一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及有色金属加工技术领域，针对现有技术中黄铜脆性大及可加工性能差的问题，公开了一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金及其制备方法，所述合金组成及重量份为：60.5‑62.5%Cu，0.02‑0.12%Si，0.02‑0.12%Sb，0.02‑0.05%Ca，0.02‑0.1%石墨粉，0.05‑0.11%Fe，0.02‑0.08%Sn，0.005‑0.01%B，0.005‑0.01%Zr，0.005‑0.01%RE，Pb<0.01%，杂质总和<0.5%，其余为Zn。元素各相分布均匀，有效抑制了添加锑所引起的脆断倾向，增加合金的切削性、强度、塑性和耐脱锌性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金及其制备方法
本专利技术涉及有色金属加工
，尤其是涉及一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金及其制备方法。
技术介绍
H62黄铜是纯铜中加入36.5-39.5％锌的普通黄铜，属于两相合金。其强度高，热加工性能更好，冷加工性能中等，易钎焊和焊接，耐腐蚀，可切削，是一种工业应用广泛的黄铜品种，应用于导管、夹线板、环形件、热交换器零件，制糖机械，船舶、造纸机械、乐器，以及电子电器零件，汽配零件等，享有商业黄铜之称。为提高黄铜的耐蚀性等，在铜锌合金中加入少量(一般为1-2％，少数大于3％)锡、铁、硅、锑等元素，构成多元合金，即是特殊黄铜，比如锡黄铜，铁黄铜、硅黄铜等等。特殊黄铜虽然能够提升合金的某方面性能，但也降低了材料的冷热加工性能，尤其是塑性明显降低。比如锡黄铜，锡固溶于黄铜中，提高合金强度，硬度，但锡的加入，降低塑性，增加切削阻力；硅黄铜的中硅的加入，使得黄铜具有很高的机械性能，但塑性下降也明显，降低压力加工性能；铜锌合金中Fe能够起到细化晶粒和增加强度，但是富铁相容易偏析，降低合金的加工性能。锑和铋的加入，能够明显提升合金的切削性能，但是材料的脆性明显，不能进行大变形的冷加工；同时特殊黄铜里的铋、锑、硅等元素，含量普遍在1％以上，使得合金加工废料再生利用困难，使得废旧原料利用成为一大难题。H62黄铜普通合金，冷热加工性能好，杂质元素含量属于微量，不影响废旧原料利用，同时无铅化要求(下游客户逐步要求铅<0.01％)越来越紧迫，汽门嘴芯、通讯端子用铜合金、电源支架等下游客户逐步转向H62黄铜替代铅黄铜、铋黄铜合金，但是该类零件除了进行较大的变形加工(如冷镦，不退火铆压)外，还要进行车削加工，尤其是进行内孔的加工。H62黄铜普通合金属于可切削合金，其切削性能不高，只有C36000的40％，车削呈长条状，很难断削，严重影响车加工，尤其无法进行自动车车加工内孔。通过增加杂质元素，可以提升车削性能，但是也会降低合金的加工性能，增加合金脆性，无法进行大变形的冷加工。因此，急需设计和开发，通过微量元素合金化，以及元素之间的相互配合，提高的合金的车削性能，同时不降低塑性，抗脱性能等。专利号CN201410609734.X，专利名称“一种黄铜合金”，本专利技术提供了一种黄铜合金，其包括：45wt％～55wt％的Cu、0.5wt～7wt％的Mn、0.5wt％～5wt％的Al、0.5wt％～4wt％的Fe、0.05wt％～2wt％的Si、0.001wt％～0.5wt％的P与余量的Zn。本申请以铜、锌为主要添加元素，并且添加了具有强化作用的锰、铝、铁、硅与磷元素，使黄铜合金以β相为基体，具有较好的塑性与较高的强度；在保证黄铜合金具有较好强度与塑性的情况下，降低了铜的含量，从而降低了黄铜合金的成本。但是，其不足之处在于，该黄铜合金的加工性能较差，加工效率低。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中黄铜脆性大及可加工性能差的问题，提供一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金及其制备方法，本专利技术的H62简单黄铜合金克服了黄铜合金切削性能不高的缺陷，提高了其切削性能，实现了汽门嘴芯、通讯端子用铜合金、电源支架等下游行业用无铅H62黄铜替代铅黄铜，以极少的添加量制成了高性能的H62简单黄铜合金，对废料不造成污染，解决了废旧料再生利用的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金，所述合金组成及重量份为：60.5-62.5％Cu，0.02-0.12％Si，0.02-0.12％Sb，0.02-0.05％Ca，0.02-0.1％石墨粉，0.05-0.11％Fe，0.02-0.08％Sn，0.005-0.01％B，0.005-0.01％Zr，0.005-0.01％RE，Pb<0.01％，杂质总和<0.5％，其余为Zn。作为优选，所述合金组成及重量份为：61-62％Cu，0.05-0.1％Si，0.08-0.1％Sb，0.03-0.04％Ca，0.06-0.08％石墨粉，0.08-0.1％Fe，0.04-0.06％Sn，0.006-0.008％B，0.006-0.008％Zr，0.006-0.009％RE，Pb<0.01％，杂质<0.5％，其余为Zn。