CN104032174A - 一种无铅易切削锌白铜合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种无铅易切削锌白铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍10-11、锌28-30、Sb0.3-0.4、Ce0.12-0.15、Nb0.06-0.08、V0.05-0.08、Mo1.5-1.8、余量为铜。本发明黄铜合金通过添加镍、Sb、V等元素，提高了铜合金的强度、耐腐蚀性和耐磨性能；通过添加Ce、Nb、Mo，使得合金切削性能好，摩擦系数小，耐高温；本发明铜合金冷热加工成型性好,易切削,适用于制造仪器仪表、医疗器械、日用品和通讯等领域的精密零件。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
Description
技术领域
本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种无铅易切削锌白铜合金材料及其制备方法。
背景技术
铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无铅易切削锌白铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有高强度度、冷热加工性能好、易切削、耐腐蚀的优点。
本发明的技术方案如下：
一种无铅易切削锌白铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍10-11、锌28-30、Sb0.3-0.4、Ce0.12-0.15、Nb0.06-0.08、V0.05-0.08、Mo1.5-1.8、余量为铜。
所述的无铅易切削锌白铜合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯铜与废铜按1：0.4-0.8比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）锌；（2）镍、Sb、V；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-24分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以240-250℃/小时速率升温至350-360℃，保温50-60分钟，再以240-250℃/小时速率升温至550-560℃，保温1-2小时；再以260-270℃/小时速率降温至110-120℃，保温1-2小时；再以240-250℃/小时速率升温至330-340℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-110℃，保温1-2小时；再以200-210℃/小时速率升温至260-270℃，保温2-3小时，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土4-8、粘土30-35、钛白粉2-3、莹石6-8、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、树木灰烬1-2、Na2TiF6 8-10、氟硅酸钠3-4；其制备方法是将二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、钛白粉、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本发明的有益效果
本发明黄铜合金通过添加镍、Sb、V等元素，提高了铜合金的强度、耐腐蚀性和耐磨性能；通过添加Ce、Nb、Mo，使得合金切削性能好，摩擦系数小，耐高温；通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致,合金品质均一。本发明铜合金冷热加工成型性好,易切削,适用于制造仪器仪表、医疗器械、日用品和通讯等领域的精密零件。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
具体实施方式
一种无铅易切削锌白铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍10-11、锌28-30、Sb0.3-0.4、Ce0.12-0.15、Nb0.06-0.08、V0.05-0.08、Mo1.5-1.8、余量为铜。
所述的无铅易切削锌白铜合金材料的生产方法为：
（1）、准备纯铜与废铜按1：0.6比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）锌；（2）镍、Sb、V；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以245℃/小时速率升温至355℃，保温55分钟，再以245℃/小时速率升温至555℃，保温1.5小时；再以265℃/小时速率降温至115℃，保温1.5小时；再以245℃/小时速率升温至335℃，保温1.5小时；再以255℃/小时速率降温至105℃，保温1.5小时；再以205℃/小时速率升温至265℃，保温2.5小时，取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成：二氧化硅15、白云石3、苦菱土4、粘土30、钛白粉2、莹石8、玉石粉4、蒙脱石1、树木灰烬2、Na2TiF6 8、氟硅酸钠3；其制备方法是将二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、钛白粉、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
本实施例无铅易切削锌白铜合金材料，抗拉强度 бb为547Mpa，屈服强度487MPa，硬度值HB为140，导电率%IACS66，软化温度620℃，20℃延伸率14%。
Claims (4)
1.一种无铅易切削锌白铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍10-11、锌28-30、Sb0.3-0.4、Ce0.12-0.15、Nb0.06-0.08、V0.05-0.08、Mo1.5-1.8、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的无铅易切削锌白铜合金材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备纯铜与废铜按1：0.4-0.8比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）锌；（2）镍、Sb、V；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-24分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的无铅易切削锌白铜合金材料的生产方法，其特征在于：所述的铸后热处理是：先由室温以240-250℃/小时速率升温至350-360℃，保温50-60分钟，再以240-250℃/小时速率升温至550-560℃，保温1-2小时；再以260-270℃/小时速率降温至110-120℃，保温1-2小时；再以240-250℃/小时速率升温至330-340℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-110℃，保温1-2小时；再以200-210℃/小时速率升温至260-270℃，保温2-3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的无铅易切削锌白铜合金材料的生产方法，其特征在于：所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土4-8、粘土30-35、钛白粉2-3、莹石6-8、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、树木灰烬1-2、Na2TiF6 8-10、氟硅酸钠3-4；其制备方法是将二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、钛白粉、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
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