CN115305382A - 一种无铅易切削黄铜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无铅易切削黄铜及其制备方法，该黄铜由以下成分组成：铜48.0‑70.0wt%，铝0.2‑0.4wt%，锑2.2‑4.0wt%，锰0.4‑2.7wt%，铈0.02‑0.2wt%，镧0.001‑0.1wt%，硫0.1‑0.2wt%，其余为锌及含量不大于0.5wt%的杂质。制备时，将各种粉末和粘结剂混合后，球磨，然后立即压制，再烧结获得无铅易切削黄铜成品。本发明合金成分中不含铅，对环境友好，生产工艺简单，适合于大规模批量生产。

Description

一种无铅易切削黄铜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无铅易切削黄铜及其制备方法，属于金属材料制备领域。
背景技术
铅黄铜具有优良的冷热加工性能、极好的切削性能和自润滑等特点，能满足各种形状零部件的机加工，因此，含铅黄铜一度被世界公认为重要的基础材料而广泛应用到民用供水***的铸件及其配件、电子、汽车及机械制造等领域。铅在黄铜熔体中的溶解度很大，而在铜中的固溶度几乎为零，故在铅黄铜熔体凝固时，铅会沉淀而形成弥散而微细的铅颗粒。铅有较脆而不硬的特点，另一方面，铅的熔点只有327.5℃，当对铅黄铜进行切削加工时，造成的升温会使铅颗粒更软，当铅黄铜被切削时，这些弥散的软铅颗粒相当于在黄铜中的一个空洞，成为应力集中源，产生所谓的“切口效应”，从而导致切屑易于在此断裂。另外，在刀头与切屑的接触局部因切削加工受热而瞬间熔化，有助于改变切屑的形状，并起到润滑刀具的作用，可以使刀头磨损减少到最低。因此，铅在易切削黄铜材料的切削加工过程中起着碎裂切屑、减少粘结和焊合以及提高切削速度的作用，可大大提高切削加工的效率，并增加刀具的使用寿命。铅在易切削铅黄铜中的存在状态对其切削性能有决定性的作用，但在另一方面，其存在状态对铅黄铜的使用性能却不利。铅黄铜零配件报废之后,很多小件被作为垃圾遗弃,只有少量被回收利用。废弃的铅黄铜与土壤接触，其所含的铅在雨水及大气的长期作用下，进入土壤，从而污染土壤及水源。废弃铅黄铜被当作垃圾焚烧时,铅蒸气散发于大气之中,对人体产生极大危害，因而其应用日益受到严格的限制。铅既不固溶于铜，也不与铜形成金属间化合物，而是以单质的颗粒形式存在于晶界。在饮用水中的杂质及有机酸等的作用下含铅铜合金中的铅以离子的形式缓慢析出，现有的含铅铜合金很难满足环保法令的要求。为了降低铅的有害作用，科研人员就饮用水对黄铜的腐蚀机理及添加元素对黄铜的腐蚀性影响进行了***的研究，并采取了多种措施，如添加锡、镍等合金元素来提高铅黄铜的耐蚀性能，或将可溶性的铅去除然后在除铅的表面再覆盖铬等金属或采取其它的方法抑制铅的浸出等。由于黄铜中始终存在着铅，所以这些方法无法从根本上消除铅的有害作用。
无论从国内外的环保法律法规，还是从技术经济的角度出发，对铅黄铜再进行修修补补的改进已无价值，唯有开发代铅的新型黄铜。人们对金属、合金、化合物的研究有一个长期积累的过程，对其特性的认识已相当丰富。铋、锑、镁、磷、硫等元素加入到黄铜中对切削性能的改善已取得共识，国内外都有大量的专利公开，如：无铅易切削黄铜合金材料和它的制造方法，CN02121991.5；无铅易切削黄铜合金，CN200310109162.0；生态环保新型无铅易切削低锑铋黄铜合金及其制造方法，CN200510050425.4；无铅铜合金，CN200610005689.2；一种无铅的易切削镁铋黄铜合金，CN200710098481.4；一种无铅易切削镁硅黄铜CN200910042723.7；一种铸造无铅易切削黄铜CN200910044315.5。必须指出的是，与易切削铅黄铜相比，目前所有的无铅易切削黄铜的切削性能均不理想，同时还存在着加工性能及使用性能有不同程度下降的现象。尤其在黄铜小型零配件、异型件的加工上，远不能满足科研、生产实践对其铸造、切削加工等性能的要求。当前迫切需要一种新型的黄铜材料来满足黄铜小型件、异型件的加工需求。本发明正是考虑这一需求而开发。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种切削性能良好的无铅易切削黄铜；本发明的目的之二在于提供一种无铅易切削黄铜的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种无铅易切削黄铜，由以下成分组成：
铜48.0-70.0wt％，
铝0.2-0.4wt％，
锑2.2-4.0wt％，
锰0.4-2.7wt％，
铈0.02-0.2wt％，
镧0.001-0.1wt％，
硫0.1-0.2wt％，其余为锌及含量不大于0.5wt％的杂质。
进一步地，所述无铅易切削黄铜由以下成分组成：
铜50.0-68.0wt％，
铝0.25-0.35wt％，
锰0.5-2.5wt％，
铈0.04-0.18wt％，
镧0.002-0.09wt％，
硫0.12-0.18wt％，其余为锌及含量不大于0.5wt％的杂质。
一种无铅易切削黄铜的制备方法，包括如下步骤：
S1、提供混合粉，所述混合粉由以下成分组成：铜54.0-70.0wt％，铝0.3-0.4wt％，锰0.1-0.3wt％，铈0.03-0.09wt％，镧0.01-0.03wt％，余量为锌；
提供活化剂，所述活化剂由以下成分组成：混合稀土2-5wt％和锑粉95-98wt％，所述混合稀土由铈和镧按3：1的质量比混合而成；
S2、将混合粉、硫化锰粉、活化剂、粘结剂按92.6-96.4：0.4-2.4：2.2-4：1的质量比混合，球磨4-8h，进一步地，球磨6h，获得原料粉末，然后压制成型，获得压坯；
其中，球磨时，料球的质量比为8-12:1，进一步为10:1；
S3、将S2获得的压坯置于保护气氛条件下，升温至830-850℃，保温4-6h后，水冷(水冷至室温)，获得无铅易切削黄铜成品。
进一步地，S1中，所述混合粉的粒度≤74μm，更进一步为64μm以下。