作为优选，所述合金组成及重量份为：61.5％Cu，0.08％Si，0.08％Sb，0.035％Ca，0.06％石墨粉，0.07％Fe，0.05％Sn，0.008％B，0.007％Zr，0.008％RE，Pb<0.01％，杂质<0.5％，其余为Zn。在本合金中，硅主要起提高合金强度，焊接性能和耐脱锌性能，同时也能与其它元素形成细小均布的脆化技术化合物提高本合金的切削性能，当硅含量<0.02％时，对本合金的强度和切削性能提高效果不明显；锑在本合金中由于其熔点低，在晶界聚集，并细小均匀的分布在晶界，形成断屑点，使含锑合金具备了像铅黄铜一样易切削性能；同时添加了细化晶粒的Zr和B元素，使含锑相分布更加均匀，有效抑制了添加锑所引起的脆断倾向。增加合金的切削性、强度、塑性和耐脱锌性能。钙元素是有色金属中的易切削元素，经过合金化处理，使含钙金属化合物易切削断屑的脆化相聚集在晶界附近，提高合金的切削性能；锑元素还起到辅助钙元素的获得优异的切削性能，同时添加了细化晶粒的Zr和B元素，使含钙相分布更加均匀，有效抑制了添加钙所引起的脆断倾向；石墨是一种无害低价的材料，其断屑能力和润滑效果使材料在切削过程中能够形成短小而不连续的切屑，减小道具磨损，改善切削性能。同时由于合金晶粒细化，使得石墨相分布细小均匀。铁起细化晶粒的作用，阻止晶粒长大，限制β相转变数量，形成金属间化合物，增加强度，提高冷成型性能；锡是固溶强化和抑制脱锌的元素，和锑、硼一起强化基体，提高抗脱锌性能，热成型性能；降低合金抗应力裂趋势；硼元素主要起抑制脱锌，提高耐蚀性能，同时也有脱氧、细化晶粒、增强切削性能的，降低合金抗应力裂趋势；锆元素起细化晶粒，与硼元素一起，阻止柱状晶的发展，使得晶粒细化效果更佳；稀土主要起细化晶粒，阻止晶粒长大的作用，能提高软化点，增强强度，提高冷热成型性能。所述耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金的制备方法，包括以下工艺流程：原材料准备及配料─合金化处理熔炼─连续铸锭─铸锭加热─挤压─拉伸─热处理─拉伸、扒皮、拉伸─矫直抛光─消除应力退火─检验成品包装。作为优选，所述工艺流程的具体步骤包括：(1)处理熔炼：按照比例在H62简单黄铜合金中投入石墨粉、硅、铁或铜硅、铜铁中间合金，升温熔化；第一次调温并加入锡、锑、钙或锌钙中间合金，在黄铜溶液中熔炼至转化为金属化合物，加入精炼剂精炼，出炉前第二次调温并加入硼、锆及稀土细化剂；(2)连续铸锭：连续铸造成H62黄铜铸锭；(3)挤压：在680-730℃温度下进行挤压；(4)后处理：后经过10-50％冷加工，再进行中间热处理；(5)消除应力退火：加工成品最终在低于35本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金，其特征是，所述合金组成及重量份为：60.5-62.5%Cu，0.02-0.12%Si，0.02-0.12%Sb，0.02-0.05%Ca，0.02-0.1%石墨粉，0.05-0.11%Fe，0.02-0.08%Sn，0.005-0.01%B，0.005-0.01%Zr，0.005-0.01%RE，Pb<0.01%，杂质总和<0.5%，其余为Zn。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金，其特征是，所述合金组成及重量份为：60.5-62.5%Cu，0.02-0.12%Si，0.02-0.12%Sb，0.02-0.05%Ca，0.02-0.1%石墨粉，0.05-0.11%Fe，0.02-0.08%Sn，0.005-0.01%B，0.005-0.01%Zr，0.005-0.01%RE，Pb<0.01%，杂质总和<0.5%，其余为Zn。


2.根据权利要求1所述一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金，其特征在于，所述合金组成及重量份为：61-62%Cu，0.05-0.1%Si，0.08-0.1%Sb，0.03-0.04%Ca，0.06-0.08%石墨粉，0.08-0.1%Fe，0.04-0.06%Sn，0.006-0.008%B，0.006-0.008%Zr，0.006-0.009%RE，Pb<0.01%，杂质<0.5%，其余为Zn。


3.根据权利要求1所述一种耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金，其特征在于，所述合金组成及重量份为：61.5%Cu，0.08%Si，0.08%Sb，0.035%Ca，0.06%石墨粉，0.07%Fe，0.05%Sn，0.008%B，0.007%Zr，0.008%RE，Pb<0.01%，杂质<0.5%，其余为Zn。


4.如权利要求1-3任一所述耐脱锌高塑易加工的H62简单黄铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下工艺流程：原材料准备及配料─合金化处理熔炼─连续铸锭─铸锭加热─挤压─拉伸─热处理─拉伸、扒皮、拉伸─矫直抛光─消除应力退火─检验成...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卡迪，杨东超，李志国，汤亚钢，宋程程，
申请(专利权)人：宁波长振铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33