WO2014166018A1 - 一种含硅和铝的铜基合金管及其制备方法 - Google Patents

一种含硅和铝的铜基合金管及其制备方法 Download PDF

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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Definitions

  • the present invention relates to the field of non-ferrous metal processing technology, and in particular to a copper-based alloy tube containing silicon and aluminum and a preparation method thereof. Background, book
  • lead-containing copper alloy has good cutting performance and anti-friction and wear resistance is mainly due to the fact that lead exists in a single item in copper alloy and can play a good chip breaking effect during cutting.
  • the shear strength of lead is very low, the lead on the surface of the copper alloy part makes the friction coefficient of the lead-containing copper alloy relatively low. Therefore, lead is more commonly used in brass alloys.
  • the object of the present invention is to provide a copper-based alloy tube containing silicon and aluminum, which maintains or does not significantly reduce the machinability and wear resistance of the original lead-containing tin bronze, in view of the above-mentioned deficiencies of the prior art. On the basis of friction reduction, the amount of lead added is eliminated and lead dissolution is suppressed by adding silicon and aluminum.
  • a copper-based alloy tube containing silicon and aluminum the mass percentage composition of which is: copper 72-76%; silicon 0.05-0.5%; aluminum 1-1.8%; balance is zinc.
  • the copper-based and aluminum-containing copper-based alloy tube provided by the present invention has a mass percentage composition of: copper 72%; silicon 0.5%; aluminum 1%; and the balance being zinc.
  • the copper-based and aluminum-containing copper-based alloy tubes provided by the present invention have a mass percentage composition of: Copper 76%; silicon 0.05%; aluminum 1.8%; balance is zinc.
  • the copper-based and aluminum-containing copper-based alloy tube provided by the present invention has a mass percentage composition of: copper 74%; silicon 0.275%; aluminum 1.4%; and the balance being zinc.
  • the invention further provides a method for preparing a copper-based alloy tube containing the above silicon and aluminum, comprising the steps of:
  • the temperature is raised again to 1200 degrees, and the vibration device of the power frequency electric furnace is turned on, and the hollow blank alloy pipe having an outer diameter of 120 mm, an inner diameter of 60 mm and a length of 550 mm is cast by a horizontal continuous casting method;
  • the annealing temperature is 200-300 degrees, and the annealing time is 1.5-2 hours, so that the hardness of the copper tube is reduced to 60-70HB;
  • the annealing temperature is 100-200 degrees, and the annealing time is 1.5-2 hours;
  • the spectrometer in the step 3) is a Spike direct reading spectrometer.
  • FIG. 1 is a flow chart of a method for preparing a copper-based alloy tube using silicon and aluminum according to the present invention.
  • a copper-based alloy tube containing silicon and aluminum the mass percentage composition of which is: copper 72%; silicon 0.5%; aluminum 1%; balance is zinc.
  • the preparation method of the copper-based alloy tube of Embodiment 1, as shown in FIG. 1, includes the following steps:
  • the temperature is raised again to 1200 degrees, and the vibration device of the power frequency electric furnace is turned on, and the hollow blank alloy pipe having an outer diameter of 120 mm, an inner diameter of 60 mm and a length of 550 mm is cast by a horizontal continuous casting method;
  • the annealing temperature is 200-300 degrees, and the annealing time is 1.5-2 hours, so that the hardness of the copper tube is reduced to 60-70HB;
  • the alloy tube with a diameter of 115mm, an inner diameter of 65mm and a length of 550mm is extruded by a 1000-ton single-action extruder.
  • the annealing temperature is 100-200 degrees, and the annealing time is 1.5-2 hours;
  • a copper-based alloy tube containing silicon and aluminum the mass percentage composition of which is: copper 76%; silicon 0.05%; aluminum 1.8%; balance is zinc.
  • the preparation method of the silicon-based and aluminum-containing copper-based alloy tube of Example 2 was similar to that of Example 1, except that the ratio of the raw materials was proportional.
  • a copper-based alloy tube containing silicon and aluminum the mass percentage composition of which is: copper 76%; silicon 0.05%; aluminum 1.8%; balance is zinc.
  • the preparation method of the silicon-based and aluminum-containing copper-based alloy tube of Example 3 was similar to that of Example 1, except that the ratio of the raw materials was proportional.
  • the copper-based alloy tube containing silicon and aluminum of the invention is based on maintaining or not significantly reducing the machinability and wear-resisting friction of the original lead-containing tin bronze, preventing the addition of lead and suppressing lead by adding silicon and aluminum elements. Dissolution, control lead dissolution amount below 0.01mg / L.
  • the present invention provides that the silicon and aluminum elements added to the copper-based alloy form a dispersed dispersed single phase in the copper alloy, and these phases act as chip breaking during cutting, thereby improving the cutting performance of the brass.

