【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金材料，涉及一种无铅易切削耐蚀黄铜及其制备方法。
技术介绍
1、黄铜是由铜和锌所组成的合金，由于其具备较好的热加工性能、机加工性能、力学性能和耐腐蚀性能等，被大量用于五金卫浴，接头零件、舰船上的小五金、螺栓、螺母、阀杆、冷凝器管和焊条等。
2、随着轮船、家用电器、交通运输、玩具/娱乐、电动车、电视游戏机、it及通讯仪器，医疗器械等领域技术的发展，因此零部件变得异常复杂，进而需要材料具有更加优异的机加工性能、钻孔排屑性能等，同时不能出现重金属铅，必须满足rohs指令，镉：小于100ppm，铅：小于1000ppm，即铅的含量必需小于0.1％，以及材料的耐腐蚀性能需要大幅度提升，保证材料的强度得到保证。
3、普通无铅黄铜c46400具备较好的无铅环保性能，也被称作海军黄铜，但是该材料基体缺乏机加工过程的切削相，导致车削，钻屑非常不畅，加工零件效率非常低，而且加工零部件表面非常毛糙、暗淡，严重影响产品的表面质量，同时耐腐蚀性能也需要进一步优化。
4、经查，现有专利号为cn201310044722.2的中国专利《一种热成型性能优异的无铅易切削耐蚀黄铜合金》，该黄铜合金含有：74.5～76.5wt％的cu、3.0～3.5wt％的si、0.11～0.2wt％的fe、0.04～0.10wt％的p，其余为zn和不可避免的杂质。该黄铜具有较好的冷加工和热加工成型性能、抗脱锌腐蚀及抗应力腐蚀性能，但是其不是海军黄铜，在强度、硬度与抗海水耐蚀性方面还不够理想。
5、因此，需要开发一种无铅易
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种无铅易切削耐蚀黄铜，在无铅黄铜c46400的基础上进行优化，具有较好的机加工性能和耐蚀性能。
2、本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种无铅易切削耐蚀黄铜的制备方法，制备的无铅黄铜具有优异的机加工性能和耐蚀性能，有效提高生产效率和产品质量。
3、本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于该黄铜的化学成分如下：
4、
5、上述百分比为质量百分比。
6、作为优选，所述黄铜的化学成分包括：
7、
8、上述百分比为质量百分比。
9、进一步优选，所述黄铜的金相主要相为α+β相，以及单质的pb相、bi相，β相为分散存在，网状结构被打散，均为小块分布，将α相分割为许多团块。
10、作为优选，所述β相比例60～70％，甚至可以更高。
11、最后，所述黄铜的表面粗糙度为0.2～0.3μm，切削性可以达到hpb63-3的60～75％，甚至可以更高。
12、本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种上述无铅易切削耐蚀黄铜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
13、1)熔炼：将原料放入熔炼炉中加热熔化，测试铜水成分；
14、2)水平连铸，铸坯：开启引拉，引拉开始温度在1130℃～1180℃，当铸造稳定后，温度保持在1050℃～1080℃，速度70mm/min～80mm/min，水冷进水出水温度温差15℃～25℃；
15、3)卧式挤压，棒线坯：采用卧式挤压机，挤压温度680℃～720℃；
16、4)酸洗、拉伸；
17、5)退火+淬火：拉伸后进行低温退火，退火后快速放入水池冷却；
18、6)校直；
19、7)最后定尺、成品检测，包装。
20、作为改进，所述步骤1)熔炼的具体过程为：
21、a、在2t工频熔炼炉，熔炼过程中先将回料沫子500±50kg加入炉内熔化区域，电压打到高压400±40v，熔化后，再将加工回料1500±150kg加入炉内，等所有的物料熔化后，温度保持在1020℃～1040℃；
22、b、原料熔化完全后，温度提高到1080℃-1100℃，加入清渣剂2±0.2kg，搅拌捞渣，捞渣完成后，将温度调节到1010℃～1040℃，将精炼剂2±0.2kg压入，加入磷铜，搅拌均匀，然后将sn、pb，bi、as、b-cu加入，静止保温；
23、c、取样测试铜水的成分，成分合格，将温度提高到1090℃～1120℃即可。
24、进一步，所述步骤2)引拉规格为φ175±5mm。
25、进一步，所述步骤3)采用1800型卧式挤压机，铸锭长度720±10mm。
26、优选，所述步骤3)的挤压出来后，快速冷却，出口采用水雾风机，确保出来的铜棒低于450℃。
27、进一步，所述步骤4)的酸洗是采用质量浓度为3～5％的稀硫酸进行酸洗去除氧化层。
28、最后，所述步骤5)的低温退火的退火温度480±10℃，退火时间6h±0.5h。
29、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在传统无铅黄铜c46400的基础上，对黄铜成分进行科学优化设计，添加了铋、砷、硼元素，有效改善机加工性能，提高耐腐蚀性，同时细化晶粒，使得强度和硬度更高；在制备过程中采用高温挤压，快速冷却，以得到材料组织更多的β相比例，以及拉伸后进行低温退火，退火后快速放入水池冷却，获得均匀的相组织分配，尤其在第二相铋在晶界均匀分布和晶粒的细化方面起到较好的改善作用，起到阻断腐蚀通道，提高材料的耐腐蚀性能，同时β相的析出稳定保存至室温，从而提高切削性能，也实现通过热处理过程，封闭了由于β相连接的腐蚀通道，同时提高材料的抗脱锌性能，即耐脱锌腐蚀的能力。本专利技术制备工艺简单易操作，制备的无铅黄铜强度高、硬度大，具有优良的机加工性能和耐腐蚀性，解决了无铅黄铜切削下料困难，钻屑排屑困难，表面粗糙度不良等问题，同时有效提高了加工零部件的生产效率，提升了产品质量。
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1.一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于该黄铜的化学成分如下：
2.根据权利要求1所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述黄铜的化学成分如下：
3.根据权利要求1所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述黄铜的金相主要相为α+β相，以及单质的Pb相、Bi相，β相为分散存在，网状结构被打散，为小块分布，将α相分割为团块。
4.根据权利要求3所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述β相比例60～70％。
5.根据权利要求1所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述黄铜的表面粗糙度为0.2～0.3μm，切削性达到HPb63-3的60～75％。
6.一种根据权利要求1～5任意所述的无铅易切削耐蚀黄铜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)熔炼的具体过程为：
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)引拉规格为φ175±5mm。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)采用1800型卧式挤压机，铸
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)的挤压出来后，快速冷却，出口采用水雾风机，确保出来的铜棒低于450℃。
11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的酸洗是采用质量浓度为3～5％的稀硫酸进行酸洗去除氧化层。
12.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5)的低温退火的退火温度480±10℃，退火时间6h±0.5h。
...【技术特征摘要】
1.一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于该黄铜的化学成分如下：
2.根据权利要求1所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述黄铜的化学成分如下：
3.根据权利要求1所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述黄铜的金相主要相为α+β相，以及单质的pb相、bi相，β相为分散存在，网状结构被打散，为小块分布，将α相分割为团块。
4.根据权利要求3所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述β相比例60～70％。
5.根据权利要求1所述的一种无铅易切削耐蚀黄铜，其特征在于所述黄铜的表面粗糙度为0.2～0.3μm，切削性达到hpb63-3的60～75％。
6.一种根据权利要求1～5任意所述的无铅易切削耐蚀黄铜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳好，沈波，张小娟，舒孟洋，华称文，王东，
申请(专利权)人：宁波金田铜业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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