一种铅黄铜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铅黄铜，其由如下质量百分含量的成分组成：Cu 56.8％～57.5％、Pb 2.5％～3.2％、Fe 0.03％～0.65％、Al 0.1％～0.2％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。本发明专利技术通过对铅黄铜的配方以及制备方法进行优化，获得了铜水流动性和冲压成型性均较好、锻压后工件表面光滑、以及良品率高的铅黄铜。

【技术实现步骤摘要】
一种铅黄铜及其制备方法
本专利技术属于冶金材料
，具体涉及一种铅黄铜及其制备方法。
技术介绍
铅黄铜是以铅为主要添加元素的复杂黄铜，由于其冷热加工性能、切削性能极佳，自润滑性良好，能满足各种形状材料的精加工，因此其应用非常广泛，主要用于机械工程中的各种连接件、阀门、阀杆轴承保持中，其中，热锻阀门坯料、制锁业和钟表业是三大重要市场。然而，现有技术对于铅黄铜中的铝元素含量一般没有特定要求，铝元素通常被作为忽略元素。而且现有铅黄铜在锻压后的表面光滑度欠佳，铜水的流动性也较差。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种铅黄铜及其制备方法。为达到其目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种铅黄铜，其由如下质量百分含量的成分组成：Cu56.8％～57.5％、Pb2.5％～3.2％、Fe0.03％～0.65％、Al0.1％～0.2％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。本专利技术人经过大量创造性试验研究发现，造成铅黄铜的铜水流动性差、以及锻压后铅黄铜的表面光滑度欠佳的主要原因在于铅黄铜中Al的含量。在铅黄铜中加入适量的Al，可从根本上解决上述技术问题。上述配方中，添加0.1％～0.2％的Al可增加铜水的流动性，在铜水的表面形成Al2O3，防止锌挥发，而且可使工件在冲压成型时的延伸性好，工件表面光滑，良品率高；若Al的含量过低，会导致铜水的流动性较差，工件锻压后不够饱满、甚至发生拉裂；若Al的含量过高，会导致工件锻压后表面有裂纹。另外，配方中Cu的含量为56.8％～57.5％时铅黄铜的性能较好，若Cu的含量低于56.8％会导致产品成形后可塑性不好，容易造成不良品；若Cu的含量高于57.5％会对铅黄铜的冲压成型造成不利影响，还会导致铜水的流动性不好，容易出现不饱模现像。配方中Pb的含量为2.5％～3.2％，若Pb的含量低于2.5％，会导致开料机加工序难加工；而Pb的含量高于3.2％，会导致冲压成型加热后铅容易析出，造成不良品。配方中Fe是铸件杂质的主要成分，但若Fe含量低于0.03％，会导致合金的细化处理效果较差，若Fe含量高于0.65％，会导致铸件过硬而延伸性不好并且含杂质多。配方中Sn也是铸件杂质的主要成分，若Sn含量高于0.7％会导致铸件产生气孔和杂质点。配方中控制Ni的含量低于0.4％，可使铅黄铜的组织好，抛光杂质减少。配方中控制其它杂质的含量在0.2以下，可使黄铜铸件质量整体稳定。本专利技术人经过大量创造性试验获得了如下效果较好的配方：优选地，所述铅黄铜由如下质量百分含量的成分组成：Cu57.03％、Pb2.98％、Fe0.61％、Al0.16％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。优选地，所述铅黄铜由如下质量百分含量的成分组成：Cu56.85％、Pb2.55％、Fe0.55％、Al0.2％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。优选地，所述铅黄铜由如下质量百分含量的成分组成：Cu56.95％、Pb3.10％、Fe0.49％、Al0.1％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。本专利技术还提供了一种所述铅黄铜的制备方法，其包括如下步骤：(1)备料：按配方称取黄铜、锌锭、铝锭、铅锭和紫铜；(2)熔炼：将备好的原材料按顺序投入熔炉中熔炼，先投入黄铜熔解，加入清渣剂打灰，然后投入紫铜熔解，清渣打灰，升温到980～1000℃，投入锌锭和铝锭熔解，然后投入铅锭，熔解后加入清渣剂，搂出灰渣，然后加入精炼剂，升温到980～1030℃保温15min，进行除气除杂处理，在升温过程中保持炉内铜水翻滚均匀，完全合金好后，熔炉升温到1050℃，将铜水排出到保温炉进行保温，水平引铸生产铜棒；(3)坯件加工和开料：去除引铸所得铜棒表面的黑色氧化皮，然后进行矫直，最后按需求将坯件割切成小段；(4)锻压成型：将开好料的坯件放入加热炉中加热至700～730℃，然后放入锻压机中进行冲压成型，得到成品。