无铅的锑镍黄铜合金制造技术

本发明专利技术涉及一种无铅的锑镍黄铜合金，该无铅的锑镍黄铜合金中各组份的组成按重量百分比计分别为铜(Cu)59-64％，锑(Sb)0.01-0.25％，镍(Ni)0.1-1.5％，铝(Al)0.01-0.15％，锡(Sn)0.1-0.8％，镁(Mg)0.01-0.45％，锆(Zr)0.05-0.5％，其余为锌(Zn)和不可避免的杂质，而且，所述的无铅的锑镍黄铜合金组成中铜加锌大于96.2wt％。上述无铅的锑镍黄铜合金具有优良的材料性能，良好韧性及加工性，能提高合金的强度和耐腐蚀性。

Lead free antimony nickel brass alloy

The invention relates to a lead-free brass nickel antimony alloy, the lead antimony nickel brass alloy composed of components by weight percent respectively for copper (Cu) 59-64%, 0.01-0.25% (Sb), nickel antimony (Ni) 0.1-1.5%, 0.01-0.15% (Al), aluminum tin (Sn) 0.1-0.8%, Mg (Mg) 0.01-0.45%, zirconium (Zr) 0.05-0.5%, the zinc (Zn) and unavoidable impurities, and the lead antimony alloy and nickel brass copper in zinc is more than 96.2wt%. The lead free antimony nickel brass alloy has excellent material properties, good toughness and processability, and can improve the strength and corrosion resistance of the alloy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环保黄铜合金，且特别涉及一种无铅的锑镍黄铜合金。
技术介绍
现有非环保含铅黄铜的主要成份为铜与锌，两者的比例通常为约7: 3或6: 4，此外通常包含较多量杂质。为了让黄铜能具有良好的机械加工性质，公知的黄铜组成含按重量百分比计为1-3%的铅。含铅黄铜为工业上重要材料，广泛应用于管线、水龙头、供水/排水系统的金属装置或金属阀等制品。然而，随着环保意识抬头，重金属对于人体健康的影响与对环境污染的问题逐渐受到重视。因此，限制含铅合金的使用为目前的趋势。日本、美国等国陆续修订相关法规，极力推动降低环境中的含铅率，涵盖用于家电、汽车、水周边产品的含铅合金材料，特别要求不可从产品浸出铅至饮用水，且在加工过程中必须避免铅污染。从而，业界亟欲开发无铅的黄铜材料，寻找可替代含铅黄铜，并兼顾铸造性能、切削性、耐腐蚀性、与机械性质的黄铜I=1-Wl O目前已有许多无铅铜合金配方被报导，例如以硅(Si)取代铅为主要成分添加于黄铜合金中，例如美国专利 US7354489、US20070062615、US20060078458、US2004023441 等所公开的无铅铜合金配方，但这些技术的缺点是制成的黄铜合金切削性不佳。此外，有文献及其余专利以添加铋(Bi)为主要成分而取代铅添加于黄铜合金中，例如美国专利 US7297215、US6974509、US694.55378、US6149739、US5942056、US5653827、US5487867、US5330712、US2006000590U US20040094243, US5637160、US20070039667 等所公开的含铋的黄铜合金 。上述合金配方的铋含量按重量百分比计约在0.03% -7.0%的范围，且除了铋外，各自包含不同的元素成分及特定配比。例如美国专利US6413330系揭露同时包含铋、硅及其它成分的无铅铜合金配方。而中国专利公开号CN101403056公开了以铋及锰代替铅的无铅黄铜合金；然而，高铋含量容易产生裂纹、夹渣等缺陷，而铋低锰高则硬度高，不易断屑，因此切削性差。另外，还有文献公开了无铅铜合金的制程或洗铅制程的改进，例如美国专利US5904783公开了以钠、钾金属在高温下处理黄铜合金以减少铅滤出到供给液的方法；然而，传统的洗铅制程仅能在含铅产品在浸入水中时，减少与水接触表面的铅析出，无法将生产原料成分中铅含量符合美国加州AB-1953法规所规范的铜合金含铅量降低至0.25wt%以下。由此可见，现有的黄铜合金产品及其制造方法显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决道，因此新的黄铜合金配比和其制成产品，为业界极需改进的目标，亦属当前重要研发课题一
