現象，熱脆， 影響材料的整體性能的缺陷，與現有技術相比，除了有較好性價比外，還同時兼備祕黃銅和 娃黃銅的優點，而相對而言又克服了它們的缺點。通過選擇最適當的添加量W得到累積效 果，確保合金材料有優良的切削性能，抗腐蝕性能，冷熱加工性能和力學性能。與現有的祕 黃銅、鉛黃銅、娃黃銅相比是一種綜合性能較好的易切削材料。且本發明娃祕黃銅顯著降低 鉛對人體的危害，娃在黃銅中的鋒當量為10~12,其添加量應該W保留皿和片相，并出現少 量的r相為宜，運樣有利于在基體中形成彌散質點，提高產品的易切削性能。
[0017] 生產中加入適宜的Fe元素對于細化劑的形核作用起到積極作用；含量過低，細化 效果不明顯，含量過高，容易引起硬質點增生，影響拋光質量，所W控制其含量為0.02~ 0.08〇/〇。
[0018] 本發明所使用的B變質細化劑，可消除粗大柱狀晶，顯著細化晶粒，并且消除裂紋、 麻點、氣孔等現象。在工頻爐中添加棚元素變質細化劑的同時還加入了神銅合金，能有效地 抑制黃銅棒在使用中的脫鋒和被腐蝕。脫鋒是沿著晶體內部的滲流通道，W雙空位擴散的 方式進行;雙空位主要是在腐蝕過程中產生的。在神、棚均加的黃銅管中，棚與神按原子比 I: I即WAs-B對的方式占據雙空位，或擴散至腐蝕后產生的雙空位處，運樣雙空位就被As 一 B對完全填充，從而阻斷了滲流通道，因此，在生產抗脫鋒耐蝕性黃銅管時，需要同時加入 微量的棚和神。
【附圖說明】
[0019] 圖1為HPb59-l鉛黃銅斷屑圖； 圖2為本發明無鉛易切削黃銅斷屑圖； 圖3是普通娃黃銅末變質組織圖； 圖4是普通娃黃銅變質組織圖； 圖5是抗脫鋒易切削黃銅棒變質組織圖。
[0020] 圖6本發明擠壓裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ]現結合和具體實施例對本發明進一步說明。
[0022] 實施例一； 本發明實施例一公開一種抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質量百分比的原料組成： 加61.215%、810.321%、5110.157%、尸60.02%、410.568%、棚元素0.0036%、510.27%、 NiO. 12%、Pb0.0 61 %、神銅合金0.095%、Zn37.13%及總量0.0394%的雜質。
[0023] 上述原料配比生產抗脫鋒易切削黃銅棒的生產方法，包括引鑄擠壓實屯、引鑄棒的 步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入IOOKg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原料的 20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、饑及Fe,因此后續制備工藝中無需加入，如果后續爐前取 樣檢測成分發現化含量不是占總原料的0.02%的話再補入銅鐵合金或者沖淡化含量，將已 敲碎的粒度控制在2cm內的工業娃，裝入合適直徑的銅管內，分成若干份，置于相蝸底部的 銅屑上，再加入200kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，此處的烙煉清渣劑直接 采購上海旺南金屬烙劑有限公司的產品，為公知產品，運里不做詳細說明，最后在表面覆蓋 上厚度為3cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業娃等原料充分溶解； 2) 繼續加入余量無鉛娃黃銅屑，充分攬拌成半烙融狀態后，在低溫狀態下依次加入占 上述總原料37.13%的0#鋒、0.157%的錫錠、0.321%的祕錠； 3 )加入占總原料61.215 %的電解銅，當電解銅溶解3 / 4后，加入預熱好的占總原料 0.568%侶錠，借助合金化過程中產生大量熱量來促進余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分攬拌，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.003%; 5) 當全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態，噴火的溫度為1000°C，靜置10~15分鐘 后，取樣進行成分分析，根據成分測試結果，重新調整銅液成分，如果測出Fe含量不是占總 原料的0.02%的話再補入銅鐵合金或者沖淡化含量，則需要用銅鐵合金進行微量補償，而 其他主要元素都W純金屬進行補料，直至滿足成分要求為止，繼而化渣圉取光杯，判斷烙體 的流動性； 6 )再次升溫至噴火狀態，靜置5min，使得雜質上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.095 %的神銅合金和加入占總原料0.0036%的B元素變 質細化劑，充分攬拌2~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進行拋光并進行結晶分析，若拋光面雜質點數和結晶組織形態兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結晶器安裝到 保溫爐上，安裝時，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機水平； 10) 最后用牽引機開始引鑄，開始引鑄前應將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業電 壓為250V電壓，同時給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s,準備工作做好后開始引棒，巧U 開始引棒時牽引機速度調慢至40mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到180V，調整 牽引機速度調至60mm/min，并打開冷卻水開關，水量為5.