一种无铅黄铜合金棒材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无铅黄铜合金棒材及其制备方法，将H62铜粉、石墨、纳米氧化铝、纳米氧化钛、二苯砜、草酸铝、苯甲酰乙酸乙酯、N‑氟代双苯磺酰胺混合均匀，60℃下搅拌反应1‑2h，得改性原料，并进行水平连铸、铸锭加热、挤压、盘拉刨皮等工序，再后续过程中进行有机钛改性，得具有抗防腐得无铅黄铜合金棒材。

A Lead-free Brass Alloy Bar and Its Preparation Method

The invention discloses a lead-free brass alloy rod and its preparation method. The H62 copper powder, graphite, nano-alumina, nano-titanium oxide, diphenyl sulfone, aluminium oxalate, ethyl benzoyl acetate, N fluorinated diphenyl sulfonamide are mixed evenly, stirred for 1 2 h at 60 C, the modified raw material is obtained, and the horizontal continuous casting, ingot heating, extrusion, plate drawing and shaving processes are carried out, followed up. Lead-free brass alloy bars with anticorrosive properties were obtained by modification of organic titanium in the process.

【技术实现步骤摘要】
一种无铅黄铜合金棒材及其制备方法
本专利技术涉及到一种无铅黄铜合金及其制备方法，尤其是涉及到一种抗腐蚀破裂的无铅黄铜合金棒材及其制备方法。
技术介绍
铜的最大特点是具有很高的导电、导热性能，以及良好的耐蚀性。但是，工业纯铜的强度不高(约200MPa)，因而限制了它作为结构材料的使用。为了提高铜的强度，并赋予特殊的性能，在铜中加人适量的合金元素，从而获得铜合金。铜合金具有较高的强度、韧性、耐磨性以及良好的导电、导热性能，特别是在空气中耐腐蚀。因此，在电力、仪表、船舶等工业中得到了广泛的应用。一些要求强度高、耐热、耐压又耐蚀的轴类、凸缘类和阀体类零件都用钢合金锻件来制造。铜合金主要分为黄铜和青铜两大类。以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜；以锡为主要合金元素的铜合金称为青铜。铅黄铜(Cu-Zn-Pb合金)具有优良的力学性能和加工性、良好的切削性能和抗腐蚀性能,在机械制造工业中广泛应用。然而,铅有毒,在使用过程中铅溢出对环境和健康有很大的危害,所以无铅易切削黄铜成为了研究的焦点。H62黄铜，是一种表示平均含铜量为62％的普通黄铜，有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂，也导致抗拉强度、屈服强度、最大载荷下降。H62示平均含铜量为62％的普通黄铜带，其中，H—汉字“黄”的拼音字母的第一个字母，62—铜元素的平均含量；在普通黄铜的基础上加入其它元素的铜合金称特殊黄铜，仍以"H"表示，后面会跟其它添加元素的化学符号和平均成份，如H62为含铜量为60.5％～63.5％，余量为锌含量；而HAl59-3-2则表示其铜含量57％～60％，铝含量为2.5％～3.5％，镍含量为2％～3％，其余为锌含量。黄铜分为普通黄铜，特殊黄铜及铸造黄铜三种，铸造黄铜以ZCu开头后面跟其它元素的符号及其平均含量。200910054850.9专利技术公开了一种黄铜防腐蚀缓蚀剂，属金属材料腐蚀与防护
