一种造币用白铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种造币用白铜，所述白铜包含元素的质量百分比为：Ni8.0-10.0%、Zn16.0-19.0%、Mn3.0-5.0%、Ti1.8-2.5%、Fe0.5-0.9%;Al0.3-0.7%、Sb0.2-0.5%、杂质总量不大于0.9%，余量为铜。本发明专利技术通过采用低价金属锌、锰、铝代替贵金属镍，可以大幅度降低铜基金属流通币的生产、制造成本；通过添加微量的Sb改善金属流通币生产、制造的后续加工性能；通过添加微量的铁提高金属流通币的耐磨蚀性能；通过添加Al、Ti等合金元素，提高金属流通币的耐腐蚀性能、增强金属货币的美观度和银白色光泽感。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铜及铜合金加工，属于金属材料合金化、材料防腐及合金熔炼
，尤其涉及。
技术介绍
金属硬币具有整洁度高，携带的病菌少，有利于人民身体健康；硬币耐磨损，流通周期长，发行成本较小，节约资源，推广使用硬币利国利民。我国自建国以来，已经使用过镍币、钢币、铝币和铜币。我国镍资源紧缺，镍作为一种昂贵的战略资源，将镍加工成金属流通币使用，由于材质成本过高，在经济上是不合适的。采用钢芯材料压印制造金属流通币存在的问题是其一，是钢芯表面的镀层易磨损、剥落，影响美观和流通寿命。其二，钢芯流通币易于仿造，严重扰乱市场经济秩序。铝币颜色银白，有强烈的金属光泽，但由于单个的铝币分量较轻，在自动售货机上的识别效果不佳。铜作为一种古老的金属，在世界很多国家都有作为金属流通币使用的历史。由于铜离子能够杀死病菌，铜基金属流通币具有抑菌的效果，有利于使用者的身心健康。铜作为金属流通币使用时，为了使其具有银白色的金属光泽，往往要在铜基体合金中添加15%左右的镍，加之近年来铜价持续走高，使得铜基金属流通币可能的制造成本大幅攀升。例如，专利提出的一种造币用铜合金的化学成分为Cu67. 0-69. 0%; Ν 14. 0-16. 0%; Znl5. 0-19. 0%。使用该合金作为流通币基材存在以下问题一是镍含量高，制造成本高；二是合金的耐蚀性能不理想；三是合金的切削性能较差，影响后续的制币加工。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种白铜造币合金及其制备方法。上述目的是通过下述方案实现的 一种造币用白铜，其特征在于，所述白铜包含元素的质量百分比为Ni8. 0-10. 0%、Ζη16· 0-19. 0%、Μη3· 0-5. 0%、Til. 8-2. 5%、FeO. 5-0. 9%; Α10. 3-0. 7%、SbO. 2-0. 5%、杂质总量不大于O. 9%，余量为铜。一种制备权利要求I所述白铜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 I)将质量百分比为45. 5%-54. 3%的Cu放入工频炉中熔炼，待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭，木炭的用量为每吨铜15_25kg，熔炼温度为1180-1210°C。2)加入质量百分比8. 0-10. 0%的Ni ； 3)步骤2)加入的Ni熔化后加入质量百分比A10.5-0. 9%的Al和15%的Cu ； 4)步骤3)加入的Al和Cu熔化后 ，加入质量百分比Ζη17·0-20. 0%的Zn ； 5)步骤4)加入的Zn熔化后，加入Cu-Mn和Cu-Ti中间合金，使成品合金中Mn和Ti的质量百分比为3. 0-5. 0%和I. 8-2. 5% ；6)步骤5)加入的中间合金熔化后，加入Cu-Sb中间合金，使成品合金中Sb的质量百分比为 O. 2-0. 5% ； 7)步骤6)加入的中间合金熔化后，加入Cu-Fe中间合金，使成品合金中Fe的质量百分比为 O. 5-0. 9% ； 8)步骤7)加入的中间合金熔化后，用氮气吹冰晶石精炼、升温、扒渣； 9)取样分析； 10)升温1180-1210°C、向铜液中加入O.02%_0· 03%的镁； 11)随后，升高铜液温度1180-1210°C，出炉。