化/s,引棒長度達到一米W上可將 拉速調整到工藝要求的速度80mm/min，待引棒正常后，將牽引機同步銀調整到需要銀切的 長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0024] 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓模孔流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。
[0025] 如圖6,所述擠壓裝置包括擠壓筒1、擠壓模2及擠壓軸3,所述擠壓筒1內具有可容 置被擠壓制品的擠壓孔11，所述擠壓軸3設于擠壓孔11的一端，所述擠壓模2固設于擠壓筒1 遠離擠壓軸3的那一端，所述擠壓模2上設有可將被擠壓制品擠出的擠壓模孔21，所述擠壓 筒1的擠壓孔內位于擠壓軸的前端還設有擠壓墊片4,所述擠壓軸的自由端與推壓驅動裝置 相連動并通過推壓驅動裝置可同時前進或后退。需要說明的是被擠壓銅錠需加熱至720°C ~760°C。
[0026] 本發明采用特定的成分、特定的配比、特定的制備方法制備無鉛易切削銅錠的生 產方法，在生產過程中嚴格控制各原料的添加順序，避免各原料有效成分的燒損，配方中的 娃含量在〇.3%W下，在該成分含量的配比中，祕含量為0.^0.6%，不僅顯著改善了基體的切 削性能，也不會導致材料硬度顯著變大，在減少祕材料成本的同時還避免了過多的祕在基 體中形成不連續點狀分布的現象，熱脆，影響材料的整體性能的缺陷，與現有技術相比，除 了有較好性價比外，還同時兼備祕黃銅和娃黃銅的優點，而相對而言又克服了它們的缺點。 通過選擇最適當的添加量W得到累積效果，確保合金材料有優良的切削性能，抗腐蝕性能， 冷熱加工性能和力學性能。與現有的祕黃銅、鉛黃銅、娃黃銅相比是一種綜合性能較好的易 切削材料。且本發明娃祕黃銅顯著降低鉛對人體的危害，娃在黃銅中的鋒當量為10~12,其 添加量應該W保留?和片相，并出現少量的:：r相為宜，運樣有利于在基體中形成彌散質點， 提高產品的易切削性能。
[0027] 生產中加入適宜的Fe元素對于細化劑的形核作用起到積極作用；含量過低，細化 效果不明顯，含量過高，容易引起硬質點增生，影響拋光質量，所W控制其含量為0.02~ 0.08〇/〇。
[0028] 本發明所使用的B變質細化劑，可消除粗大柱狀晶，顯著細化晶粒，并且消除裂紋、 麻點、氣孔等現象。在工頻爐中添加棚元素變質細化劑的同時還加入了神銅合金，能有效地 抑制黃銅棒在使用中的脫鋒和被腐蝕。脫鋒是沿著晶體內部的滲流通道，W雙空位擴散的 方式進行;雙空位主要是在腐蝕過程中產生的。在神、棚均加的黃銅管中，棚與神按原子比 1:1即WAs-B對的方式占據雙空位，或擴散至腐蝕后產生的雙空位處，運樣雙空位就被As 一 B對完全填充，從而阻斷了滲流通道，因此，在生產抗脫鋒耐蝕性黃銅管時，需要同時加入 微量的棚和神。
[0029] 祕和鉛一樣都是在烙融狀態下和銅無限互溶，但在固態時卻幾乎不固溶的元素。 祕脆且烙點較低，在合金中形成脆而不硬的彌散小質點，因此祕的存在可W視為合金基體 中產生的微小空間，從而割斷了基體的連續性，加上黃銅基體中存在片相和微量的r相，兩 者都能夠成為應力集中源，產生所謂的"切口效應"，構成許多弱化微區，改善切削性能。從 圖1可W看出：HPb59-l銅屑形狀為細碎的長針狀，如圖2,而無鉛易切削黃銅斷屑除了有細 碎的長針狀，還有一部分是小片狀和螺旋狀，整體切削力不大，加工表面光滑，滿足要求。
[0030] 本發明的橫截面硬質點個數滿足0級要求(個數<1)。
[0031] 圖3、圖4和圖5為娃黃銅和娃祕黃銅的結晶組織。從圖3可見，未經過變質的娃黃銅 (娃含量0.3~0.6,無祕元素)邊緣呈現出粗大的柱狀晶，中部為明顯的粗晶形態，運種組織 形態致密度低，力學性能差，容易導致后續加工的開裂現象；圖4則為娃黃銅（娃含量0.3~ 0.6%，無祕元素)經過變質處理的組織圖，整體晶粒相對未變質來說，晶粒細小了很多，但還 是顯現出粗晶形態；圖5則為抗脫鋒易切削黃銅棒的結晶組織，從圖可W看到：組織外測為 較大(厚度約為IOmm)的連續均勻的粗晶環，中部為肉眼難W判斷、均勻致密的細晶區，其精 煉效果優異，銅錠重烙時，晶粒細小，不會發生晶粒粗大而導致開裂現象。
[0032] 實施例二： 本發明公開一種抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質量百分比的原料組成：Cu60.12%、 810.365%、5110.138%、尸60.031%、410.562%、棚元素0.0025%、510.21%、化0.012%、 PbO. 125%、神銅合金0.15%、Zn38.28%及0.0045%的雜質。