本专利技术制备方法中，原料的选用和投料顺序是控制铅黄铜中杂质含量的关键，若不按上述投料顺序进行，会影响合金的效果。此外，上述步骤(2)中，在升温过程中保持炉内铜水翻滚均匀，可使铅黄铜合金的晶粒更好更均匀。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过对铅黄铜的配方以及制备方法进行优化，获得了铜水流动性和冲压成型性均较好、锻压后工件表面光滑、以及良品率高的铅黄铜。附图说明图1为实施例1和对比例3的铅黄铜冲压成型产品图；图2为实施例2和对比例1的铅黄铜冲压成型产品图；图3为实施例4和对比例2的铅黄铜冲压成型产品图；图4为分级式流动性试样模具的结构示意图(B为上模，A为下模)；图5为铸件的俯视图；图6为铸件的截面图。具体实施方式下面将结合实施例及附图对本专利技术的技术方案作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中使用的原料均可通过商业途径获得，所使用的方法如无特别指明，均为本领域的常规方法。其中，实施例中使用的清渣剂和精炼剂为铅黄铜制备中常规使用的清渣剂和精炼剂。实施例中采用的黄铜为国标黄铜糠，购自国内废铜市场(以广东南海为主)，其组分组成为：Cu＞56.5％、Fe＜0.65％和Sn＜0.7％；锌锭为0#锌锭。杯样分级流动性测试方法(1)实验意义和目的液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属的充型能力。它首先取决于金属本身的流动性，同时又受铸型性质，浇注条件、结构等因素的影响。液态金属的流动性是金属的铸造性能之一，与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性能有关。流动性好的合金，由于其充型能力强所以易充满型腔，有利于获得形状完整、轮廓清晰的铸件；流动性差的合金，由于其充型能力差容易使铸件产生浇不足、冷隔等缺陷；本专利技术的目的是使用分级式流动试样来测定合金的流动性。(2)实验设备和材料1、分级式流动性试样模具(其结构如图4～6所示)；2、石墨水，浇注勺子；3、熔炉及熔化浇注设备。(3)实验步骤1、将模具预热后用石墨水浸泡5秒，然后平放在地面上；2、将铜水从铜水注入口倒入模具中，浇注时应控制浇注速度不要溢出铜液；3、铸件冷却一定时间后，打开模具，测定铸件试样的走水长度。(4)结果判定标准1、根据铸件的刻度记录长度；2、刻度最长为8级，刻度越长流动性越好。实施例1一种铅黄铜，其由如下质量百分含量的成分组成：Cu57.03％、Pb2.98％、Fe0.61％、Al0.16％、Sn0.62％、Ni0.35％、Bi0.08％和Zn38.17％。该铅黄铜的制备方法包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅黄铜，其特征在于，由如下质量百分含量的成分组成：Cu 56.8％～57.5％、Pb2.5％～3.2％、Fe 0.03％～0.65％、Al 0.1％～0.2％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。/n

【技术特征摘要】
1.一种铅黄铜，其特征在于，由如下质量百分含量的成分组成：Cu56.8％～57.5％、Pb2.5％～3.2％、Fe0.03％～0.65％、Al0.1％～0.2％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。


2.如权利要求1所述的铅黄铜，其特征在于，所述铅黄铜由如下质量百分含量的成分组成：Cu57.03％、Pb2.98％、Fe0.61％、Al0.16％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。


3.如权利要求1所述的铅黄铜，其特征在于，所述铅黄铜由如下质量百分含量的成分组成：Cu56.85％、Pb2.55％、Fe0.55％、Al0.2％、Sn＜0.7％、Ni＜0.4％、其它杂质＜0.2％、以及Zn余量。


4.如权利要求1所述的铅黄铜，其特征在于，所述铅黄铜由如下质量百分含量的成分组成：Cu56.95％、Pb3.10％、Fe0.49％...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍海英，
申请(专利权)人：开平大昌铜材有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44