无铅易切削黄铜合金型材及其制造方法技术

无铅易切削黄铜合金型材及其制造方法，属于金属合金制造技术领域。本发明专利技术采用锑元素代替现有黄铜合金中环境污染和对人体健康危害较重的铅元素，其各组分的组成按重量百分比计分别为：铜５７％～６１％，锡０．１％～０．２％，锑０．１％～０．５％，富铈混合稀土０．０５％～０．１２％，铁不大于０．５％，其余为锌和总量不大于０．５％的杂质。本发明专利技术的制造关键在于熔炼和挤压两工艺，在熔炼工艺上，将锑熔炼成中间合金，合金熔炼过程中采用气体保护；在挤压工艺上，挤压温度不超过６８０℃，挤压速度不超过５０ｍｍ／Ｓ。本发明专利技术具有良好的切削性能、优异的冷、热加工成型性能，铅溶出量低、性能稳定、能有效降低铅污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属合金制造
，尤其与一种无铅易切削黄 铜合金型材及其制造方法有关。
技术介绍
目前，为改善黄铜的某些性能，通常向黄铜中加入少量其他元素。 铅黄铜就是利用铅来提高合金的铸造性能、改善合金的切削加工性 能，满足各种形状零部件的机械加工，提高精密零件的表面光洁度和 生产加工效率。铅黄铜被广泛应用于电子、水暖卫浴、电器、汽车等 领域，但采用铅黄铜制造的管道和阀门表面的铅会随着水的冲刷、浸 泡或与水中的其它物质发生反应而进入水中，对人体血液和神经系统 造成不可逆转的损伤，严重的会造成血铅、脑铅中毒，引起神经受阻、 智力迟钝、痴呆、好动等不良后果，对环境和人的生命健康产生了不 利影响。欧盟、美国和中国等相继提出了对含铅合金的政府限令，因 此含铅合金的应用将面临严格的限制。开发无铅的环境友好合金来代 替含铅合金，是当今世界金属材料制造业所面临的刻不容缓的课题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务就是要克服现有铅 黄铜合金技术存在的合金中的铅会随着水的冲刷、浸泡或与水中的其 它物质发生反应而进入水中，对环境和人的生命健康产生不利影响的 缺陷，提供一种具有良好的切削性能、优异的冷、热加工成型性能， 铅溶出量低、性能稳定、能有效降低因铅黄铜的广泛使用而造成的铅 污染的无铅易切削黄铜合金型材，以及制造该无铅易切削黄铜合金型 材的方法。为此，本专利技术采用以下技术方案无铅易切削黄铜合金，包含铜、锡、锌等，其特征是所述的无铅易切削黄铜合金还同时包含有锑、富铈混合稀土和铁，其各组分的组成按重量百分比计分别为铜57% 61%，锡0.1% 0.2%，锑 0.1% 0.5%，富铈混合稀土 0.05% 0.12%，铁不大于0.5%, 其余 为锌和总量不大于0.5%的杂质。无铅易切削黄铜合金型材的制造方法，工艺路线为配料一熔炼 —分析一铸造一挤压一检验一拉伸一检验一退火一 精整一检验一成品，其特征是在熔炼工艺上，将锑熔炼成中间 合金，在合金熔炼过程中采用气体保护；在挤压工艺上，挤压温度不 超过680'C，挤压速度不超过50mm/S。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术还包括以下附 加技术特征无铅易切削黄铜合金型材各组分的最佳组成按重量百分比计分 别为铜59%，锡0.13%，锑0.4%，富铈混合稀土0.08%，铁不大于 0.5%，其余为锌和总量不大于0.5%的杂质。本专利技术主要选择以"锑"替代对环境和人体危害较严重的"铅"， 并通过添加微量的富铈混合稀土改善铸态组织中富锑相的分布，具有 以下突出特点和有益效果具有良好的切削性能、优异的冷、热加工 成型性能，铅溶出量低、性能稳定、能有效降低因铅黄铜的广泛使用 而造成的铅污染。 附图说明图1是未添加微量富铈混合稀土的黄铜合金金相图(IOO倍)。 图2是添加了微量富铈混合稀土的黄铜合金金相图(100倍)。 具体实施例方式本专利技术所述的无铅易切削黄铜合金型材是在铜锌合金熔体中，按 成分配比及加料顺序，加入铜锑中间合金和富铈混合稀土等材料，制备出无铅易切削黄铜合金型材。