[0033] 上述原料配比生產抗脫鋒易切削黃銅棒的生產方法，包括引鑄擠壓實屯、引鑄棒的 步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入125Kg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原料的 20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、饑及Fe,因此后續制備工藝中無需加入，如果后續爐前取 樣檢測成分發現Fe含量不是占總原料的0.031%的話再補入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，將 已敲碎的粒度控制在2cm內的工業娃，裝入合適直徑的銅管內，分成若干份，置于相蝸底部 的銅屑上，再加入250kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，最后在表面覆蓋上厚 度為4cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業娃等原料充分溶解； 2) 繼續加入余量無鉛娃黃銅屑，充分攬拌成半烙融狀態后，在低溫狀態下依次加入占 上述總原料38.28%的0#鋒、0.138%的錫錠、0.365%的祕錠； 3) 加入占總原料60.12%的電解銅，當電解銅溶解3/4后，加入預熱好的占總原料0.562〇/〇 侶錠，借助合金化過程中產生大量熱量來促進余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分攬拌，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.004%; 5) 當全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態，噴火的溫度為llOOr。靜置10~15分鐘 后，取樣進行成分分析，根據成分測試結果，重新調整銅液成分，如果測出Fe元素成分不是 占總原料的0.02%的話再補入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，則需要用銅鐵合金進行微量補 償，而其他主要元素都W純金屬進行補料，直至滿足成分要求為止，繼而化渣圉取光杯，判 斷烙體的流動性； 6 )再次升溫至噴火狀態，靜置5~9min，使得雜質上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.15%的神銅合金和加入占總原料總量0.0025%的B元 素變質細化劑，充分攬拌2~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進行拋光并進行結晶分析，若拋光面雜質點數和結晶組織形態兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結晶器安裝到 保溫爐上，安裝時，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機水平； 10) 最后用牽引機開始引鑄，開始引鑄前應將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業電 壓為280V電壓，同時給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s,準備工作做好后開始引棒，巧U 開始引棒時牽引機速度調慢至50mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到180~ 240V，調整牽引機速度調至70mm/min，并打開冷卻水開關，水量為5.化/s,引棒長度達到一 米W上可將拉速調整到工藝要求的速度90mm/min，待引棒正常后，將牽引機同步銀調整到 需要銀切的長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0034]所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓模孔流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。所述擠壓裝置采用上述實施例一中的擠壓裝置。
[00；35] 實施例 本發明公開一種抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質量百分比的原料組成：Cu60.04%、 BiO.348%、SnO. 137%、Fe0.032%、A10.560%、B0.0034%、Si0.23%、Ni0.007%、 PbO. 122%、神銅合金0.17%、Zn38.28%及總量不大于0.0006%的雜質。
