一種易切削黃銅合金的制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種易切削黃銅合金的制備方法，屬于銅合金技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：1）按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅55?65份、鋅30?40份、錫0.08?0.12份、碲0.05?0.13份、鋁0.05?0.08份、錳0.03?0.09份、鐵0.05?0.12份、硒0.1?0.2份、鈷0.2?0.35份、銦0.05?0.1份、鉺0.1?0.3份，備用；2)將熔爐溫度升至在1200?1400℃，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、鐵、硒、鈷、銦、鉺,保溫20?45min后進(jìn)行澆注成坯錠；3）熱擠壓。上述一種易切削黃銅合金的制備方法，制得的合金切削性能優(yōu)越、耐腐蝕和力學(xué)性能良好，且不會(huì)造成鉛污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種易切削黃銅合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于銅合金技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種易切削黃銅合金的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了改善普通黃銅的性能，常添加其他元素，如鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等。鋁能提高 黃銅的強(qiáng)度、硬度和耐蝕性，但使塑性降低，適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高 黃銅的強(qiáng)度和對(duì)海水的耐腐性，故稱(chēng)海軍黃銅，用作船舶熱工設(shè)備和螺旋槳等。鉛能改善黃 銅的切削性能;這種易切削黃銅常用作鐘表零件。但是鉛極易從基體材料中脫落，而且在加 工過(guò)程中以及產(chǎn)品廢棄后，鉛都會(huì)通過(guò)各種途徑進(jìn)入人體造成危害:損傷大腦中樞及周?chē)?神經(jīng)系統(tǒng);破壞造血系統(tǒng)，阻礙血紅色的合成，導(dǎo)致貧血;影響消化系統(tǒng)功能;抑制免疫系統(tǒng) 功能等。這些鉛黃銅器件報(bào)廢之后，往往作為垃圾被遺棄，只有少量得到回收利用。在垃圾 場(chǎng)土壤里，鉛污染了土地、水源。垃圾焚燒時(shí)，鉛蒸氣散發(fā)于大氣之中，對(duì)人體產(chǎn)生極大危 害。所以，研制替代鉛黃銅的無(wú)鉛易切削黃銅是當(dāng)前世界各國(guó)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種易切削黃銅合 金的制備方法的技術(shù)方案，制得黃銅合金的切削性能優(yōu)越、耐腐蝕和力學(xué)性能良好，且不會(huì) 造成鉛污染。
[0004] 所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅55-65份、鋅30-40份、錫0.08-0.12份、碲0.05-0.13份、鋁0.05-0.08 份、錳0.03-0.09份、鐵0.05-0.12份、硒0.1-0.2份、鈷0.2-0.35份、銦0.05-0.1 份、鉺 0.1-0.3份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1200-1400 °C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、 鐵、硒、鈷、銦、鉺，保溫20-45min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至420-48(TC，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至320-360°C，然后在750-760°C的溫度下，將〇180mm的坯錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。
[0005] 所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟1)中：銅58-62份、鋅32-38份、錫0? 09-0? 11份、碲0? 06-0? 12份、鋁0? 055-0? 07 份、錳0? 04-0? 08份、鐵0? 06-0? 11份、 硒0.12-0.18份、鈷0.25-0.32份、銦0.06-0.9份、鉺0.15-0.25份。
[0006]所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟1)中：銅59-60份、鋅33-35份、錫0.095-0.1份、碲0.07-0.1份、鋁0.06-0.065 份、錳0.05-0.07份、鐵0.07-0.1份、硒 0.13-0.15 份、鈷 0.28-0.3 份、銦0.07-0.8 份、鉺 0.18-0.22 份。
[0007]所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟2)中：熔爐溫度為1250-1300。。。
[0008]所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟2)中：保溫時(shí)間為25-40min〇
[0009] 所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟3)中：擠壓筒預(yù)熱溫度 為450-460°C，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱溫度為340-350°C，然后在755°C的溫度下擠 壓。