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Abstract

一种含硅和铝的铜基合金管及其制备的方法，该含硅和铝的铜基合金管的各成分质量百分比为：铜72-76%；硅0.05-0.5%；铝1-1.8%；余量为锌。所述含硅和铝的铜基合金在保持或不明显地降低切削性及耐磨减摩性的基础上，杜绝了铅的加入并通过添加硅和铝元素抑制铅的溶出，有效地降低了污染。

Description

一种含硅和铝的铜基合金管及其制备方法 技术领域 本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种含硅和铝的铜基合 金管及其制备方法。 说 背景技术 书
含铅铜合金之所以具有好的切削性能和减摩耐磨性能，主要是由于铅 在铜合金以单项存在， 在切削时能起到良好的断屑作用。在摩擦磨损环境 下， 由于铅的剪切强度非常低， 铜合金零件表面的铅使得含铅铜合金的摩 擦系数比较低。 所以， 铅元素在黄铜合金中较普遍使用。
但是， 铅在加热到 400-500°C时会有铅蒸汽逸出并形成铅烟， 在用铅 锭制造铅粉和极板的过程中都会有铅尘散发， 污染空气， 当空气中的铅烟 尘达到一定浓度时对人体是有害的。 发明内容 本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种含硅和铝的铜基 合金管， 该铜基合金管在保持或不明显地降低原含铅锡青铜切削性及耐磨 减摩性的基础上， 杜绝铅的加入量并通过添加硅和铝元素抑制铅溶出。
为实现上述目的， 本发明所采取的技术方案如下。
一种含硅和铝的铜基合金管， 其质量百分比组成为： 铜 72-76%; 硅 0.05-0.5%； 铝 1-1.8%； 余量为锌。 优选的，本发明提供的含硅和铝的铜基合金管，其质量百分比组成为： 铜 72%; 硅 0.5%; 铝 1%; 余量为锌。
优选的，本发明提供的含硅和铝的铜基合金管，其质量百分比组成为： 铜 76%; 硅 0.05%; 铝 1.8%; 余量为锌。 优选的，本发明提供的含硅和铝的铜基合金管，其质量百分比组成为： 铜 74%; 硅 0.275%; 铝 1.4%; 余量为锌。 本发明进一步提供了一种用上述含硅和铝的铜基合金管的制备方法， 包括以下步骤：
1 )按照配比将电解铜、硅、铝、锌置于工频电炉内，加热至 1200-1250 度， 完全熔化后保温至 1150度；
2 ) 用石墨棒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 10-15cm;
3 )保温 1-1.5小时后， 用德国产斯派克直读光谱仪对从工频电炉内取 出的样品进行 3-6次成分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内；
4) 进一步保温 50-60分钟后， 重新升温至 1200度， 并开启工频电炉 的振动装置， 采用水平连铸方法铸造成外径为 120mm、 内径为 60mm、 长 度为 550mm的空心毛坯合金管材；
5 ) 用箱式退火炉对铜管进行退火处理， 退火温度为 200-300度， 退 火时间为 1.5-2小时， 使铜管的硬度下降至 60-70HB;
6 ) 用光锭机对退火后的毛坯铜管进行表面加工， 加工为表面光洁、 直径为 115mm、 内径为 65mm、 长度为 550mm的合金管， 采用 1000吨单 动挤压机挤压， 合金锭加热温度为 300-350度， 挤压温度为 500度， 挤压 速度 V=15mm/s， 经过多次挤压后合金管的外径为 100mm、 公差为 +/_lmm、 内径为 80mm;
7)用箱式退火炉对挤压后的铜管进行退火处理， 退火温度为 100-200 度， 退火时间为 1.5-2小时；
8 )将挤压并退火完成的铜管进行探伤， 探伤比例为 100%, 将探伤合 格的产品切割为长度为 300mm的成品进行包装。