[0036]上述原料配比生產抗脫鋒易切削黃銅棒的生產方法，包括引鑄擠壓實屯、引鑄棒的 步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入150Kg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原料的 20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、饑及Fe,因此后續制備工藝中無需加入，如果后續爐前取 樣檢測成分發現Fe含量不在0.032 %比例范圍內的話再補入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，將 已敲碎的粒度控制在2cm內的工業娃，裝入合適直徑的銅管內，分成若干份，置于相蝸底部 的銅屑上，再加入300kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，最后在表面覆蓋上厚 度為5cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業娃等原料充分溶解； 2) 繼續加入余量無鉛娃黃銅屑，充分攬拌成半烙融狀態后，在低溫狀態下依次加入占 上述總原料38.28%的0#鋒、0.137%的錫錠、0.348%的祕錠； 3) 加入占總原料60.04%的電解銅，當電解銅溶解3/4后，加入預熱好的占總原料0.560% 侶錠，借助合金化過程中產生大量熱量來促進余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分攬拌，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.006%; 5) 當全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態，噴火的溫度為1150°C，靜置10~15分鐘 后，取樣進行成分分析，根據成分測試結果，重新調整銅液成分，如果后續爐前取樣檢測成 分發現Fe含量不是占總原料的0.032 %的話再補入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，則需要用銅 鐵合金進行微量補償，而其他主要元素都W純金屬進行補料，直至滿足成分要求為止，繼而 化渣圉取光杯，判斷烙體的流動性； 6 )再次升溫至噴火狀態，靜置5~9min，使得雜質上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.17%的神銅合金和加入占總原料總量0.0034%的B元 素變質細化劑，充分攬拌2~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進行拋光并進行結晶分析，若拋光面雜質點數和結晶組織形態兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結晶器安裝到 保溫爐上，安裝時，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機水平； 10) 最后用牽引機開始引鑄，開始引鑄前應將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業電 壓為300V電壓，同時給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s,準備工作做好后開始引棒，巧U 開始引棒時牽引機速度調慢至60mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到240V，調整 牽引機速度調至80mm/min，并打開冷卻水開關，水量為5.化/s,引棒長度達到一米W上可將 拉速調整到工藝要求的速度lOOmm/min，待引棒正常后，將牽引機同步銀調整到需要銀切的 長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0037] 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓模孔流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。所述擠壓裝置采用上述實施例一中的擠壓裝置。
[0038] W上所記載，僅為利用本創作技術內容的實施例，任何熟悉本項技藝者運用本創 作所做的修飾、變化，皆屬本創作主張的專利范圍，而不限于實施例所掲示者。
【主權項】
1. 抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質量百分比的原料組成： Cu60 ~66%、810.1~0.6%、5110.1~0.5%、卩60.02~0.07%、厶10.2~0.8%、變質劑〈 0.0038%、5丨0.2~0.3%、附〈0.15%、？13〈0.15%、砷銅合金0.08~0.18%、其余為211及總量 不大于0.5%的雜質。2. 根據權利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質量百分比的原料 組成：(：1161.215%、810.321%、5110.157%、卩60.02%、厶10.568%、變質劑0.0036%、 SiO · 27%、NiO · 12%、PbO · 061 %、砷銅合金0 · 095%、Zn37 · 13%及總量0 · 0394%的雜質。3. 根據權利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質量百分比的原料 組成：(：1160.12%、810.365%、5110.138%、卩60.031%、厶10.562%、變質劑0.0025%、 SiO · 21 %、NiO · 012%、PbO · 125%、砷銅合金0 · 15%、Zn38 · 28%及0 · 0045%的雜質。4. 