CN103757479A - 一种无铅环保锌白铜合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种无铅环保锌白铜合金材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:锰3.5-3.9、锡3.8-4.1、镍17.5-18.9、硅0.6-0.9、铁0.25-0.4、钼1.5-1.7、钨0.3-0.5、钴0.05-0.09、锌5.5-5.9、V0.9-1.2、Ta0.04-0.06、余量为铜。本发明合金含有硅、锰、Ta,使得合金切削性能好,无毒无害;还含有钨、V、钼、钴,使得合金热加工性能好,而且防高温氧化;该铜合金适用于切削加工、热锻加工、抛光加工,适用于制作制作轴承﹑蜗轮﹑齿轮以及精密零件。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,尤其涉及一种无铅环保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环保锌白铜合金材料及其制备方法,该铜合金材料具有热加工性能好、切削性好的优点。
本发明的技术方案如下:
一种无铅环保锌白铜合金材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:锰3.5-3.9、锡3.8-4.1、镍17.5-18.9、硅0.6-0.9、铁0.25-0.4、钼1.5-1.7、钨0.3-0.5、钴0.05-0.09、锌5.5-5.9、V0.9-1.2、Ta0.04-0.06、余量为铜。
所述的无铅环保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1:0.5-0.9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、锡、V;(2)镍、锰、铁;(3)钴、钨;(4)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260-270℃/小时速率升温至300-320℃,保温40-50分钟,再以240-250℃/小时速率升温至540-560℃,保温1-2小时;再以260-270℃/小时速率降温至100-120℃,保温1-2小时;再以240-250℃/小时速率升温至360-380℃,保温1-2小时;再以250-260℃/小时速率降温至100-120℃,保温1-2小时;再以200-210℃/小时速率升温至300-320℃,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:碳酸钙粉4-5、铝矾土2.1-2.5、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2-3、四硼酸钠1-2、Bi2O3 2-3;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合,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
本发明合金含有硅、锰、Ta,使得合金切削性能好,无毒无害;还含有钨、V、钼、钴,使得合金热加工性能好,而且防高温氧化;该铜合金适用于切削加工、热锻加工、抛光加工,适用于制作制作轴承﹑蜗轮﹑齿轮以及精密零件。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
一种无铅环保锌白铜合金材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:锰3.5-3.9、锡3.8-4.1、镍17.5-18.9、硅0.6-0.9、铁0.25-0.4、钼1.5-1.7、钨0.3-0.5、钴0.05-0.09、锌5.5-5.9、V0.9-1.2、Ta0.04-0.06、余量为铜。
所述的无铅环保锌白铜合金材料的生产方法如下:
(1)、准备纯铜与废铜按1:0.7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、锡、V;(2)镍、锰、铁;(3)钴、钨;(4)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265℃/小时速率升温至310℃,保温45分钟,再以245℃/小时速率升温至550℃,保温1.5小时;再以265℃/小时速率降温至110℃,保温1.5小时;再以245℃/小时速率升温至370℃,保温1.5小时;再以255℃/小时速率降温至110℃,保温1.5小时;再以205℃/小时速率升温至310℃,保温2.4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:碳酸钙粉5、铝矾土2.1、树木灰烬1、纳米二氧化硅2、明矾2、玉石粉4、电石粉4、氟钛酸钾3、四硼酸钠2、Bi2O3 2;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合,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。
本实施例无铅环保锌白铜合金材料,抗拉强度 бb为555Mpa,屈服强度522MPa,硬度值HB为150,导电率%IACS70,软化温度600℃,延伸率15%。
Claims (4)
1.一种无铅环保锌白铜合金材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:锰3.5-3.9、锡3.8-4.1、镍17.5-18.9、硅0.6-0.9、铁0.25-0.4、钼1.5-1.7、钨0.3-0.5、钴0.05-0.09、锌5.5-5.9、V0.9-1.2、Ta0.04-0.06、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的无铅环保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1:0.5-0.9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、锡、V;(2)镍、锰、铁;(3)钴、钨;(4)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所述的无铅环保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260-270℃/小时速率升温至300-320℃,保温40-50分钟,再以240-250℃/小时速率升温至540-560℃,保温1-2小时;再以260-270℃/小时速率降温至100-120℃,保温1-2小时;再以240-250℃/小时速率升温至360-380℃,保温1-2小时;再以250-260℃/小时速率降温至100-120℃,保温1-2小时;再以200-210℃/小时速率升温至300-320℃,保温2-3小时,取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的无铅环保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:碳酸钙粉4-5、铝矾土2.1-2.5、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2-3、四硼酸钠1-2、Bi2O3 2-3;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合,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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