铜基合金制造技术

一种铜基合金，也就是具有各种优异性能的抗脱锌的黄铜，例如具有极好的抗脱锌性、热可锻性和机加工性，因此，它特别允许在腐蚀性的水溶液环境下使用。一种类型的黄铜具有以下组成：５９．０～６２．０ｗｔ％的Ｃｕ、０．５～４．５ｗｔ％的Ｐｂ、０．０５～０．２５ｗｔ％的Ｐ、０．５～２．０ｗｔ％的Ｓｎ、０．０５～０．３０ｗｔ％的Ｎｉ、含有或不含有０．０２～０．１５ｗｔ％的Ｔｉ，其余是Ｚｎ和不可避免的杂质。另一种类型的黄铜具有以下组成：６１．０～６３．０ｗｔ％的Ｃｕ、２．０～４．５ｗｔ％的Ｐｂ、０．０５～０．２５ｗｔ％的Ｐ、０．０５～０．３０ｗｔ％的Ｎｉ、含有或不含有０．０２～０．１５ｗｔ％的Ｔｉ，其余是Ｚｎ和不可避免的杂质。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铜基合金，更具体地涉及一种抗脱锌的黄铜，该黄铜具有各种优异性能，例如具有极好的抗脱锌性、热可锻性和机加工性，因此，特别允许在腐蚀性的水溶液环境下使用。通常，由于含铅黄铜在热可锻性和机加工性方面显示出极好的性能，因此它具有广泛的用途。但是，在腐蚀性的水溶液环境下却存在脱锌的缺点。由于这种缺点，它只能用于有限的场合。某些类型的抗脱锌黄铜在使用中一直末能显示出令人满意的抗脱锌等等性能，它们面临着许多任务，例如寻找需要使用昂贵原料的新配方，以便在最大可能的程度上，减少在生产合金时由于技术标准而不可避免地含有的杂质数量。已经研制出的本专利技术与上述任务有关。本专利技术的目的在于提供一种具有各种优异性能，例如具有极好的抗脱锌性、热可锻性和机加工性的铜基合金。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面是具有以下组成的铜基合金59.0～62.0wt％的Cu、0.5～4.5wt％的Pb、0.05～0.25wt％的P、0.5～2.0wt％的Sn、0.05～0.30wt％的Ni，其余是Zn和不可避免的杂质。本专利技术的第二方面是具有以下组成和精细均匀分开的α＋β组织的铜基合金59.0～62.0wt％的Cu、0.5～4.5wt％的Pb、0.05～0.25wt％的P、0.5～2.0wt％的Sn、0.05～0.30wt％的Ni，0.02～0.15wt％的Ti，其余是Zn和不可避免的杂质。本专利技术的第三方面是具有以下组成的铜基合金61.0～63.0wt％的Cu、2.0～4.5wt％的Pb、0.05～0.25wt％的P、0.05～0.30wt％的Ni，其余是Zn和不可避免的杂质。本专利技术的第四方面是具有以下组成的铜基合金61.0～63.0wt％的Cu、2.0～4.5wt％的Pb、0.05～0.25wt％的P、0.05～0.30wt％的Ni、0.02～0.15wt％的Ti，其余是Zn和不可避免的杂质。根据以下给出的本专利技术的详细说明，并参考附图将能更好地理解本专利技术，上述本专利技术的目的以及其他特征都将变得显而易见。附图简述附图说明图1是表示表1所示普通铜基合金中P含量与合金脱锌率之间关系的曲线。图2是表示表2所示普通铜基合金中Sn含量与合金脱锌率之间关系的曲线。图3是普通热锻用黄铜锭组织的显微照片(×200)。图4是表示根据本专利技术第一方面的铜基合金锭组织的显微照片。图5是表示根据本专利技术第二方面的铜基合金锭组织的显微照片。图6是普通热锻用黄铜(J1S C3771)显微组织的显微照片(×300)。图7是根据本专利技术第一方面的铜基合金显微组织的显微照片(×200)。图8是根据本专利技术第二方面的铜基合金显微组织的显微照片(×200)。图9是通过国际标准协会(ISO)—5609方法试验所得的普通热锻用黄铜(JIS C3771)已脱锌部分的显微照片(×50)。图10通过ISO—5609方法试验所得的本专利技术第一方面的铜基合金已脱锌部分的显微照片(×200)。图11是通过ISO—5609方法试验所得的普通机加工用黄铜(JIS C3604)已锐锌部分的显微照片(×50)。图12是通过ISO—6509方法试验所得的本专利技术第三或第四方面的试样NO.17或NO.18已脱锌部分的显微照片(×200)。图13是普通机加工用黄铜(JIS C3604)组织的显微照片(×200)。图14是本专利技术第三方面的棒状黄铜组织的显微照片(×200)。图15是本专利技术第四方面的棒状黄铜组织的显微照片(×200)。