一种黄铜防腐蚀缓蚀剂，其溶质由聚环氧琥珀酸、ZnSO4及Na2SiO3复配而成，按质量比计算聚环氧琥珀酸(PESA)∶ZnSO4∶Na2SiO3为0～10∶0～5∶0～40，溶剂为去离子水，最终所得的缓蚀剂浓度为0mg/L～55mg/L。本专利技术的一种黄铜防腐蚀缓蚀剂对环境无危害，符合可持续发展观的需要所述配方原料易得，将其复配使用后对体系中黄铜的防腐蚀具有较好的缓蚀效果。当复配缓蚀剂浓度为2mg/LPESA+5mg/LZnSO4+40mg/LNa2SiO3，其腐蚀电流密度最低，为3.776μA/cm2，其对应的缓蚀效率也最高，为84.90％。200580001492.5专利技术的目的是提供锻造性能和耐脱锌腐蚀性能优异的无铅黄铜。该黄铜含有CU:61.0～63.0重量％、BI:0.5～2.5重量％、SN:1.5～3.0重量％、SB:0.02～0.10重量％、P:0.04～0.15重量％,余量实质上是ZN。作为无铅易切削合金,本专利技术的黄铜适合用于锻造,其机械性能高,特别是,即使锻造后不进行实质的热处理也具有良好的耐脱锌腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术公开了一种抗腐蚀破裂的无铅黄铜合金及其制备方法，采用将H62铜粉、石墨、纳米氧化铝、纳米氧化钛、二苯砜、草酸铝、苯甲酰乙酸乙酯、N-氟代双苯磺酰胺混合均匀，提高材料的抗腐蚀和力学性能，同时所得铜棒表面采用有机钛聚合物，提高黄铜合金榜的抗腐蚀性。一种无铅黄铜合金棒材及其制备方法，其组成为：H62铜粉(粒径小于150微米)93份、石墨0.2-2.1份、纳米氧化铝0.2～1.4份、纳米氧化钛0.2～1.5份、二苯砜0.2～1.5份、草酸铝0.2～1.7份、苯甲酰乙酸乙酯0.2～1.0份、N-氟代双苯磺酰胺0.2～0.3份并对其组份进行改性：将H62铜粉、石墨、纳米氧化铝、纳米氧化钛、二苯砜、草酸铝、苯甲酰乙酸乙酯、N-氟代双苯磺酰胺混合均匀，60℃下搅拌反应1-2h，得改性原料。一种无铅黄铜合金棒材及其制备方法(1)将改性原料在1000～1100℃熔炼，再倒入保温炉静置10～20min；(2)水平连铸：将熔化后的铜水进行水平连铸，铸锭规格为Φ80～Φ160mm；(3)铸锭加热：铸锭在500～700℃感应加热1～1.5h；(4)挤压：加热好的铸锭进行脱皮挤压，挤压压力为5～20MN，挤压坯规格范围Φ4～8mm；(5)盘拉刨皮：挤压坯进行盘拉刨皮，加工率控制在2～10％；(6)连拉连退：盘拉刨皮后的线坯经过连拉连退机组拉伸，进线规格Φ4～8mm，出线规格Φ2.2～Φ6.0mm，在线退火属于连续展开式退火，退火速度线为100～300m/min，退火修正系数为3.0～3.5；(7)联合拉拔：连拉连退后的Φ2.2～Φ6.5mm线坯经联合拉拔出Φ2.0～Φ4.0mm的棒材；(8)成品检验、包装、入库；所述步骤(4)中，加热好的铸锭在700～1600吨反向挤压机上进行脱皮挤压，压余厚度控制在10-20mm，同时挤出线坯数量1～4根，挤压坯盘圆方式收线；所述步骤(7)中，联合拉拔使用1.5t联合拉拔机组，拉拔速度0.5～9m/s，棒材定尺长度1.8～3.5m；根据上述工艺得到的黄铜棒材的组织形貌为α相被众多细小的颗粒状β相分割成相对孤立的小块状，将所得材料加入到有机钛聚合物中进行处理，再此进行腐蚀处理，得无铅黄铜合金棒材。所述步骤(2)中水平连铸的各工艺参数为：牵引速度3×104～12×104μm/s，牵引行程3×104～10×104μm，停车时间10～110ms，反退速度3×104～12×104μm/s，反退行程0.2×104～5.8×104μm，退停时间5～90ms，铸锭在半自动卧式金属带锯床上进行锯切，锯切长度300～450mm。所述步骤(3)中，铸锭在中频感应加热炉里按装料速度7～18根/小时进行加热。所述步骤(5)中，一盘挤压坯的头部和另一盘挤压坯的尾部加热至500～800℃接头，然后经过倒立式拉丝机盘拉和刨皮，刨皮量0.1～0.4mm，盘拉后每盘卷重控制在500～1200kg。