根據權利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質量百分比的原料 組成：Cu60.04 %、BiO .348 %、SnO. 137%、Fe0.0 32 %、AlO .560 %、變質劑0.0034 %、 SiO · 23 %、NiO · 007%、PbO · 122%、砷銅合金0 · 17 %、Zn38 · 35%及總量不大于0 · 0006%的雜 質。5. 根據權利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于:所述變質劑為硼元素。6. 抗脫鋅易切削黃銅棒的生產方法，其特征在于:包括引鑄擠壓實心引鑄棒的步驟及 將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實心引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入100~150Kg的無鉛硅黃銅肩，所述無鉛硅黃銅肩總加入量為總原 料的20%，所述無鉛硅黃銅肩中含有Ni、Pb及Fe，因此后續制備工藝中無需加入，如果后續爐 前取樣檢測成分發現Fe含量不在0.02~0.07 %比例范圍內的話再補入銅鐵合金或者沖淡 Fe含量，將已敲碎的粒度控制在2cm內的工業硅，裝入合適直徑的銅管內，分成若干份，置于 坩堝底部的銅肩上，再加入200~300kg的無鉛硅黃銅肩覆蓋，撒上2.5kg熔煉清渣劑，最后 在表面覆蓋上厚度為3~5cm的煅燒木炭，打380V的高壓，讓銅肩和工業硅等原料充分溶解； 2) 繼續加入余量無鉛硅黃銅肩，充分攪拌成半熔融狀態后，在低溫狀態下依次加入占 上述總原料37~39%的0#鋅、0.1~0.5%的錫錠、0.1~0.6%的鉍錠； 3) 加入占總原料60~66%的電解銅，當電解銅溶解3/4后，加入預熱好的占總原料0.2~ 0.8%錯錠，借助合金化過程中產生大量熱量來促進余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可以改善引鑄棒光澤的銅鎂中間合金壓入銅液底部，充分攪拌，銅鎂合金 加入量為總原料比例的〇. 003~0.006%; 5) 當全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態，靜置10~15分鐘后，取樣進行成分分析， 根據成分測試結果，重新調整銅液成分，如果測出Fe元素成分占總原料比例不在0.02~ 0.07%范圍內的話，則需要用銅鐵合金進行微量補償，而其他主要元素都以純金屬進行補 料，直至滿足成分要求為止，繼而扒渣g取光杯，判斷熔體的流動性； 6 )再次升溫至噴火狀態，靜置5~9min，使得雜質上浮，扒渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.08~0.18%的砷銅合金和加入占總原料總量不大于 0.0038%的B元素變質細化劑，充分攪拌2~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進行拋光并進行結晶分析，若拋光面雜質點數和結晶組織形態兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結晶器安裝到 保溫爐上，安裝時，用牽引棒對正中心，以保證與牽引機水平； 10) 最后用牽引機開始引鑄，開始引鑄前應將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業電 壓為250~300V電壓，同時給水冷套中送入少量水，水量為2.5L/s，準備工作做好后開始引 棒，剛開始引棒時牽引機速度調慢至40~60mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到 180~240V，調整牽引機速度調至60~80mm/min，并打開冷卻水開關，水量為5. OL/s，引棒長 度達到一米以上可將拉速調整到工藝要求的速度80~100mm/min，待引棒正常后，將牽引機 同步鋸調整到需要鋸切的長度，將長銅棒鋸短成可以用來擠壓的短引鑄棒； 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內并利用擠壓裝置對短 銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓模孔流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性 加工方法。7. 根據權利要求6所述的抗脫鋅易切削黃銅棒的生產方法，其特征在于:所述步驟5)中 噴火的溫度為1000~1150°C。8. 根據權利要求6所述的低鉛擠制黃銅棒的生產方法，其特征在于:所述擠壓裝置包括 擠壓筒、擠壓模及擠壓軸，所述擠壓筒內具有可容置被擠壓制品的擠壓孔，所述擠壓軸設于 擠壓孔的一端，所述擠壓模固設于擠壓筒遠離擠壓軸的那一端，所述擠壓模上設有可將被 擠壓制品擠出的擠壓模孔，所述擠壓軸的自由端與推壓驅動裝置相連動并通過推壓驅動裝 置可同時前進或后退。9. 根據權利要求8所述的低鉛擠制黃銅棒的生產方法，其特征在于:所述擠壓筒的擠壓 孔內位于擠壓軸的前端還設有擠壓墊片。
【文檔編號】C22C1/03GK105925837SQ201610464063
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】彭秀華, 陳永祿, 張海高, 王秋燕, 王文華, 盧清鋒
【申請人】龍巖市鴻航金屬科技有限公司