[0010] 上述一種易切削黃銅合金的制備方法，制得黃銅合金的切削性能優(yōu)越、耐腐蝕和 力學(xué)性能良好，且不會(huì)造成鉛污染。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012] 實(shí)施例1 1) 按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅55份、鋅40份、錫0.08份、碲0.05份、鋁0.05份、錳0.03份、鐵 0.05份、硒0.1份、鈷0.2份、銦0.05份、鉺0.1份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1200°C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、鐵、硒、 鈷、銦、鉺，保溫20min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至420°C，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至3200°C， 然后在750°C的溫度下，將〇180mm的坯錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。
[0013] 實(shí)施例2 1) 按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅58份、鋅37份、錫0.09份、碲0.08份、鋁0.08份、錳0.09份、鐵 0.06份、硒0.13份、鈷0.25份、銦0.1份、鉺0.15份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1250°C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、鐵、硒、 鈷、銦、鉺，保溫25min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至440°C，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至330°C，然 后在755°C的溫度下，將①180mm的還錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。
[0014] 實(shí)施例3 1) 按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅60份、鋅35份、錫0.1份、碲0.011份、鋁0.07份、錳0.05份、鐵 0.08份、硒0.16份、鈷0.3份、銦0.08份、鉺0.15份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1300°C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、鐵、硒、 鈷、銦、鉺，保溫30min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至450°C，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至35°C，然 后在760°C的溫度下，將①180mm的還錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。
[0015] 實(shí)施例4 1) 按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅62份、鋅35份、錫0.011份、碲0.012份、鋁0.065份、錳0.09份、 鐵0.08份、硒0.2份、鈷0.35份、銦0.1份、鉺0.3份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1350°C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、鐵、硒、 鈷、銦、鉺，保溫42min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至480°C，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至360°C，然 后在760°C的溫度下，將①180mm的還錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。
[0016] 實(shí)施例5 1)按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅63份、鋅33份、錫0.09份、碲0.013份、鋁0.08份、錳0.09份、鐵 0.1份、硒0.18份、鈷0.3份、銦0.09份、鉺0.25份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1400°C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、鐵、硒、 鈷、銦、鉺，保溫20-45min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至470°C，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至350°C，然 后在750°C的溫度下，將〇 180_的坯錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。
[0017] 實(shí)施例6 1) 按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅65份、鋅30份、錫0.09份、碲0.09份、鋁0.075份、錳0.065份、鐵 0.1份、硒0.2份、鈷0.2份、銦0.05份、鉺0.1份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1350°C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、鐵、硒、 鈷、銦、鉺，保溫45min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至480°C，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至360°C，然 后在760°C的溫度下，將①180mm的還錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。
