专利名称：微量铅黄铜合金及其制造方法
技术领域：
本发明涉及铜合金，特别涉及无铅黄铜合金及其制造方法。
二背景技术：
黄铜是铜和锌的合金，通常锌的含量小于45%.适宜铸造，有延展性，可制机械零件、弹壳、日用器具等。在机械制造领域，为提高黄铜的易切削性能，传统配方是在黄铜中添加铅，如牌号HPb59-l的黄铜，其成分为59。/。Cu、 40°/。Zn、 l%Pb。实践证明，铅是一种有害元素，它对人体可造成大脑中枢及周围神经系统不可逆转的损伤，可破坏人体造血系统，阻碍血红素的合成，导致贫血；会影响人体消化功能和抑制免疫系统功能，尤其是对婴幼儿造成的损害
更加严重，铅黄铜废弃物对环境造成的污染日趋严重，生活供水系统和人们生活中直接接触的生活用品用铅黄铜制作，其中铅的缓慢溶出进入人体产生的严重后果，早已受到世界各国的高度重视，环保型易切削无铅黄铜取代铅黄铜已是大势所趋。
三
发明内容
1、发明目的本发明的目的是提供一种加工性能，机械性能和耐蚀性能与HPb59-l接近，但铅含量达到环保要求的新型黄铜材料，以替代HPb59-l铅黄铜。本发明的技术方案是用金属铋替代有害金属铅，并通过添加Mg、 Sn、 P等元素对合金进行改性，解决加入铋引起的加工脆化问题，同时建立合理的加工和热处理规范，制造出无铅铋黄铜，即可达到本发明的目的。
2、 发明的技术方案本发明的微量铅黄铜合金及其制造方法是:合金成份的重量％为Cu59 63, Zn32 40，Bi0.8 2.5， Mg0.01 0.10，Sn0.8 1.5， P0.02 0.08，其它元素0.1 0.5，所述的其它元素是选自Ti、 Fe、 Ni、稀土金属中的至少两种元素，其余为不可避免的杂质，不可避免杂质中的铅含量小于0.05，各组分之和为100。其制造方法是采用合金化处理和覆盖保护法熔炼黄铜合金，在温度为105(TC 1080。C温度下精炼5 10分钟，于温度为102(TC 104(TC铸成圆锭，用车床车除表面缺陷，于温度为620。C 68(TC温度下保温60 90分钟，通过40 45的挤压比热挤压，经500 56(TC保温60 80分钟的中间退火，通过酸洗清除表面氧化层，用冷拉拔法加工至成品，冷加工总变形率小于40%;成品在温度为300 34(TC保温2 4小时，消除内应力光亮退火。本发明属HPb59-l黄铜的替代合金.由于用铋替带铅，而铋的熔点低于铅，在结晶过程中呈熔触状态富集于晶界处,造成偏折，热加工性能显著降低，为解决铋黄铜热脆问题，加入Mg、 Sn、P等合金元素进行改性，通过多元素综合效应，形成金属间化合物质点，弥散分布于合金内，进一步细化晶粒，改善组织结构，促进铋的均匀化,提高合金加工性能。在本发明中，当添加元素低于下限时，切削性能显著降低,而当添加元素高于上限时,冷加工性能变坏，生产成材率下降。
3、 发明的积极效果与原有技术相比，本发明有如下积极效果(1)本发明合金避免了铅对环境的污染和对人体的危害。(2)
本发明合金机械性能、耐蚀性能、易切削性能与HPb59-l接近。(3)适用于日用品铸fK和切削加工成形的零部件等。具体实施例方式
分别将合金化处理后的成份重量％为Cu80Bi20、成份重量％为 Cu70Mg30、成份重量％为Cu85Snl5、成份的重量％为Cu86P14的中 间合金分别加入熔化后的成份重量％为Cu59Zn39的温度为106(TC的 合金溶液中，于工频感应电炉中在温度为107(TC精炼8分钟，并搅 拌均匀，熔炼成如表1所示成分的10个微量铅黄铜合金，将液温调 整至温度为104(TC浇铸成挤压锭坯，经表面处理后加热至温度为670 'C保温90分钟，按大于40的挤压比挤压，按照常规冷拉拔工艺拉拔 至所需尺寸，用光亮退火炉经温度为320°C/2h消除内应力退火，分 别制备成10个试样，与HPb59-l铅黄铜进行对比测试，其结果见表 2。
测试结果表明，本发明微量铅黄铜合金与HPb59-l铅黄铜比较，主要 性能达到或已接近HPb59-l指标，完全可以替代HPb59-l铅黄铜， 并避免了铅黄铜对环境的污染和对人体造成的危害，用于供水配件和 机械部件完全达到环保要求。表i微量铅黄铜合金成分
编号合金成分(重量7。)CuZnBiMgSnPPb其它元素
实施例15939.540.5030.50.01<0.05<0.1
实施例25939.030.80.40.60.02<0.05<0.1
实施例35938.621.00.50.70.03<0.05<0.1
实施例46037.321.20.60.70.03<0.05<0.1
实施例56037.121.40.60.70.03<0.05<0.1
实施例66036.711.60.70.80.04<0.05<0.1
实施例76135.511.80.70.80.04<0.05<0.1
实施例86135.212.00.80.80.04<0.05<0.1
实施例96233.82.20.90.90.05<0.05<0.1
实施例106332.82.51.01.00.05<0.05<0.1
注表中其他元素包括Ti、 Fe、 Ni、 Ag、稀土
表2微量铅黄铜合金机械性能
编号性能(半硬态)抗拉强度(MPa)伸长率(％)切削性能(断削长)mm
实施例l5701310~20
实施例25601310 15
实施例3565128 10
实施例455010 」6 7
实施例5550115 7
实施例6545114 5
实施例7510103 5
实施例847093 4
实施例946091 2
HPb59-l-5 20420101 2
权利要求
1.微量铅黄铜合金，含有Cu和Zn作为主要成分，其特征是合金成分的重量％为Cu 59～63Zn 32～40Bi 0.8～2.5Mg 0.01～0.10Sn 0.8～1.5P 0.02～0.08Pb ＜0.05其他元素0.1～0.5其他元素是选钛、铁、镍、稀土金属中的的至少两种元素及不可避免的杂质，各组分之和为100。
全文摘要
微量铅黄铜合金及其制造方法。微量铅黄铜合金成分的重量％为Cu 59～63，Zn 32～40，Bi 0.8～2.5，Mg 0.01～0.10，Sn 0.8～1.5，P 0.02～0.08，其他元素0.1～0.5，其他元素是选自钛、铁、镍、稀土金属中的至少两种元素，其余为不可避免的杂质，不可避免的杂质中Pb＜0.05，各组分之和为100。其制造方法为将先合金化处理的CuBi、CuMg、CuSn、CuP中间合金分别加入熔化的CuZn合金液中，浇铸成锭，大于40的挤压比挤压，冷拉拔，中间退火，产品消除内应力退火，即可制得微量铅黄铜合金。该合金适用于铸件和切削加工成型的零部件。
文档编号C22C9/04GK101492780SQ20081005805
公开日2009年7月29日 申请日期2008年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者夏文华, 军 梅 申请人:昆明新铜人稀贵金属科技开发有限公司