以下将具体说明上述本专利技术铜基合金的组成范围及其原因。Cu随着Cu含量的增加，抗脱锌性按比例地提高。由于Cu的单价比Zn高，将Cu含量压缩到低水平是必要的。结合P含量，也就是为提高抗脱锌性能的目的而渗合的一种元素，将在以后进行专门说明，本专利技术的第一和第二方面将提供令人满意的抗脱锌性的Cu含量规定在59.0～62.0wt％范围内，优选60.5～61.5wt％，以便提高所生产合金的热可锻性。本专利技术的第三和第四方面将Cu含量规定在61.0～63.0wt％范围内，优选62.2～62.6wt％。Pb本专利技术的铜基合金在合金中渗合Pb以提高机加工性。如果Pb含量不大于0.5wt％，则所生产合金的机加工性将是低劣的。相反，如果Pb含量过高，则所生产的合金显示出低劣的抗拉强度、拉伸和冲击强度。本专利技术的第一和第二方面将Pb含量规定在0.5～4.5wt％范围内，优选1.6～2.4wt％。本专利技术的第三和第四方面将Pb含量规定在2.0～4.5wt％范围内，优选2.1～4.2wt％。P本专利技术的合金在其中渗合P以提高抗脱锌性能。当然，如同以下图1和表1所示，随着P含量的增加，抗脱锌性按比例地提高。由于部分的渗合P将会以坚硬而易脆的Cu3P相存在于所生产的合金中，故必需将P含量压缩到低水平。因此，本专利技术的第一和第二方面将P含量规定在0.05～0.25wt％范围内，优选0.07～0.10wt％，该P含量将使合金显示出令人满意的抗脱锌性而对热可锻性无不利影响。本专利技术的第三和第四方面将P含量规定在0.05～0.25wt％范围内，优选0.07～0.2wt％。表1 表1中所指各试样被浇注成在样品中含有接近固定数量的Cu、Pb、Ni、Ti和Zn的试样，根据ISO—6509方法加上必要的修改进行脱锌试验。Sn本专利技术第一和第二方面的合金在其中渗合Sn，以提高抗脱锌性能。当然，如同在以下图2和表2中所示，随着Sn含量的增加，抗脱锌性按比例地提高。由于Sn的单价比Zn高，故必需在最大可能的程度上压缩Sn的含量，以减少原料的费用。结合Cu和P，也就是降低脱锌作用的一些元素，本专利技术的第一和第二方面将最有利于显示抗脱锌性能的Sn含量规定在0.5～2.0wt％范围内，优选1.0～1.5wt％。表2 表2中所指各试样被浇注成在样品中含有接近固定数量的Cu、Pb、Ni、Ti和Zn的试样。根据上述ISO的方法进行脱锌试验。Ni在合金中多少渗合一点Ni时，Ni就能显示出直接抗脱锌的效果，同时能够精细地分散合金锭组织并使精细的α＋β相均匀化。在该合金进行以下的处理步骤，例如挤压和浇铸后，Ni被精细而均匀地分散在合金中并能提供有效的抗脱锌性。因此，本专利技术的第一和第二方面将Ni含量规定在0.05～0.30wt％范围内，优选0.05～0.10wt％。本专利技术的第三和第四方面将Ni含量规定在0.05～0.30wt％范围内，优选0.05～0.15wt％。Ti本专利技术第二和第四方面的合金渗合Ti，以便能使Ni同Ti协同地增强精细均匀分开β相的效果。本专利技术的第二方面将Ti含量规定在0.02～0.15wt％范围内。本专利技术的第四方面将Ti含量规定在0.02～0.15wt％范围内，优选0.02～0.08wt％。在显微照片中证实了由于渗合Ni和Ti而精细地分开合金锭组织。图3是JIS C3771普通黄铜锭组织的显微照片，图4是本专利技术第一方面的铜基合金锭组织的显微照片，该铜基合金含有60.5wt％的Cu、2.1wt％的Pb、0.1wt％的P、1.2wt％的Sn和0.12wt％的Ni。图5是本专利技术第二方面的铜基合金锭组织的显微照片，该铜基合金含有60.5wt％的Cu、2.1wt％的Pb、0.10wt％的P、1.2wt％的Sn、0.20wt％的Ni和0.06wt％的Ti。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有以下组成的铜基合金：５９．０～６２．０ｗｔ％的Ｃｕ、０．５～４．５ｗｔ％的Ｐｂ、０．０５～０．２５ｗｔ％的Ｐ、０．５～２．０ｗｔ％的Ｓｎ、０．０５～０．３０ｗｔ％的Ｎｉ，其余是Ｚｎ和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：酒井贞夫，金子节男，矢岛一明，小林和彦，
申请(专利权)人：株式会社基茨，
类型：发明
国别省市：JP[日本]