水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金及其制造方法技术

本申请属于金属加工领域，涉及一种水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金，铜合金的重量百分比组成为：铜58.0

【技术实现步骤摘要】
水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金及其制造方法


[0001]本专利技术属于金属加工领域，涉及一种水龙头本体铸造用合金，尤其是涉及一种水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金及其制造方法。

技术介绍

[0002]水龙头材质大多是铸造铜合金，一些铜合金中含有较多的杂质，其中含有较高含量的铅。铅元素与空气接触后，会发生氧化生成一层保护膜，保护膜与水接触发生脱落，浸入水中，从而造成铅元素析出，从而对水质造成污染，长期使用，对人体造成危害。
[0003]近年来世界各地的医学专家已发现铅黄铜对人类健康和环境卫生构成了威胁，因而各国政府相继出台了对含铅铜合金应用的限令，美国、欧盟、日本等国对铜合金中的铅含量和在饮用水中铅的浸出量分别作了严格限制。市场上的厂家越来越多地使用低铅铜材质作为水龙头材质。低铅铜材质是目前国内外应用广泛，市场需求量大的环保、无害铜材。但由于低铅铜的铜材含铅量低，增加了产品的切削难度，切削铜屑易粘刀，尤其是冷冲产品因材质塑性大而变形，良品率低。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是针对上述问题，提供一种水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金。
[0005]本申请的又一目的是针对上述问题，提供一种水龙头本体铸造用低铅切削铜合金的熔炼方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0007]本申请创造性地提供了一种水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金，铜合金的重量百分比组成为：
[0008]铜58.0-61.0％，铅0.73-0.75％，铝0.58-0.60％，铁0.042-0.046％，锡0.034-0.040％，镍0.021-0.025％，锑0.010-0.015％，铋0.015-0.019％，硅0.0062-0.0067％，砷0.0043-0.0049％，镁0.0014-0.0021％，铬0.0010-0.0017％，硫0.0008-0.0011％，不可避免的杂质总和≤0.0025％，余量为锌。
[0009]在上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金中，所述不可避免的杂质包含磷、锰和钴中的一种或几种。
[0010]在上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金中，铜合金的重量百分比组成为：
[0011]铜59.6％，铅0.75％，铝0.59％，铁0.044％，锡0.039％，镍0.023％，锑0.011％，铋0.018％，硅0.0064％，砷0.0047％，镁0.0018％，铬0.0014％，硫0.0009％，磷≤0.0005％，锰≤0.0005％，钴≤0.0015％，余量为锌。
[0012]在上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金中，所述铜合金的平均结晶晶粒尺寸达到1μm以内。
[0013]本申请还创造性地提供了一种上述任意一水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金的制造方法，包括以下步骤：
[0014]1)按照组成重量百分比进行准备铜、锌、铅、铝、铁、锡、镍、锑、铋、硅、砷、镁、铬和硫并预留烧损质量；
[0015]2)将硫铺撒在坩埚底部；
[0016]3)将第一部分的铜与镍、硅、铬、铁和铋加入坩埚中混合，通过电热炉加热至其熔融为第一合金溶液，精炼30-50min；
[0017]4)将第一合金溶液进行雾化后冷却得到第一合金粉末；
[0018]5)将第二部分的铜与锌、铝、锡、铅、锑、砷和镁研磨成粉末过100目筛后，与第一合金粉末一同通过电热炉加热至其熔融为第二合金溶液，精炼50-80min，得到最终的合金溶液。
[0019]上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金的制造方法中，以质量份计，第一部分的铜:第二部分的铜＝1:3～4。
[0020]上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金的制造方法中，在第一合金溶液精炼至25-40min时加入细化剂搅拌5-10min。
[0021]上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金的制造方法中，步骤2)中的熔融温度为1150～1300℃。