进一步地， 所述步骤 3 ) 中的光谱仪为斯派克直读光谱仪。
进一步地， 所述步骤 3 ) 中的成分检验次数为 3-6次。 本发明的有益效果是：本发明的含硅和铝的铜基合金管在保持或不明 显地降低原含铅锡青铜切削性及耐磨减摩性的基础上，杜绝铅的加入量并 通过添加硅和铝元素抑制铅溶出， 有效地降低了污染。 附图说明 图 1为本发明的用硅和铝的铜基合金管制备方法的流程图。 具体实施方式 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 下面结合附图 及实施例对本发明作进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施 例仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。
( 1 ) 实施例 1
一种含硅和铝的铜基合金管，其质量百分比组成为：铜 72%;硅 0.5%; 铝 1%; 余量为锌。
实施例 1的铜基合金管的制备方法， 如图 1所示， 包括如下步骤：
1 )按照配比将电解铜、硅、铝、锌置于工频电炉内，加热至 1200-1250 度， 完全熔化后保温至 1150度；
2 ) 用石墨棒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 10-15cm;
3 )保温 1-1.5小时后， 用德国产斯派克直读光谱仪对从工频电炉内取 出的样品进行 3-6次成分检验， 以确定其合金成分在规定范围之内；
4) 进一步保温 50-60分钟后， 重新升温至 1200度， 并开启工频电炉 的振动装置， 采用水平连铸方法铸造成外径为 120mm、 内径为 60mm、 长 度为 550mm的空心毛坯合金管材；
5 ) 用箱式退火炉对铜管进行退火处理， 退火温度为 200-300度， 退 火时间为 1.5-2小时， 使铜管的硬度下降至 60-70HB;
6 ) 用光锭机对退火后的毛坯铜管进行表面加工， 加工为表面光洁、 直径为 115mm、 内径为 65mm、 长度为 550mm的合金管， 采用 1000吨单 动挤压机挤压， 合金锭加热温度为 300-350度， 挤压温度为 500度， 挤压 速度 V=15mm/s， 经过多次挤压后合金管的外径为 100mm、 公差为 +/_lmm、 内径为 80mm;
7)用箱式退火炉对挤压后的铜管进行退火处理， 退火温度为 100-200 度， 退火时间为 1.5-2小时；
8 )将挤压并退火完成的铜管进行探伤， 探伤比例为 100%, 将探伤合 格的产品切割为长度为 300mm的成品进行包装。
(2 ) 实施例 2
一种含硅和铝的铜基合金管，其质量百分比组成为：铜 76%;硅 0.05%; 铝 1.8%; 余量为锌。
实施例 2的含硅和铝的铜基合金管的制备方法与实施例 1相似，不同 之处在于原料的配比比例。
(3 ) 实施例 3
一种含硅和铝的铜基合金管，其质量百分比组成为：铜 76%;硅 0.05%; 铝 1.8%; 余量为锌。
实施例 3的含硅和铝的铜基合金管的制备方法与实施例 1相似，不同 之处在于原料的配比比例。
本发明提供的用于焊接的无铅铜合金新材料以及传统焊接材料的性 能如表 1所示。
表 1 含硅和铝的铜基合金管与含铅锡青铜管的性能对比
Figure imgf000005_0001
实施例 3 70 0.15 91 现有的含
铅合金管 60 0.17 80
HPb59-l
本发明含硅和铝的铜基合金管是在保持或不明显地降低原含铅锡青 铜切削性及耐磨减摩性的基础上，杜绝铅的加入量并通过添加硅和铝元素 抑制铅溶出， 控制铅溶出量在 0.01mg/L以下。 本发明得到铜基合金中添加的硅和铝元素在铜合金中形成弥散分布 的单独相， 这些相在切削时起到断屑作用， 从而改善了黄铜的切削加工性 能。 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

