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CN104630553A - 一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法 - Google Patents

一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法 Download PDF

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CN104630553A CN201510040731.3A CN201510040731A CN104630553A CN 104630553 A CN104630553 A CN 104630553A CN 201510040731 A CN201510040731 A CN 201510040731A CN 104630553 A CN104630553 A CN 104630553A
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Abstract

本发明提供了一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法，该合金材料管由以下组分组成：占合金材料管总重量1-3％的锌，占合金材料管总重量1-3％的锡，占合金材料管总重量0.5-2.5％的铝，占合金材料管总重量0.05-0.5％的锑，占合金材料管总重量0.5-1％的硅，余量为铜。本发明将传统铅元素替换为硅元素，按照锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑铜一定的成分配比，适当的温度，通过连续铸造毛坯管，用挤压机挤压而生产出完全能够取代含有铅元素的锡青铜管材，从而在不增加成本的情况下，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对该合金的环保性能的要求。

Description

一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金管材领域，具体涉及一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法。
背景技术
现有的锡青铜材料为了实现其易切屑性能往往会添加铅元素，但是随着环保意识的日益提高，含铅元素的青铜合金已经不能满足国内外高端市场的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法，在不增加成本的情况下，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对该合金的环保性能的要求。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重量1-3％的锌，占合金材料管总重量1-3％的锡，占合金材料管总重量0.5-2.5％的铝，占合金材料管总重量0.05-0.5％的锑，占合金材料管总重量0.5-1％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量2％的锡，占合金材料管总重量1.5％的铝，占合金材料管总重量0.25％的锑，占合金材料管总重量0.75％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量3％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
优选地，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
进一步地，所述铜为电解铜。
一种环保无铅新型合金材料管的制备方法，包括以下步骤：
1)按照配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑铜置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；
2)用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；
3)保温1.2-1.5小时后，用光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
4)进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成规定尺寸的空心毛坯合金材料管；
5)挤压前退火，用退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；
6)用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为规定尺寸的合金材料管，采用挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后得到成品；
7)将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；
8)用高精度车床对探伤完成后的合金材料管进行表面车削，得到规定尺寸和长度的合金材料管，并对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
进一步地，步骤3)中所述光谱仪采用斯派克直读光谱仪。
进一步地，步骤3)中的成分检验次数为3-5次。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法，其将传统铅元素替换为硅元素，按照锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑铜一定的成分配比，适当的温度，通过连续铸造毛坯管，用挤压机挤压而生产出完全能够取代含有铅元素的锡青铜管材，从而在不增加成本的情况下，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对该合金的环保性能的要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但并非限制本发明的应用范围。
实施例1
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管；挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm，内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后，对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能的要求。
实施例2
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量2％的锡，占合金材料管总重量1.5％的铝，占合金材料管总重量0.25％的锑，占合金材料管总重量0.75％的硅，余量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管；挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm，内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后，对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能的要求。
实施例3
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重量3％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管；挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm，内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后，对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能的要求。
实施例4
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管；挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm，内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后，对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能的要求。
实施例5
一种环保无铅新型合金材料管，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
按照上述配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑电解铜置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度完全熔化后保温至1200摄氏度；用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；保温1.2-1.5小时后，用德国进口斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行三到五次次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成外径为220mm，内径为180mm，长度为500mm的空心毛坯合金材料管；挤压前退火，用箱式退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为表面光洁直径为215mm，内径为185mm，长度500mm的合金材料管，采用2000吨双动挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后合金材料管直径为200mm，公差为+/-1mm，内径为190mm，公差为+/-1mm的成品；将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；用高精度车床对探伤完成后的合金棒进行表面车削，使其成为直径为198mm，公差为+/-0.1mm，内径为191mm，公差为+/-0.1mm，切割为长度200mm后，对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
与现有的含铅的锡青铜合金相比，本实施例提供的环保无铅新型合金材料管，不仅保留了现有锡青铜的切屑等机械性能，也满足了对环保性能的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由以下组分组成：占合金材料管总重量1-3％的锌，占合金材料管总重量1-3％的锡，占合金材料管总重量0.5-2.5％的铝，占合金材料管总重量0.05-0.5％的锑，占合金材料管总重量0.5-1％的硅，余量为铜。
2.根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
3.根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量2％的锡，占合金材料管总重量1.5％的铝，占合金材料管总重量0.25％的锑，占合金材料管总重量0.75％的硅，余量为铜。
4.根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由以下组分组成：占合金材料管总重量3％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
5.根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由以下组分组成：占合金材料管总重量1％的锌，占合金材料管总重量1％的锡，占合金材料管总重量2.5％的铝，占合金材料管总重量0.5％的锑，占合金材料管总重量1％的硅，余量为铜。
6.根据权利要求1所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，由以下组分组成：占合金材料管总重量2％的锌，占合金材料管总重量3％的锡，占合金材料管总重量0.5％的铝，占合金材料管总重量0.05％的锑，占合金材料管总重量0.5％的硅，余量为铜。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的环保无铅新型合金材料管，其特征在于，所述铜为电解铜。
8.一种如权利要求1-6中任意一项所述的环保无铅新型合金材料管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照配比将锌﹑锡﹑铝、锑、硅﹑铜置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；
2)用特制石墨工具将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为11-13cm；
3)保温1.2-1.5小时后，用光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
4)进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为1次/秒，采用水平连铸方法铸制成规定尺寸的空心毛坯合金材料管；
5)挤压前退火，用退火炉对合金材料管进行退火处理：退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟，以便于挤压；
6)用光锭机对退火后的毛坯合金材料管进行表面加工，加工为规定尺寸的合金材料管，采用挤压机挤压，合金锭加热温度为100-150摄氏度，挤压温度为300摄氏度，挤压速度V＝2mm/s，经过多次挤压后得到成品；
7)将挤压而成的合金材料管用超声波探伤仪进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉；
8)用高精度车床对探伤完成后的合金材料管进行表面车削，得到规定尺寸和长度的合金材料管，并对合金材料管的两端去毛刺并包装入库。
9.根据权利要求8所述的环保无铅新型合金材料管的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述光谱仪采用斯派克直读光谱仪。
10.根据权利要求8所述的环保无铅新型合金材料管的制备方法，其特征在于，步骤3)中的成分检验次数为3-5次。
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