专利名称：一种无铅重铸铜合金的制作方法
一种无铅重铸铜合金技术领域一种无铅重铸铜合金，涉及一种用于水暖、卫浴行业中用重熔铸造生产的各种水暧、卫 浴零部件及器材用的重铸铜合金。
技术背景由于铜合金其铸造性能、机加磨抛性能、电镀性能、耐腐蚀性能优良，长期以来广泛用 于各种水暧、卫浴零部件及器材制造领域，其使用性能好，寿命长。多年来，用于各种水暧卫浴零部件及器材制造领域的铜合金通常为含有1% 3.5%的铅的 铅黄铜合金材料。由于铅黄铜合金中含有一定量的铅，具有良好的切削性。 一直以来水暧卫 浴制品中有很多是釆用铅黄铜进行重熔再铸造成各种另部件，生产中用于重熔再铸造的铜合金锭被称做重铸铜锭，该黄铜合金的主成份为(重量百分比)铜59-60铅1.2-1.8铁《0.2锡《0. 2铝0. 5-0. 7锌余量通常加入铅使得黄铜具有优良的切削性能，因为大多数铸件都要进行局部切割、车铣、 钻焊、磨抛等机加工，其中有不少铸件经机加工后还需进行电镀等表面处理。含铅的黄铜具 有非常优良的切削性能，加入铝的作用是提高铸件强度、硬度，使合金具有良好的铸造性能、 和机械性能，并且提高合金的耐腐蚀性能。控制杂质铁和锡主要是为了使合金在铸造过程中防止产生硬质点，这种硬质点最终将导致电镀报废。近年来，人们逐渐认识到，含有铅元素的铜合金在使用过程中，会对人体健康和环境产生不利的影响，欧盟、美国等纷纷出台环保法律，要求2010年以后禁止使用含铅的黄铜材 料用于生产对人类健康有不利影响的水暧卫浴制品。因而研制开发新型的低铅或无铅黄铜材 是目前铜材冶金工业领域重要技术课题。为适应欧盟、美国等国家和地区因为环保要求，禁止使用铅黄铜生产水暧和卫浴器具的 规定，国内外都有进行了用于代替目前广泛使用的铅黄铜的合金的研究报告。目前，已有的研究是在铜锌合金中加入少量的铋或锑用于替代铅的效果，研究者把目光 放在加和入铋或者加入锑，因此国内外都相应的生产出一些可替代铅黄铜的并且具有同样切 削效果的铋黄铜和锑黄铜。有美国、日本、韩国等国外产品以及国内的浙江海亮集团、广东国东公司等都有自已研制的替代产品。例如下表中所列出的一些类似产品如Lead-Free Brass Chemical CompositionsSuppliers Products Cu Pb Bi Si Fe Al Sn Ni Mn Sb Zn海亮集团铸造用无铅黄铜锭的成份为铜60. 0-62.0、铅《0.05、铋O, 5-1.0、铁《0. 15、 铝0.5-0.7、锡《0. 15、镍《0.10、锑《0.02、锌Rem.海亮集团锻造用无铅黄铜棒的成份为铜58. 0-61. 0、铅《0. 1、铋2. 5-3. 5、铁《0. 15、 锌Rem.海亮集团机加工无铅铜合金成份铜58. 0-61.0、铅《0. 1、铋O. 6-1.0、铁《0. 15、锌Rem ;韩国大昌L/F无铅合金成份为铜61-62铅《0.05、铋O. 6-1. 0、铁《0. 15、铝O. 5-0. 7、 锡《0. 15、镍《0. 10、锑《0.02 、锌Rem.Starline 1294 LOW Lead:铜61. 25-61. 75、铅《0. 05、铋0. 85-0.95、硅《0.01、铁 0.10-0.30、铝0. 35-0.45、锡0.20-0.40、镍0. 15-0. 25、锰《0. 01、锑0. 04-0. 06、锌Rem. 大沥国东HBi59-l:铜57.5-60、铅《0.01、铋1.0_2. 5、铁《0. 05、锌Rem;ASTM C89540:铜58. 0-64. 0、铅《0. 10、铋0. 6-1. 2、铁《0. 50、铝0. 10-0. 60、锡《 1.2、镍《1.0、锌32. 0-38. 0， (Se:《.10);博威集团PWEHSCBRASS:铜55-65、铅《0.01、铋0. 