[0022]上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金的制造方法中，步骤3)中雾化过程为，采用气体雾化制粉炉充高纯度惰性气体，用高纯度惰性气体对第一合金溶液进行喷吹雾化，喷吹压力为0.35～0.93MPa；雾化后经过烘干、冷却得到第一合金粉末。
[0023]上述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金的制造方法中，步骤4)中的熔融温度为1100～1250℃
[0024]与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：
[0025](1)本专利技术中对低铅铜合金成分进行改良，改变了铜合金的微观形态，保证铅含量较低的同时提升铜合金的塑性，使具有良好的切削加工性能，解决了切削粘刀的问题，提高了产品良率。
[0026](2)本专利技术还通过对低铅铜合金的生产工艺进行改进，细化低铅铜合金的结晶粒径，优化易切削低铅铜合金的可浇性，避免了水口堵塞和水口结瘤的问题，提高精炼铜水中各组分的精确度。
[0027](3)申请人意外发现，通过本专利技术中各金属的配比及分步雾化熔融的方式，能够消除铜合金粗大柱状晶，显著细化晶粒，使铸件表面光滑细致。同时，提高了低铅铜合金的流动性和可塑性，降低次品率
具体实施方式
[0028]通过以下具体实施例进一步阐述；
[0029]实施例一
[0030]一种水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金，铜合金的重量百分比组成为：
[0031]铜59.6％，铅0.75％，铝0.59％，铁0.044％，锡0.039％，镍0.023％，锑0.011％，铋0.018％，硅0.0064％，砷0.0047％，镁0.0018％，铬0.0014％，硫0.0009％，磷≤0.0005％，锰≤0.0005％，钴≤0.0015％，余量为锌。
[0032]测得铜合金的平均结晶晶粒尺寸为0.75μm，铜合金的平均结晶晶粒尺寸达到1μm
以内。
[0033]其中，低铅铜合金中加入铝能够清除杂质增加流动性，加入铁能够细化铜晶粒，延迟铜的再结晶过程，提高结晶温度，抑制退火时再结晶晶粒长大，使低铅铜合金的强度和硬度提升，达到铸件要求，使切削加工性良好。
[0034]锡能少量溶于α相中，起到抑制脱锌的作用，能提高材料的抗蚀能力，改善耐磨性。
[0035]硅与镍形成化合物Ni2Si、Ni3Si，当Ni2Si、Ni3Si从固溶体中析出，能引起合金的强度和硬度升高，起到强化作用。
[0036]锑在铜合金中以脱溶相形式析出，颗粒呈球状或条形状，多分布于晶界，能够提高合金的强度和抗软化温度。
[0037]铋在熔融状态下与铜无限相容，但在固态时与铜几乎不容，铋颗粒的存在能够在温度较高的剪切区形成内部固体断裂剂。切削时在刀刃的接触面形成大量脆而不硬的铋颗粒，从而减小了切削层面积，使得刀具磨损减小，切削温度和切削力降低，提升了加工性能，解决了切削粘刀的问题。
[0038]低铅铜合金中加入微量的砷，可以防止脱锌。
[0039]镁具有质轻的特点，同时具有较高的强度，阻尼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金，其特征在于，铜合金的重量百分比组成为：铜58.0-61.0％，铅0.73-0.75％，铝0.58-0.60％，铁0.042-0.046％，锡0.034-0.040％，镍0.021-0.025％，锑0.010-0.015％，铋0.015-0.019％，硅0.0062-0.0067％，砷0.0043-0.0049％，镁0.0014-0.0021％，铬0.0010-0.0017％，硫0.0008-0.0011％，不可避免的杂质总和≤0.0025％，余量为锌。2.如权利要求1所述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金，其特征在于：所述不可避免的杂质包含磷、锰和钴中的一种或几种。3.如权利要求2所述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金，其特征在于，铜合金的重量百分比组成为：铜59.6％，铅0.75％，铝0.59％，铁0.044％，锡0.039％，镍0.023％，锑0.011％，铋0.018％，硅0.0064％，砷0.0047％，镁0.0018％，铬0.0014％，硫0.0009％，磷≤0.0005％，锰≤0.0005％，钴≤0.0015％，余量为锌。4.如权利要求1所述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金，其特征在于：所述铜合金的平均结晶晶粒尺寸达到1μm以内。5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按照组成重量百...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁昭伟，戴宾琪，陈小兵，马荣新，丁中旗，
申请(专利权)人：台州正兴阀门有限公司，
类型：发明
国别省市：