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一種環(huán)保無鉛合金新材料合金棒的制作方法

文檔序號:9485325閱讀:522來源:國知局
一種環(huán)保無鉛合金新材料合金棒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料,特別是涉及一種環(huán)保無鉛合金新材料合金棒。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的錫青銅材料為了實現(xiàn)易切肩性能而往往會添加鉛元素,隨著環(huán)保意識的明顯提高,含鉛元素的青銅合金已經(jīng)不能滿足國內(nèi)外高端市場的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保無鉛合金新材料合金棒,保留現(xiàn)有錫青銅的切肩等機械性能,同時滿足了對環(huán)保性能的要求。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種環(huán)保無鉛合金新材料合金棒,合金棒的成分包含鋅(Zn)、錫(Sn)、娃(Si)和銅(Cu),其中,合金棒的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):7-9%,錫(Sn):2-4%,硅(Si): 1-4%,余量為銅(Cu)。
[0006]進一步地,合金棒的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):7.3-8.8%,錫(Sn):2.3-3.8%,硅(Si):1.2-3.8%,余量為銅(Cu)。
[0007]進一步地,合金棒的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):8%,錫(Sn):3%,硅(Si):2.5%,余量為銅(Cu)。
[0008]進一步地,合金棒直徑為175mm。
[0009]—種上述環(huán)保無鉛合金新材料合金棒的制備方法,包含以下步驟:
[0010]步驟1:按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi),加熱完全熔化后保溫;
[0011]步驟2:用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后,在合金液體上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化,并保溫;
[0012]步驟3:采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗;
[0013]步驟4:進一步保溫,然后重新升溫到1300°C,并開啟工頻電爐的震動裝置,采用水平連鑄方法鑄制成外徑為Φ 200mm、長度為500mm的實心合金棒;
[0014]步驟5:擠壓前退火,用箱式退火爐對合金棒進行退火處理;
[0015]步驟6:用光錠機對退火后的毛坯合金棒進行表面加工,加工為表面光潔直徑Φ 195mm、長度500mm的合金棒,采用2000噸雙動擠壓機擠壓,經(jīng)過多次擠壓后合金棒直徑Φ 180mm、長度 580mm ;
[0016]步驟7:用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金棒進行裂痕及氣孔探傷;
[0017]步驟8:用高精度車床對探傷完成后的合金棒進行表面車削,使合金棒直徑175_,對合金棒的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0018]進一步地,步驟1中的加熱溫度為1250°C -1300°C,保溫溫度為1200°C。
[0019]進一步地,步驟2中的保溫時間為1.2-1.5小時。
[0020]進一步地,步驟4中的進一步保溫時間為40-60分鐘,震動裝置的振動頻率為1次/秒。
[0021]進一步地,步驟5中的退火溫度為200°C _300°C,退火時間為20-30分鐘。
[0022]進一步地,步驟6中的合金錠加熱溫度100°C _150°C,擠壓溫度為300°C,擠壓速度為 4mm/sο
[0023]本發(fā)明的環(huán)保無鉛合金新材料合金棒,將傳統(tǒng)鉛元素替換為硅元素,按照硅、錫、鋅、銅一定的成分配比,在適當(dāng)?shù)臏囟认氯蹮?,通過連續(xù)鑄造毛坯錠,用擠壓機擠壓而生產(chǎn)出完全能夠取代含有鉛元素的錫青銅棒材。本發(fā)明的環(huán)保無鉛合金新材料合金棒在不增加成本的情況下,不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切肩等機械性能,也滿足了環(huán)保性能的要求。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,下面結(jié)合實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明提供的環(huán)保無鉛合金新材料合金棒,合金棒的成分包含鋅(Zn)、錫(Sn)、硅(Si)和銅(Cu),其中,合金棒的各成分組成按重量百分比分別為:鋅(Zn):7-9%,錫(Sn):2-4%,硅(Si):1_4%,余量為銅(Cu)。
[0026]本發(fā)明的環(huán)保無鉛合金新材料合金棒的制備方法,包含以下步驟:
[0027]步驟1:按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi),加熱到1250°C -1300°C完全fe化后保溫到1200 C。
[0028]步驟2:用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后,在合金液體上面覆蓋厚度為ll-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化,并保溫1.2-1.5小時。