3-1. 5、锑0. 05-2. 2、锌Rem.博威集团PWEHSBRASS :铜55_65、铅《0. 01、铋0. 3-2. 0 (MnorNiorSi: 0.3-1.0) 锑0. 05-1.5、锌Rem.在上述已有的合金， 一般主要只注重解决具有替代铅黄铜的切削性能，使其它性能不理 想。由于合金中含有成份较高且价格很贵的铋，生产成本高。且在生产重铸产品时，晶粒不 够细致，和性能不理想，形状不美观。由于水暧卫产品大部分都要求抛光电镀，因此要求产 品在电镀前必须进行磨抛，但上述合金的磨抛性能差，磨抛表面常会有夹杂、裂纹、硬质点 产生。发明内容本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种无铅含量，减少了较贵金属 铋的含量，并加入少量的锑。使合金的铸造性能、机加磨抛性能、电镀性能、耐腐蚀性能优 良，使用寿命长，性能好且生产成本较低的无铅重铸铜合金，。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种无铅重铸铜合金，其特征在于其合金的重量百分比组成为Cu: 60%-62%、 Al:0. 5%-0. 7%、 Sb: 0.2%-0,4%、 Bi: 0. 6%-1. 0%、 Fe: 0. 05%-0. 2%,余量为锌Zn和不可避免的杂质，且Sn:《0.15%、 Ni:《0.1%， Pb:《0.05%。本发明是一种无铅重铸铜合金，其制备过程关键是按化学成份要求进行称量后，将一般的紫铜料(含铁量低于0.3%)，升高温熔炼使之熔化，因炉底料是含铜量60%左右的黄铜， 加入紫铜料并使熔化以后，炉内铜液成份中铜含量上升到70%以上，属高品位黄铜，其铜液 的喷火温度较高，如果铜液适当保持一定的时间使之处于高温或喷火状态，使黄铜熔液中的 高熔点金属或金属化合物能熔化或溶解，其过程能除气、除渣，还可消除黄铜材料中的硬质 点，为以后重铸或机加工磨抛电镀后不会因有硬质点而使产品报废。经以上熔炼工艺后，再 加入黄铜边料，最后加锌、铝、锑和加入铋等其它元素，使合金的化学成份合格。在熔炼生 产过程中，要注意防止铁件物品如搅棍，捞渣勺等过多的接触熔熔铜水，更不允许有铁件、 铁块等难熔金属掉进铜液中，该合金中铁成份的控制是一关键技术，合金中必须有少量的铁， 其作用可细化晶粒，但铁在铜液中过多的存在是造成硬质点的重要原因。生产时还要参照一 般的普通黄铜材的生产方法，加入黄铜精炼剂，除渣剂等对铜液进行除气、除渣，防止铸锭 或铸件产生气孔和夹杂。有必要时还应加入适量的晶粒细化剂，用以保证铸件在结晶过程中 得到晶粒细化的结晶组织。本发明的这种(无铅)重铸铜合金，其生产的无铅重铸铜锭，是以铜为基加入适量的锌、 铋、锑、铁、等主要元素，并严格控制杂质成份，生产的系列重铸铜锭，特别适合用于水暧、 卫浴行业中用重熔铸造法生产的各种水暧、卫浴另部件及器材，其产品外型美观，结构致密， 形状清淅，色泽光亮，用它生产的铸件除上述优点外，还特别适宜于机加工如车、铣、磨抛、 焊接、电镀等，并且具有耐腐蚀，使用寿命长等优点。
具体实施方式
一种无铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为Cu: 60°/。-62%、 Pb:《0.05%、 Al:0. 5%-0. 7%、 Sb: 0. 2%-0. 4%、 Bi: 0. 6% 1. 0%、 Fe: 0. 05% 0. 2%、 Sn:《0. 15%、 Ni:《0. 1%， 余量为锌和不可避免的杂质。 实施例1一种无铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为Cu:59.95。/。