进一步地，S1中，所述活化剂的粒度≤74μm，更进一步为64μm以下。
进一步地，S2中，所述硫化锰粉的粒度≤10μm，更进一步为8μm以下。
进一步地，S2中，所述粘结剂为硬脂酸锌。
进一步地，S3中，控制升温至目标温度的时间为4-6h，进一步为5h。
进一步地，S3中，升温至835-845℃，保温4.5-5.5h。
进一步地，所述保护气氛为氢气气氛。
本发明可有效解决铅黄铜污染环境的问题，为电子器件、水暖卫浴、钟表等领域的小型结构件提供一种低成本的无铅易切削黄铜及其制备方法。
申请人对本发明的原理试解释如下：
铝显著缩小α相区，铝含量高时，会出现γ相，提高合金的强度与硬度，但大幅度降低塑性。在铝黄铜中，铝的表面离子化倾向比区锌的大，优先形成致密而坚固的氧化铝膜，可防止合金的进一步氧化。铝在黄铜中通过提高其流动性来提高其铸造性能，但铝对提高黄铜的脱锌能力不利。铝的价格便宜，能降低黄铜的成本，提高其市场竞争能力。本发明铝含量控制在0.2-0.4wt％，能达到使黄铜的强度、硬度与塑性、抗脱锌能力以至成本之间的平衡。
锑在铜中的溶解度随着温度的下降而急剧减小，在其含量还不到0.1％时，就会形成性脆的Cu2Sb，呈网状分布于晶界，使黄铜的冷加工性能大幅度下降。由于锑在高温下在铜中的溶解度较大，因而固溶处理可提高含锑黄铜的冷加工性能。另一方面，添加少量的稀土元素，能使改善Cu2Sb的网状结构，减少其对黄铜冷加工性能的不利影响。脆性的Cu2Sb颗粒对断屑有利，因而锑对提高黄铜的切削加工能力非常有利。锑还使铜合金产生热脆性，过高的锑使黄铜的热加工性能恶化，不利于热加工，导致制品的成本提高。在本发明中，锑粉被用做活化烧结剂，在烧结黄铜中的分布形态具有以下特征：在烧结过程中产生液相，在毛细管力的作用下沿硫化锰颗粒及晶界辅开，因硫化锰分隔部分锑形成断续的锑颗粒，部分锑固溶进入晶内，另有部分锑则与铜等合金元素形成金属间化合物颗粒。本发明锑含量控制在2.2-4.0wt％，明显优化了黄铜的切削加工性能，成本非常富有市场竞争力。
锰虽是一个缩小α相区的元素，但其作用不明显，对黄铜组织的影响也不大。锰对黄铜有固溶强化作用，并能大大增强黄铜对海水、氯化物和过热蒸汽的抗腐蚀性能。锰黄铜有相当好的加工性能。添加锰主要是为了提高合金的耐蚀性能，并利用锰对黄铜的固溶强化作用。在铸造工艺中，锰含量不宜过高，最好控制在0.4％以下，否则更高含量的锰，导致合金硬度增加，而且会与硅反应生成高硬度大块状的Mn5Si3化合物，不利于合金的切削加工。本发明中，黄铜被制备成粉末，即使加入更多的锰也能避免出现大块状的Mn5Si3化合物，不会恶化合金的切削加工性能。本发明中部分锰主要是以硫化锰颗粒形式存在，为切削性能的提高作出主要贡献。
稀土金属还可变质细化γ相，使其分布均匀并改善切削性能，降低γ相对塑性的不良影响；另外它还具有净化晶界的作用，减少位于晶界上杂质的有害影响。但稀土极易氧化，即使添加微量也明显降低合金的流动性。稀土元素是一个很大的系列，不同的稀土元素在黄铜中的作用效果、成本等明显不同，如何选取合适的稀土元素，如何选取最优的含量，大量工作非常巨大。本发明优化了稀土的含量铈0.02-0.2wt％，镧0.001-0.1wt％，达到了含量、效果与成本的最佳组合。
硫化锰具有较脆、较软的特点。颗粒细小的硫化锰颗粒弥散分布在黄铜中，当对黄铜进行切削加工时，能起到断屑的作用。同时，颗粒细小的硫化锰颗粒还能对切削刀具起到润滑作用，提高切削效率。硫化锰烧结黄铜是一种优秀的无铅易切削黄铜，有着巨大的应用前景。
粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是对小件、异型件的产品。粉末冶金制品中往往会留下一定的孔隙，而且其孔隙率在适当的工艺条件下可以控制。在易切削加工黄铜中保留一定的孔隙度对力学性能影响不大，但对其加工性能却产生有利的影响，优化粉末冶金易切削黄铜中的孔隙率有重要的实际意义。当对黄铜进行切削加工时，切屑就会在孔洞处断开。所以孔隙的存在对提高切削性能是非常有利的。但是如果孔隙过多，则使黄铜的力学性能大幅度降低，而对切削性能的提高作用并不明显。活化烧结是指在烧结过程中采用某些物理的或化学的措施，使烧结温度大大降低，烧结时间显著缩短，而烧结体的性能却得到改善和提高。用活化烧结法生产无铅易切削黄铜件，将产生良好的经济效益和社会效益。
本发明提高黄铜的切削加工性能主要有以下三种机制：一是颗粒细小且较脆、较软的硫化锰，在合金中有断屑作用。当对黄铜进行切削加工，在切削刀具的作用下，切屑在硫化锰粉处就相当于碰到一个孔洞，在此处会断开。二是锑在活化烧结过程中形成的脆而软的微颗粒以及与铜等反应生成的脆性金属间化合物颗粒均明显提高黄铜的切削性能；三是粉末冶金制品中适量的孔隙对切削加工极为有利，微孔在黄铜制品的切削加工过程中能起到断屑作用。可以说微孔比其它所有颗粒的断屑作用都要好得多，切屑在此处受到的阻力几乎为零。本发明正是在这三种断屑机制的综合作用下，切削性能得到大幅度的提高。
分别取试样测试合金的布氏硬度、切削性能和孔隙率。
对黄铜的切削加工工艺参数为：刀具前角4°；切削速度1.5mm/min；进给量1.5mm/min；主轴转速600r/min。切削加工时将所有的切屑收集起来，然后将切屑过30目筛，称取所有切屑的质量和筛下细屑的质量，计算细屑百分比。用阿基米德排水法测定黄铜的密度，然后根据理论密度与实测密度，计算黄铜的孔隙率。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)实现了易切削黄铜的无铅化，合金成分中不含铅，对环境友好。
2)利用了有效提高黄铜切削性能的锑元素，在硫化锰、锑和孔隙的多重综合作用下，合金有优异的切削加工性能。