[0029]步驟3:采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進行三到五次成分檢驗,以確定合金液體的成分在規(guī)定范圍之內(nèi)。
[0030]步驟4:進一步保溫40-60分鐘,然后重新升溫到1300°C,并開啟工頻電爐的震動裝置,震動裝置的振動頻率為1次/秒,采用水平連鑄方法鑄制成外徑為?200mm、長度為500mm的實心合金棒。
[0031]步驟5:擠壓前退火,用箱式退火爐對合金棒進行退火處理,退火溫度為200 °C -300 °C,退火時間為20-30分鐘,以便于擠壓。
[0032]步驟6:用光錠機對退火后的毛坯合金棒進行表面加工,加工為表面光潔直徑Φ 195mm、長度500mm的合金棒,采用2000噸雙動擠壓機擠壓:合金錠加熱溫度為100°C -150°C,擠壓溫度為300°C,擠壓速度為4mm/s ;經(jīng)過多次擠壓后合金棒直徑Φ 180_,公差為土 1mm,長度580mm。
[0033]步驟7:用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金棒進行裂痕及氣孔探傷,以挑出不合格產(chǎn)品進行回。
[0034]步驟8:用高精度車床對探傷完成后的合金棒進行表面車削,使合金棒直徑175mm,公差為±0.1mm,對合金棒的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0035]實施例一:
[0036]按質(zhì)量百分比為:鋅(Zn)..!%,% (Sn):2%,硅(Si):1%,余量為銅(Cu)準備原料。
[0037]首先,按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi),加熱到1250°C完全熔化后保溫到 1200°C。
[0038]接著,用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后,在合金液體上面覆蓋厚度為11cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化,并保溫1.5小時。
[0039]接著,采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進行三次成分檢驗,以確定合金液體的成分在規(guī)定范圍之內(nèi)。
[0040]接著,進一步保溫60分鐘,然后重新升溫到1300°C,并開啟工頻電爐的震動裝置,震動裝置的振動頻率為1次/秒,采用水平連鑄方法鑄制成外徑為Φ200πιπι、長度為500mm的實心合金棒。
[0041 ] 接著,擠壓前退火,用箱式退火爐對合金棒進行退火處理,退火溫度為200°C,退火時間為30分鐘,以便于擠壓。
[0042]接著,用光錠機對退火后的毛坯合金棒進行表面加工,加工為表面光潔直徑Φ 195mm、長度500mm的合金棒,采用2000噸雙動擠壓機擠壓:合金錠加熱溫度為100°C,擠壓溫度為300°C,擠壓速度為4mm/s ;經(jīng)過多次擠壓后合金棒直徑Φ 180mm,公差為土 1mm,長度 580mm。
[0043]接著,用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金棒進行裂痕及氣孔探傷,以挑出不合格產(chǎn)品進行回。
[0044]最后,用高精度車床對探傷完成后的合金棒進行表面車削,使合金棒直徑175_,公差為±0.1_,對合金棒的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0045]本發(fā)明的環(huán)保無鉛合金新材料合金棒的切削機械性能與現(xiàn)有的含鉛元素的錫青銅的切削機械性能接近,在不增加成本的情況下,能夠完全取代含鉛元素的錫青銅棒材,并且滿足了環(huán)保性能的要求。
[0046]實施例二:
[0047]按質(zhì)量百分比為:鋅(Zn):7.3%,錫(Sn):2.3%,硅(Si):1,2%,余量為銅(Cu)
準備原料。
[0048]首先,按照配比將電解銅、錫、鋅、硅置于工頻電爐內(nèi),加熱到1270°C完全熔化后保溫到 1200°C。
[0049]接著,用特制石墨工具將完全熔化的合金液體充分攪拌后,在合金液體上面覆蓋厚度為12cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止氧化,并保溫1.4小時。
[0050]接著,采用斯派克直讀光譜儀對從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進行四次成分檢驗,以確定合金液體的成分在規(guī)定范圍之內(nèi)。
[0051]接著,進一步保溫55分鐘,然后重新升溫到1300°C,并開啟工頻電爐的震動裝置,震動裝置的振動頻率為1次/秒,采用水平連鑄方法鑄制成外徑為?200mm、長度為500mm的實心合金棒。
[0052]接著,擠壓前退火,用箱式退火爐對合金棒進行退火處理,退火溫度為230°C,退火時間為27分鐘,以便于擠壓。
[0053]接著,用光錠機對退火后的毛坯合金棒進行表面加工,加工為表面光潔直徑Φ 195mm、長度500mm的合金棒,采用2000噸雙動擠壓機擠壓:合金錠加熱溫度為120°C,擠壓溫度為300°C,擠壓速度為4mm/s ;經(jīng)過多次擠壓后合金棒直徑Φ 180mm,公差為土 1mm,長度 580mm。
[0054]接著,用超聲波探傷儀對擠壓而成的合金棒進行裂痕及氣孔探傷,以挑出不合格產(chǎn)品進行回。
[0055]最后,用高精度車床對探傷完成后的合金棒進行表面車削,使合金棒直徑175_,公差為±0.1_,對合金棒的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0056]本發(fā)明的環(huán)保無鉛合金新材料合金棒的切削機械性能比現(xiàn)有的含鉛元素的錫青銅的切削機械性能高15%,在不增加成本的情況下,
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