； Pb:O. 03%; Al:O. 50%; Bi:0.89%; Sb:0.22%; Fe:0.07%; Ni:0.03%; Sn:0.08%; Zn:余量；产品规格铜锭 350*120*80 (咖)长*宽*高);状态铸态，检验项目l.酒杯试验合格；2.表面质量合格； 3.抛光检验合格；4.化学成份合格；检验说明说明l.酒杯试验即铜水在熔炉内熔炼结束，炉前化验化学成份合格，准备浇铸前，在 取样模内倒入少量铜水，并快速使铜水在取样模内桄动，让铜水在样模内凝结成酒杯状的样 品，检查杯状内壁，用肉眼和用手指触摸，要求样品内壁无粗糙质点存在，手感光滑即表示 酒杯试验合格；说明2.表面质量检查表面无裂纹，夹杂，气孔等缺陷.即为合格；说明3.抛光检验将铸锭延横截面切开，进行打磨抛光，检査磨抛面无裂纹、气孔、硬 质点则为合格。(以下检验说明相同)实施例2一种无铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为Cu:61.53%: Pb:O. 05%; Al:O. 71%; Bi:1.05%; Sb:O. 32%; Fe:O. 20%: Ni:O. 10%; Sn:O. 12%; Zn:余量;产品规格铜锭350*120*80(mm)长*宽*高)；状态铸态；检验项目l.酒杯试验合格；2.表面质量合格； 3.抛光检验合格；4.化学成份合格。实施例3一种无铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为Cu:62. 03%; Pb:O. 032%; Al:O. 63%; Bi:0.60%; Sb:0.线Fe:0.05%;Ni:0.08%; SnO. 15%; Zn:余量;产品规格铜锭 350*120*80 (■)长*宽*高);状态铸态，检验项目l.酒杯试验合格；2.表面质量合格； 3.抛光检验合格；4.化学成份合格。实施例4一种无铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为Cu:61. 53%;Pb:0. 002%;A1:0. 58%; Bi:O. 69%; Sb:O. 42%; Fe:O. 15%; Ni:O. 01%; SnO. 12%; Zn:余量;产品规格铜锭350*120*80 (mm)长*宽*高)；状态铸态，检验项目l.酒杯试验合格；2.表面质量合格； 3.抛光检验合格；4.化学成份合格。
权利要求
1.一种无铅重铸铜合金，其特征在于其合金的重量百分比组成为Cu60％-62％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量为锌Zn和不可避免的杂质，且Sn≤0.15％、Ni≤0.1％，Pb≤0.05％。
全文摘要
一种无铅重铸铜合金，涉及一种用于水暖、卫浴行业中用重熔铸造生产的各种水暖、卫浴零部件及器材用的重铸铜合金。其特征在于其合金的重量百分比组成为Cu60％-62％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量为锌Zn和不可避免的杂质。本发明的无铅重铸铜合金，其生产的无铅重铸铜锭，是以铜为基加入适量的锌、铋、锑、铁、等主要元素，并严格控制杂质成份，生产的系列重铸铜锭，特别适合用于水暖、卫浴行业中用重熔铸造法生产的各种水暖、卫浴零部件及器材，其产品外型美观，结构致密，形状清淅，色泽光亮，用它生产的铸件除上述优点外，还特别适宜于机加工如车、铣、磨抛、焊接、电镀等，并且具有耐腐蚀，使用寿命长等优点。
文档编号C22C9/04GK101250642SQ20081008418
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者毛岳山, 王文江, 糜洪国 申请人:佛山市国鸥铜业有限公司