[0018] 以下通過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。
[0019]試驗(yàn)例1:耐腐蝕性試驗(yàn) 腐蝕試驗(yàn)按中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《黃銅耐脫鋅腐蝕性能的測(cè)定》進(jìn)行，取實(shí)施例1-6制得的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)實(shí)施例的分別在平行和垂直于擠壓方向取三個(gè)平行試樣，每個(gè) 樣品的暴露面積為100mm2左右。將線切割后的黃銅薄片用義齒基托樹(shù)脂（（II型)進(jìn)行鑲樣。 試樣表面用金相砂紙打磨，最后用500#水砂紙磨光，再用水清洗試樣，最后用無(wú)水乙醇擦拭 并吹干。 將同一實(shí)施例產(chǎn)品的三個(gè)平行試驗(yàn)放入己經(jīng)加熱到75 士 2°C的盛有1份的氯化銅溶液 的燒杯內(nèi)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，立即用塑料薄膜蓋在燒杯上并扎緊，防止溶液蒸發(fā)過(guò)快。放置試樣時(shí) 應(yīng)使暴露表面垂直于燒杯底面，其間距離應(yīng)大于15_。
[0020] 在恒溫水浴中腐蝕二十四小時(shí)后，將試樣沿其暴露表面的垂直方向切開(kāi)，橫切面 距離暴露表面邊緣至少1.5_，其穿過(guò)暴露表面的總長(zhǎng)度應(yīng)不小于8mm。按晶相試樣制備的 方法將切片研磨、拋光，操作時(shí)應(yīng)防止脫鋅層的倒角與剝落。用無(wú)水乙醇擦洗，使脫鋅層在 晶相顯微鏡下能清晰可辯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0021] 由表1可以得知:實(shí)施例1-6制得的合金試樣的耐腐蝕性能較好，其中以實(shí)施例2 制得的合金試樣耐腐蝕效果最好。
[0022]試驗(yàn)例2 :切削性能試驗(yàn) 將實(shí)施例1-6制得的試樣在CW6136臥式普通車(chē)床上加工，收集切肩，進(jìn)行分析。根 據(jù)切肩的類(lèi)型和大小來(lái)判斷各試樣的切削性能時(shí)，定量分析比較困難，因此本試驗(yàn)選用 HPb59-l黃銅切削性定為100%，切肩呈短、細(xì)而脆，H62為40%，切肩呈長(zhǎng)的連續(xù)狀或螺旋 狀，比較兩者間的切削形狀的大小，即可大概估計(jì)切削試驗(yàn)中實(shí)施例1-6中各樣品合金的 的切削性。
[0023] 試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
[0024]由表2可知:實(shí)施例1-6制得的合金試樣的切削性能較好，其中以實(shí)施例2制 得的合金試樣切削效果最好，切削系數(shù)達(dá)到了 58%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 按照重量份數(shù)稱(chēng)取銅55-65份、鋅30-40份、錫0.08-0.12份、碲0.05-0.13份、鋁0. Οδ?. 08 份、錳 0.03-0.09 份、鐵 0.05-0.12 份、硒 0.1-0.2 份、鈷 0.2-0.35 份、銦0.05-0.1 份、鉺 0.1-0.3份，備用； 2) 將熔爐溫度升至在1200-1400°C，投入銅，待完全熔化后依次加入鋅、錫、碲、鋁、錳、 鐵、硒、鈷、銦、鉺，保溫20-45min后進(jìn)行饒注成還錠； 3) 熱擠壓:擠壓前先將擠壓筒預(yù)熱至420-48(TC，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱至320-360°C，然后在750-760°C的溫度下，將Φ180πιπι的坯錠擠壓成不同規(guī)格的擠壓棒。2. 如權(quán)利要求1所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟1)中：銅58-62份、鋅32-38份、錫0.09-0.11份、碲0.06-0.12份、鋁0.055-0.07 份、錳0.04-0.08份、鐵 0.06-0.11份、硒 0.12-0.18 份、鈷0.25-0.32份、銦0.06-0.9 份、鉺 0.15-0.25 份。3. 如權(quán)利要求1所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟1)中：銅59-60份、鋅33-35份、錫0.095-0.1份、碲0.07-0 · 1份、鋁0.06-0.065 份、錳0.05-0.07份、鐵 0.07-0.1 份、硒 0.13-0.15 份、鈷 0.28-0.3 份、銦0.07-0.8 份、鉺 0.18-0.22 份。4. 如權(quán)利要求1所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟2)中：熔爐溫 度為 1250-1300°C。5. 如權(quán)利要求1所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟2)中：保溫時(shí) 間為 25-40min。6. 如權(quán)利要求1所述的一種易切削黃銅合金的制備方法，其特征在于步驟3)中：擠壓筒 預(yù)熱溫度為450-460°(：，模套、模子、模芯和模墊塊預(yù)熱溫度為340-350°(：，然后在755°(：的溫 度下擠壓。
【文檔編號(hào)】C22C9/04GK105821244SQ201610410303
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】王凈, 丁岳雷
【申請(qǐng)人】浙江三瑞銅業(yè)有限公司