3)生产工艺简单、可靠，适合于大规模批量生产，尤其针对小件、异型件，生产成本很低。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)54.0％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.1％，铈(Ce)0.09％，镧(La)0.03％，其余为锌(Zn)。配粉时，硫化锰粉的质量分数为0.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂(由锑粉、混合稀土按97.5:2.5的质量比混合而成，混合稀土由铈75％和镧25％组成，下同)3％，余量为混合粉。采用行星式球磨架混粉，料球质量比10:1，球磨前按粉末总质量的10％放入球磨珠，球磨时间为6小时，混粉后立即压制。烧结工艺为：从室温开始加热至烧结温度，加热时间5小时，以便充分去除粘结剂。烧结温度为830℃，烧结时间为5小时。烧结气氛为氢气氛。烧结完后快速冷却到室温。通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，结果发现，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.3，细屑百分比为21.5％，孔隙率为5.6％，切削性能相当于HPb59-1的67％。
实施例2:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)54.0％，铝(Al)0.2％，锰(Mn)0.2％，铈(Ce)0.09％，镧(La)0.03％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为1.0％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用行星式球磨架混粉，料球质量比10:1，球磨前按粉末总质量的10％放入球磨珠，球磨时间为6小时，混粉后立即压制。烧结工艺为：从室温开始加热至烧结温度，加热时间5小时，以便充分去除粘结剂。烧结温度840℃，烧结时间6小时。烧结气氛为氢气氛。烧结完后快速冷却到室温。通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，结果发现，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB96.9，细屑百分比为22.6％，孔隙率为5.4％，切削性能相当于HPb59-1的71％。
实施例3:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)54.0％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.1％，铈(Ce)0.06％，镧(La)0.02％，其余为锌(Zn)。配粉时，硫化锰粉的质量分数为1.6％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用行星式球磨架混粉，料球质量比10:1，球磨前按粉末总质量的10％放入球磨珠，球磨时间为6小时，混粉后立即压制。烧结工艺为：从室温开始加热至烧结温度，加热时间5小时，以便充分去除粘结剂。烧结温度830℃，烧结时间6小时。烧结气氛为氢气氛。烧结完后快速冷却到室温。通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，结果发现，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.9，细屑百分比为21.8％，孔隙率为5.5％，切削性能相当于HPb59-1的68％。
实施例4:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)54.0％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.1％，铈(Ce)0.03％，镧(La)0.01％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为2.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂2.2％，余量为混合粉。采用行星式球磨架混粉，料球质量比10:1，球磨前按粉末总质量的10％放入球磨珠，球磨时间为6小时，混粉后立即压制。烧结工艺为：从室温开始加热至烧结温度，加热时间5小时，以便充分去除粘结剂。烧结温度830℃，烧结时间4小时。烧结气氛为氢气氛。烧结完后快速冷却到室温。通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，结果发现，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.5，细屑百分比为20.9％，孔隙率为5.6％，切削性能相当于HPb59-1的66％。
实施例5:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)59％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.3％，铈(Ce)0.06％，镧(La)0.02％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为0.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂4％，余量为混合粉。采用行星式球磨架混粉，料球质量比10:1，球磨前按粉末总质量的10％放入球磨珠，球磨时间为6小时，混粉后立即压制。烧结工艺为：从室温开始加热至烧结温度，加热时间5小时，以便充分去除粘结剂。烧结温度840℃，烧结时间4小时。烧结气氛为氢气氛。烧结完后快速冷却到室温。通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，结果发现，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB96.2，细屑百分比为20.8％，孔隙率为5.8％，切削性能相当于HPb59-1的70％。