有益效果铜基金属流通币具有抑菌的效果，有利于使用者的身心健康。本专利技术通过采用低价金属锌、锰、铝代替贵金属镍，可以大幅度降低铜基金属流通币的生产、制造成本；通过添加微量的Sb改善金属流通币生产、制造的后续加工性能；通过添加微量的铁提高金属流通币的耐磨蚀性能；通过添加Al、Ti等合金元素，提高金属流通币的耐腐蚀性能、增强金属货币的美观度和银白色光泽感。附图说明图I是本专利技术的熔炼方法的流程图。具体实施例方式本专利技术的造币用白铜包含元素的质量百分比为Ni8. 0-10. 0%、Znl6. 0-19. 0%、Μη3· 0-5. 0%、Til. 8-2. 5%、FeO. 5-0. 9%; Α10. 3-0. 7%、SbO. 2-0. 5%、杂质总量不大于 O. 9%,余量为铜。参见图1，本专利技术的白铜合金的熔炼操作过程如下 I)将质量百分比为45. 5%-54. 3%的Cu放入工频炉中熔炼，待铜开始软化后，在铜表面覆盖一层木炭(木炭仅作为覆盖剂使用)。木炭的用量为每吨铜15-25kg。熔炼温度为1180-1210°C。2)加入质量百分比8. 0-10. 0%的Ni ;在这里，镍是通过合金化而溶解入铜液中。3)步骤2)加入的Ni熔化后加入质量百分比A10. 5-0. 9%的Al和15%的Cu ； 向合金中加铝时，由于铝在铜中溶解会放出大量的热，激烈的放热反应可能使铜液熔池局部温度升高200°C，造成金属烧损增加。采用冷料与铝同时添加的方式，利用铝的溶解热熔化冷料，可以达到降低能耗和金属烧损的目的。4)步骤3)加入的Al和Cu熔化后，4)步骤3)加入的Al和Cu熔化后，加入质量百分比Znl7. 0-20. 0%的Zn ;采用先加铝后锌的目的，一是利用低价的金属铝对铜液脱氧，减少金属锌等金属的烧损；二是利用铝在铜液表面形成一层致密的氧化铝保护膜，减少铜液吸气和随后加入的锌的挥发损失。5)步骤4)加入的Zn熔化后，加入Cu-Mn和Cu-Ti中间合金，使成品合金中Mn和Ti的质量百分比为3. 0-5. 0%和I. 8-2. 5% ； 6)步骤5)加入的中间合金熔化后，加入Cu-Sb中间合金，使成品合金中Sb的质量百分比为 O. 2-0. 5% ；7)步骤6)加入的中间合金熔化后，加入Cu-Fe中间合金，使成品合金中Fe的质量百分比为 O. 5-0. 9% ； 8)步骤7)加入的中间合金熔化后，用氮气吹冰晶石精炼、升温、扒洛；待所有的合金元素熔化后，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入O. 1%-0. 2%的冰晶石精炼剂。向铜液中吹入冰晶石能清除铜液中的氧化铝夹杂。吹入时，要注意不留死角和盲区。高纯氮气载气能够清除铜液中的夹杂异物，降低铜液中的气体含量，其除气的原理是通入到铜液中的氮气或者氩气，在铜液中形成弥散的惰性气体气泡，气泡中的氢分压为零，合金熔体中的氢分压远大于气泡中的氢分压，熔体中的氢不断向气泡表面扩散并聚合为分子氢而进入气 泡中，随气泡的上升、逸出而排入大气,达到除氢的目的。吹入熔体中的惰性气体气泡越小、数量越多、分布越弥散，除氢效果越好。气体吹炼时间为3-5分钟。采用惰性气体精炼铜液，可以减少锌白铜喷火的次数，从而减少金属锌的损失。9)取样分析； 10)将铜液升温至1180-1210°c、向铜液中加入镁质量百分比为O.02%-0. 03%的镁脱氧、除硫； 11)随后，升高铜液温度1180-1210°c，出炉。在白铜熔炼过程中，合理的加料与熔化顺序、准确地控制熔炼温度都有利于减少造渣和减少熔炼金属损耗。锌白铜熔体的质量与原料质量有很大的关系。一般情况下，本合金的工艺废料使用量不应超过80%，多次重熔使用的旧料可能导致合金中的碳含量过高，从而导致合金轧制困难。为了防止熔体增氢、减少金属烧损，加工过程中的各种锯屑应该经过充分干燥、打包后回炉使用。合金中加入铁是作为变质剂使用，变质处理的作用清除铸锭组织中粗大的柱状晶，细化铸锭的结晶组织，提高合金的冷热加工性能和强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺永东，杨志强，
申请(专利权)人：金川集团有限公司，
类型：发明
国别省市：