CN104099492A - 一种用于无铅黄铜的锰铋铜中间合金及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于无铅黄铜的锰铋铜中间合金和制备方法。其特征在于该中间合金的化学成分按重量百分比为：Mn：22-32％，Bi：11-16％，Cu：余量，保持Mn：Bi元素质量含量比最好接近于2:1。中间合金的制备方法是：将锰粉、铋粉、纯铜锭按比例称重，首先将中频真空感应炉内石墨坩埚首先预热至暗红色，加一层厚度为30-50cm的干燥木炭，首先放置纯铜锭和锰粉，熔炼温度为900-1020℃，抽真空到102~10-1Pa，电磁搅拌10分钟，停电，在出炉前加入铜箔包裹的铋粉，用石墨棒搅拌2-5分钟，出炉，制成无铅黄铜的锰铋铜中间合金。采用此制备方法具有工艺简单，熔炼温度低，减少了铋的烧损，中间合金夹杂物少，熔点温度低于合金基体的熔化温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无铅黄铜的锰铋铜中间合金及制备方法。
背景技术
铅黄铜因其良好的切削性能、物理性能、力学性能以及高的性价比，其中尤以HPb59-l(相当于C3771)的生产、应用量最大。被广泛应用于轻工、电器、卫浴水暖接件、阀门等制作。但黄铜中的铅在水中会浸出，进入人体会严重危害人类健康。以无毒或低毒害物质代替铅，是减少铅污染的主要途径。为了减少多种制造业中铅黄铜报废后丢弃对环境造成的污染，必须采用不含铅的黄铜。无铅黄铜需要改良黄铜中的成分组成，适当加入其它少量无毒害的元素来代替铅的功能，使其达到易切削的目的，即满足工业上的需要又保护了生态环境。
锰铋铜中间合金是应用于无铅黄铜的熔炼过程，用无毒元素铋、锰等取代铅元素的作用。铋元素以细小的颗粒均匀分布在合金基体时，基体中产生了微小的空间，从而割断了基体的连续性，成为应力集中源，产生所谓的“切口效应”，构成许多弱化微区。切削过程中，在刀刃的接触线上就有大量脆而不硬的铋粒存在，减小了切削层面积，所以使得刀具磨损减小，切削温度和切削力降低。这些铋粒分割基体后，促使剪切滑移变得容易，故剪切角增大，切削呈短小的螺旋状，切削接触长度因此减小。所以说铋可类似铅起到润滑、断削作用，添加适量铋的黄铜具有较好的切削性能。锰通过影响铋在合金中的分布状态，从而提高合金的切削性能。锰不但对黄铜的冷热加工性能都有利，且可抑制脱锌，从而提高其耐蚀性。为减少稀土元素的烧损，本中间合金不含稀土元素，可以在熔炼过程中单独加入镧、铈稀土作为添加剂改善基体的金相组织。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于无铅黄铜的锰铋铜中间合金和制备方法，中间合金能够用于无铅黄铜的生产，改善黄铜金相组织，提高黄铜的切削性能。中间合金的制备方法能够用于黄铜中间合金的制备。采用此制备方法具有工艺简单，铋的收得率高，中间合金夹杂物少，熔点温度低于合金基体的熔化温度的优点。
本发明的技术方案是：
一种用于无铅易切削铋黄铜的锰铋铜中间合金和制备方法。
（1） 该中间合金的化学成分按重量百分比为：Mn：22-32％，Bi：11-16％，Cu：余量，保持Mn：Bi元素质量含量比最好接近于2:1。
（2） 中间合金制备方法是：将锰粉、铋粉、纯铜锭按比例称重，在中频真空感应炉内首先放置纯铜锭和锰粉，熔炼温度为900-1020℃，抽真空到102~10-1Pa，电磁搅拌10分钟，停电，在出炉前加入铜箔包裹的铋粉，搅拌2-5分钟，出炉，制成无铅黄铜的锰铋铜中间合金。采用此制备方法具有工艺简单，铋的收得率高，中间合金夹杂物少，熔点温度低于合金基体的熔化温度。
本发明的优点是：
（1）此中间合金中铋元素以细小的颗粒均匀分布在合金基体时，基体中产生了微小的空间，从而割断了基体的连续性，成为应力集中源，产生所谓的“切口效应”，构成许多弱化微区。切削过程中，在刀刃的接触线上就有大量脆而不硬的铋粒存在，减小了切削层面积，所以使得刀具磨损减小，切削温度和切削力降低。这些铋粒分割基体后，促使剪切滑移变得容易，故剪切角增大，切削呈短小的螺旋状，切削接触长度因此减小。锰通过影响铋在合金中的分布状态，从而提高合金的切削性能。锰不但对黄铜的冷热加工性能都有利，且可抑制脱锌，从而提高其耐蚀性。为减少稀土元素的烧损，本中间合金不含稀土元素，可以在熔炼过程中单独加入镧、铈稀土作为添加剂改善基体的金相组织。
（2）中间合金制备方法具有工艺简单，铋的收得率高，中间合金夹杂物少，熔点温度低于合金基体的熔化温度的优点。
附图说明
本发明无附图说明。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明，而非限制本发明。
实施例1：
本发明的技术方案是：
（1）将锰粉、铋粉、纯铜锭按重量百分比称重为：Mn：26％，Bi：13％，Cu：余量，保持Mn：Bi元素质量含量比最好接近于2:1。
（2）在中频真空感应炉内首先放置纯铜锭和锰粉，熔炼温度为950℃，抽真空到101Pa，电磁搅拌10分钟，停电，在出炉前加入铜箔包裹的铋粉，搅拌4分钟，出炉，制成无铅黄铜的锰铋铜中间合金。
实施例2：
本发明的技术方案是：
（1）将锰粉、铋粉、纯铜锭按重量百分比称重为：Mn：28％，Bi：14％Cu：余量，保持Mn：Bi元素质量含量比最好接近于2:1。
（2）在中频真空感应炉内首先放置纯铜锭和锰粉，熔炼温度为1000℃，抽真空到102Pa，电磁搅拌10分钟，停电，在出炉前加入铜箔包裹的铋粉，搅拌2分钟，出炉，制成无铅黄铜的锰铋铜中间合金。
Claims (2)
1.一种用于无铅黄铜的锰铋铜中间合金，其化学成分按元素重量百分比为：Mn：22-32％，Bi：11-16％，Cu：余量，保持Mn：Bi元素质量含量比最好接近于2:1。
2.一种锰铋铜中间合金制备方法，其特征在于：将锰粉、铋粉、纯铜锭按比例称重，在中频真空感应炉内首先放置纯铜锭和锰粉，熔炼温度为900-1020℃，抽真空到102~10-1Pa，电磁搅拌10分钟，停电，在出炉前加入铜箔包裹的铋粉，搅拌2-5分钟，出炉，制成无铅黄铜的锰铋铜中间合金。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107043865A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-08-15 | 安徽兆利光电科技有限公司 | 一种led灯支架基材及其制备方法 |
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2014
- 2014-08-06 CN CN201410381324.4A patent/CN104099492A/zh active Pending
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