实施例6:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)59％，铝(Al)0.3％，锰(Mn)0.2％，铈(Ce)0.09％，镧(La)0.03％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为1.0％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂4％，余量为混合粉。采用行星式球磨架混粉，料球质量比10:1，球磨前按粉末总质量的10％放入球磨珠，球磨时间为6小时，混粉后立即压制。烧结工艺为：从室温开始加热至烧结温度，加热时间5小时，以便充分去除粘结剂。烧结温度840℃，烧结时间5小时。烧结气氛为氢气氛。烧结完后快速冷却到室温。通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，结果发现，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB96.9，细屑百分比为22.5％，孔隙率为5.8％，切削性能相当于HPb59-1的72％。
实施例7:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)59％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.1％，铈(Ce)0.09％，镧(La)0.03％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为1.6％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂4％，余量为混合粉。采用实施例5的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.1，细屑百分比为21.2％，孔隙率为5.4％，切削性能相当于HPb59-1的71％。
实施例8:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)59％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.3％，铈(Ce)0.03％，镧(La)0.01％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为2.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用实施例2的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.0，细屑百分比为21.0％，孔隙率为5.5％，切削性能相当于HPb59-1的69％。
实施例9:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)65％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.2％，铈(Ce)0.06％，镧(La)0.02％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为0.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用实施例1的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB94.8，细屑百分比为21.1％，孔隙率为5.5％，切削性能相当于HPb59-1的68％。
实施例10:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)65％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.2％，铈(Ce)0.09％，镧(La)0.03％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为1.0％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂4％，余量为混合粉。采用实施例3的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.9，细屑百分比为21.4％，孔隙率为5.7％，切削性能相当于HPb59-1的70％。
实施例11:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)65％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.1％，铈(Ce)0.06％，镧(La)0.02％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为1.6％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用实施例2的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB96.0，细屑百分比为20.9％，孔隙率为5.5％，切削性能相当于HPb59-1的69％。
实施例12:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)65％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.1％，铈(Ce)0.03％，镧(La)0.01％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为2.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用实施例1的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.4，细屑百分比为21.4％，孔隙率为5.6％，切削性能相当于HPb59-1的67％。