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的无铅黄铜合金材料在切削加工上所存在的缺陷，而提供一种无铅无铋的环保黄铜合金，具有优良的材料性能，良好韧性及加工性，能提高合金的强度和耐腐蚀性，非常适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的无铅的锑镍黄铜合金，其各组份的组成按重量百分比计分别为:铜(Cu)59-64%，锑(Sb)0.01-0.25 %, If (Ni)0.1-1.5 %，铝(Al)0.01-0.15 %，锡(Sn)0.1-0.8 %，镁(Mg)0.01-0.45%，锆(Zr)0.05-0.5%，其余为锌(Zn)和不可避免的杂质，而且，所述的无铅的铺镍黄铜合金组成中铜加锌大于96.2wt%。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的无铅的锑镍黄铜合金，其中所述的锑按重量百分比计为0.1-0.2%。前述的无铅的锑镍黄铜合金，其中所述的镍按重量百分比计为0.3-1.0%。前述的无铅的锑镍黄铜合金，其中所述的铝按重量百分比计为0.05-0.12%。前述的无铅的锑镍黄铜合金，其中所述的镁 按重量百分比计为0.1-0.3%。前述的无铅的锑镍黄铜合金，其中所述的锡按重量百分比计为0.3-0.6%。前述的无铅的锑镍黄铜合金，其中所述的锆按重量百分比计为0.1-0.3%。前述的无铅的锑镍黄铜合金，其中所述的铜按重量百分比计为61-63%。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案来实现。无铅的锑镍黄铜合金各组份的组成按重量百分比计分别为:铜:61-63%，锑:0.1-0.2%,If:0.3-1.0%,铝:0.05-0.12%，镁:0.1-0.3%:0.3-0.6%，锆:0.1-0.3%，其余为锌和 0.1% 以下不可避免的杂质。而且，所述的无铅的锑镍黄铜合金组成中铜加锌含量按重量百分比计为大于 96.2wt%0本专利技术的无铅的锑镍黄铜合金为无铅无铋的环保黄铜合金，具有优良的材料性能，良好韧性及加工性，能提高合金的强度和耐腐蚀性，与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本专利技术的主要
技术实现思路
如下:为达到上述目的，本专利技术提供的无铅的锑镍黄铜合金，锑的含量按重量百分比计为0.01-0.25%。在一实施例中，锑的含量为0.1至0.2%。锑与铜等元素形成金属间化合物，能提高黄铜的切削性。为达到上述目的，本专利技术提供的无铅的锑镍黄铜合金，镍的含量按重量百分比计为0.1-1.5%。在一实施例中，镍的含量为0.3-1.0%。镍能与铜形成连续固溶体，它们能够明显地提高铜的机械性能与耐蚀性能。为达到上述目的，本专利技术提供的无铅的锑镍黄铜合金，铝的含量按重量百分比计为0.01-0.15%。在一实施例中，铝的含量为0.05至0.12%。铝能增加铜水的流动性，改善该合金材料的铸造性能。添加适量的铝能避免在铜水液面产生大量铝氧化膜使铜液中夹洛，及在后续烧铸铜铸件时形成夹层(Lamination),造成铸件缺陷产生的问题。为达到上述目的，本专利技术提供的无铅的锑镍黄铜合金，镁的含量按重量百分比计为0.01-0.45%。在一实施例中，镁的含量为:0.1-0.3%%。添加适量的镁形成Cu2Mg金属间化合物细小颗粒(第三相)在切削时起到良好的断屑作用，从而改善了黄铜的切削加工性能。为达到上述目的，本专利技术提供的无铅的锑镍黄铜合金，锡的含量按重量百分比计为0.01-0.8%。在一实施例中，锡的含量为0.3-0.6%。锡能显着提高黄铜合金材料于大气、海水、氯化物及过热蒸汽中的耐蚀性。锡在黄铜中起固溶强化作用，可提高强度和硬度。为达到上述目的，本专利技术提供的无铅锑钛黄铜合金，锆的含量按重量百分比计为0.05-0.5%。在一实施例中，锆的含量为0.0.3%。添加微量的锆能起到细化变质作用，使比较粗大的枝状晶变为细小的等轴晶组织。借由上述技术方案，本专利技术的无铅的锑镍黄铜合金至少具有下列优点及有益效果:第一，由于使用锑，与铜等元素形成金属间化合物，能提高黄铜的切削性。第二，由于添加镍，能与铜形成连续固溶体，它们能够明显地提高铜的机械性能与耐蚀性能。第三，本专利技术的无铅的锑镍黄铜合金的整体配比，能够明显地提高黄铜的机械性能、耐蚀性能，还有合金的强度和硬度。能提高合金材料的切削性，从而改善了黄铜的切削加工性能。综上所述，本专利技术的无铅的锑镍黄铜合金配比，得到了具备优异切削性、抗腐蚀性、高强度和硬度的环保黄铜合金。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无铅的锑镍黄铜合金，其特征在于该合金各组份的组成按重量百分比计分别为：铜：59?64％，锑：0.01?0.25％，镍：0.1?1.5％，铝：0.01?0.15％，锡：0.1?0.8％，镁：0.01?0.45％，锆：0.05?0.5％，其余为锌和不可避免的杂质，而且，所述的无铅的锑镍黄铜合金组成中铜加锌大于96.2wt％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴威德，罗文麟，吕鸿庆，彭晓明，
申请(专利权)人：摩登岛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：