所述步骤(6)中，连拉连退机组的模具数量为1～3只，拉伸速度2～7m/s。有机钛聚合物的制备方法为向250mL的干燥三口烧瓶中依次加入乙二醇4g、柠檬酸20g、钛酸丁酯16g、乙酰乙酸乙酯0.4g，调节pH＝4～5，控制温度缓慢上升至70～80℃，搅拌反应1～2h，再加入邻硝基甲苯0.4～0.5g，于65℃下搅拌反应1～2h，得到淡黄色透明液体，即为有机钛聚合物。有机钛聚合物处理黄铜合金的过程为：向所得黄铜合金棒材1kg表面喷涂0.02g有机钛聚合物和醋酸纤维0.2g的混合物，并在200摄氏度下加热处理。本专利技术的优势在于：(1)采用将H62铜粉、石墨、纳米氧化铝、纳米氧化钛、二苯砜、草酸铝、苯甲酰乙酸乙酯、N-氟代双苯磺酰胺混合均匀，提高材料的抗腐蚀和力学性能，同时所得铜棒表面采用有机钛聚合物，提高黄铜合金棒的抗腐蚀性。(2)本专利技术采用铜粉改性(内部结构)和铜棒表层改性结合的方式提高其防腐性和力学性能。(3)本专利技术使用的原料都是常规原料，工艺加工流程如未详细说明，可参考常规流程进行。(4)份等同于g，并进行相应的扩充，醋酸纤维(也就是醋酸纤维素漆)。具体实施方式实施例1一种无铅黄铜合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无铅黄铜合金棒材及其制备方法，其组成为：H62铜粉(粒径小于150微米)93份、石墨0.2‑2.1份、纳米氧化铝0.2～1.4份、纳米氧化钛0.2～1.5份、二苯砜0.2～1.5份、草酸铝0.2～1.7份、苯甲酰乙酸乙酯0.2～1.0份、N‑氟代双苯磺酰胺0.2～0.3份并对其组份进行改性：将H62铜粉、石墨、纳米氧化铝、纳米氧化钛、二苯砜、草酸铝、苯甲酰乙酸乙酯、N‑氟代双苯磺酰胺混合均匀，60℃下搅拌反应1‑2h，得改性原料。

【技术特征摘要】
1.一种无铅黄铜合金棒材及其制备方法，其组成为：H62铜粉(粒径小于150微米)93份、石墨0.2-2.1份、纳米氧化铝0.2～1.4份、纳米氧化钛0.2～1.5份、二苯砜0.2～1.5份、草酸铝0.2～1.7份、苯甲酰乙酸乙酯0.2～1.0份、N-氟代双苯磺酰胺0.2～0.3份并对其组份进行改性：将H62铜粉、石墨、纳米氧化铝、纳米氧化钛、二苯砜、草酸铝、苯甲酰乙酸乙酯、N-氟代双苯磺酰胺混合均匀，60℃下搅拌反应1-2h，得改性原料。2.如权利1所述的种无铅黄铜合金棒材及其制备方法(1)将改性原料在1000～1100℃熔炼，再倒入保温炉静置10～20min；(2)水平连铸：将熔化后的铜水进行水平连铸，铸锭规格为Φ80～Φ160mm；(3)铸锭加热：铸锭在500～700℃感应加热1～1.5h；(4)挤压：加热好的铸锭进行脱皮挤压，挤压压力为5～20MN，挤压坯规格范围Φ4～8mm；(5)盘拉刨皮：挤压坯进行盘拉刨皮，加工率控制在2～10％；(6)连拉连退：盘拉刨皮后的线坯经过连拉连退机组拉伸，进线规格Φ4～8mm，出线规格Φ2.2～Φ6.0mm，在线退火属于连续展开式退火，退火速度线为100～300m/min，退火修正系数为3.0～3.5；(7)联合拉拔：连拉连退后的Φ2.2～Φ6.5mm线坯经联合拉拔出Φ2.0～Φ4.0mm的棒材；(8)成品检验、包装、入库；所述步骤(4)中，加热好的铸锭在700～1600吨反向挤压机上进行脱皮挤压，压余厚度控制在10-20mm，同时挤出线坯数量1～4根，挤压坯盘圆方式收线；所述步骤(7)中，联合拉拔使用1.5t联合拉拔机组，拉拔速度0.5～9m/s，棒材定尺长度1.8～3.5m；根据上述工艺得到的黄铜棒材的组织形貌为α相被...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志聪，李福明，张荣金，
申请(专利权)人：怀集国东铜材制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44