权 利 要 求 书
1. 一种含硅和铝的铜基合金管， 其特征在于， 其质量百分比组成为： 铜 72-76%; 硅 0.05-0.5%; 铝 1-1.8%; 余量为锌。
2. 根据权利要求 1所述的含硅和铝的铜基合金管， 其特征在于， 其 质量百分比组成为： 铜 72%; 硅 0.5%; 铝 1%; 余量为锌。
3. 根据权利要求 1所述的含硅和铝的铜基合金管， 其特征在于， 其 质量百分比组成为： 铜 76%; 硅 0.05%; 铝 1.8%; 余量为锌。
4. 根据权利要求 1所述的含硅和铝的铜基合金管， 其特征在于， 其 质量百分比组成为： 铜 74%; 硅 0.275%; 铝 1.4%; 余量为锌。
5. 一种用上述 1-4任一权利要求所述的含硅和铝的铜基合金管的制 备方法， 其特征在于， 包括以下步骤：
1 )按照配比将电解铜、硅、铝、锌置于工频电炉内，加热至 1200-1250 度， 完全熔化后保温至 1150度；
2 ) 用石墨棒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 10-15cm;
3 )保温 1-1.5小时后， 用光谱仪对从工频电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 50-60分钟后， 重新升温至 1200度， 并开启工频电炉 的振动装置， 采用水平连铸方法铸造成外径为 120mm、 内径为 60mm、 长 度为 550mm的空心毛坯合金管材；
5 ) 用箱式退火炉对铜管进行退火处理， 退火温度为 200-300度， 退 火时间为 1.5-2小时， 使铜管的硬度下降至 60-70HB;
6 ) 用光锭机对退火后的毛坯铜管进行表面加工， 加工为表面光洁、 直径为 115mm、 内径为 65mm、 长度为 550mm的合金管， 采用 1000吨单 动挤压机挤压， 合金锭加热温度为 300-350度， 挤压温度为 500度， 挤压 速度 V=15mm/s， 经过多次挤压后合金管的外径为 100mm、 公差为 +/_lmm、 内径为 80mm;
7)用箱式退火炉对挤压后的铜管进行退火处理， 退火温度为 100-200 度， 退火时间为 1.5-2小时；
8 )将挤压并退火完成的铜管进行探伤， 探伤比例为 100%, 将探伤合 格的产品切割为长度为 300mm的成品进行包装。
6. 根据权利要求 5所述的含硅和铝的铜基合金管的制备方法，其特征 在于， 所述步骤 3 ) 中的光谱仪为斯派克直读光谱仪。
7. 根据权利要求 5所述的含硅和铝的铜基合金管的制备方法，其特征 在于， 所述步骤 3 ) 中的成分检验次数为 3-6次。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104630553A (zh) * 2015-01-27 2015-05-20 苏州金仓合金新材料有限公司 一种环保无铅新型合金材料管及其制备方法
CN105478725A (zh) * 2015-12-23 2016-04-13 上海交通大学 固态铜材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04224645A (ja) * 1990-12-26 1992-08-13 Nikko Kyodo Co Ltd 電子部品用銅合金
CN101298643A (zh) * 2008-06-30 2008-11-05 中铝洛阳铜业有限公司 一种环保易切削铜合金材料及加工工艺
CN101386931A (zh) * 2008-10-21 2009-03-18 中铝洛阳铜业有限公司 环保易切削无铅铜合金材料及加工工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04224645A (ja) * 1990-12-26 1992-08-13 Nikko Kyodo Co Ltd 電子部品用銅合金
CN101298643A (zh) * 2008-06-30 2008-11-05 中铝洛阳铜业有限公司 一种环保易切削铜合金材料及加工工艺
CN101386931A (zh) * 2008-10-21 2009-03-18 中铝洛阳铜业有限公司 环保易切削无铅铜合金材料及加工工艺

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