其各组分的加入量按重量百分比计分别为铜57% 61%，锡0.1% 0.2%，锑0.1% 0.5%，富铈混合稀 土 0.05% 0.12%，铁不大于0.5%, 其余为锌和总量不大于0.5%的 杂质。锑在室温下在铜基体中固容量小，生成富锑相偏聚在基体的晶 界上。如图1所示，单纯的添加合金元素锑生成的富锑相组织粗大， 偏聚在晶界上的富锑相会导致黄铜脆性增大，造成冷、热加工性能变 差。如图2所示，在合金中添加微量的富铈混合稀土可以细化和改善 铸态组织中富锑相的分布，细化了晶粒，提高材料的塑性、韧性和强 度，并进一步降低富锑相的晶界偏聚倾向，使合金具有优异的冷、热 加工成型性能。本专利技术所述的无铅易切削黄铜合金型材具体的制造工艺路线是 配料一熔炼一分析一铸造一挤压一检验一拉伸一检 验一退火一精整一检验一成品。该工艺路线中最关键的是熔 炼、挤压工艺。在熔炼工艺上，先将锑熔炼成中间合金，从而有利于 快速熔炼并保证合金成分和组织的均匀性。由于熔炼过程中容易产生 二次氧化，影响铸锭的内部质量，因此在合金熔炼过程中采用气体保 护，以防止低熔点金属挥发和造成二次氧化夹杂。在挤压工艺上，挤 压温度不超过68(TC，挤压速度不超过50mm/S。本专利技术所述的无铅易切削黄铜合金型材技术性能为:<table>table see original document page 5</column></row><table>权利要求1.无铅易切削黄铜合金型材，包含铜、锡、锌等，其特征在于所述的无铅易切削黄铜合金型材还同时包含有锑、富铈混合稀土和铁，其各组分的组成按重量百分比计分别为铜57％～61％，锡0.1％～0.2％，锑0.1％～0.5％，富铈混合稀土0.05％～0.12％，铁不大于0.5％，其余为锌和总量不大于0.5％的杂质。2、 根据权力要求1所述的无铅易切削黄铜合金型材，其特征在于 所述的无铅易切削黄铜合金型材各组分的组成按重量百分比计分别 为铜59%，锡0.13%,锑0.4%，富铈混合稀土 0.08%,铁不大于 0.5%,其余为锌和总量不大于0.5%的杂质。3、 如权力要求1所述的无铅易切削黄铜合金型材的制造方法，工艺 路线为配料一熔炼一分析一铸造一挤压一检验一拉伸 —检验一退火一精整一检验一成品，其特征在于在挤压 工艺上，挤压温度不超过680'C，挤压速度不超过50mm/S。全文摘要，属于金属合金制造
本专利技术采用锑元素代替现有黄铜合金中环境污染和对人体健康危害较重的铅元素，其各组分的组成按重量百分比计分别为铜57％～61％，锡0.1％～0.2％，锑0.1％～0.5％，富铈混合稀土0.05％～0.12％，铁不大于0.5％，其余为锌和总量不大于0.5％的杂质。本专利技术的制造关键在于熔炼和挤压两工艺，在熔炼工艺上，将锑熔炼成中间合金，合金熔炼过程中采用气体保护；在挤压工艺上，挤压温度不超过680℃，挤压速度不超过50mm/S。本专利技术具有良好的切削性能、优异的冷、热加工成型性能，铅溶出量低、性能稳定、能有效降低铅污染。文档编号C22F1/08GK101368238SQ200710070290公开日2009年2月18日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年8月16日专利技术者王江龙 申请人:新昌县金声铜业有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
无铅易切削黄铜合金型材，包含铜、锡、锌等，其特征在于：所述的无铅易切削黄铜合金型材还同时包含有锑、富铈混合稀土和铁，其各组分的组成按重量百分比计分别为：铜５７％～６１％，锡０．１％～０．２％，锑０．１％～０．５％，富铈混合稀土０．０５％～０．１２％，铁不大于０．５％，其余为锌和总量不大于０．５％的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王江龙，
申请(专利权)人：新昌县金声铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：33[]