实施例13:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)70％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.3％，铈(Ce)0.03％，镧(La)0.01％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为0.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂2.2％，余量为混合粉。采用实施例1的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.1，细屑百分比为21.1％，孔隙率为5.5％，切削性能相当于HPb59-1的66％。
实施例14:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)70％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.2％，铈(Ce)0.06％，镧(La)0.01％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为1.0％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用实施例3的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.6，细屑百分比为21.6％，孔隙率为5.7％，切削性能相当于HPb59-1的68％。
实施例15:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)70％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.3％，铈(Ce)0.03％，镧(La)0.01％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为1.6％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂3％，余量为混合粉。采用实施例3的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB95.5，细屑百分比为21.4％，孔隙率为5.6％，切削性能相当于HPb59-1的67％。
实施例16:
本实施例的混合粉的成分(均为质量分数)为：铜(Cu)70％，铝(Al)0.4％，锰(Mn)0.1％，铈(Ce)0.03％，镧(La)0.01％，其余为锌(Zn)。配粉时硫化锰粉的质量分数为2.4％，粘结剂硬脂酸锌的质量分数为1％，活化剂2.2％，余量为混合粉。采用实施例1的工艺，通过布氏硬度实验、密度测定实验、切削实验对比，该烧结无铅易切削黄铜的布氏硬度为HB94.8，细屑百分比为20.7％，孔隙率为5.3％，切削性能相当于HPb59-1的65％。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种无铅易切削黄铜，其特征在于，由以下成分组成：
铜 48.0-70.0wt%，
铝 0.2-0.4wt%，
锑 2.2-4.0wt%，
锰0.4-2.7wt%，
铈 0.02-0.2wt%，
镧0.001-0.1wt%，
硫0.1-0.2wt%，其余为锌及含量不大于0.5wt%的杂质。
2.根据权利要求1所述的无铅易切削黄铜，其特征在于，所述无铅易切削黄铜由以下成分组成：
铜 50.0-68.0wt%，
铝 0.25-0.35wt%，
锰0.5-2.5wt%，
铈 0.04-0.18wt%，
镧0.002-0.09wt%，
硫0.12-0.18wt%，其余为锌及含量不大于0.5wt%的杂质。
3.一种无铅易切削黄铜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供混合粉，所述混合粉由以下成分组成：铜54.0-70.0wt%，铝 0.3-0.4wt%，锰0.1-0.3wt%，铈 0.03-0.09wt%，镧0.01-0.03wt%，余量为锌；
提供活化剂，所述活化剂由以下成分组成：混合稀土2-5wt%和锑粉95-98wt%，所述混合稀土由铈和镧按3：1的质量比混合而成；
S2、将混合粉、硫化锰粉、活化剂、粘结剂按92.6-96.4：0.4-2.4：2.2-4：1的质量比混合，球磨4-8h，获得原料粉末，然后压制成型，获得压坯；
其中，球磨时，料球的质量比为8-12:1；
S3、将S2获得的压坯置于保护气氛条件下，升温至830-850℃，保温4-6h后，水冷，获得无铅易切削黄铜成品。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述混合粉的粒度≤74μm。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述活化剂的粒度≤74μm。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S2中，所述硫化锰粉的粒度≤10μm。
7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，S2中，所述粘结剂为硬脂酸锌。
8.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，S3中，控制升温至目标温度的时间为4-6h。
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