专利名称：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。
背景技术：
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% ;娃0.05-0.5% ;招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% ;娃0.5% ;招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% ;娃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:I)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120_、内径为60_、长度为550mm的空心毛还合金管材；
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还铜管进行表面加工,加工为表面光洁、直径为115_、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+/-1_、内径为80_ ；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。
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。
具体实施例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。(I)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:I)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120_、内径为60_、长度为550mm的空心毛还合金管材；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还铜管进行表面加工,加工为表面光洁、直径为115_、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+/-1_、内径为80_ ；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% ;娃0.05% ;招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% ;娃0.05% ;招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I所
/Jn ο表I含硅和铝的铜基合金管与含铅锡青铜管的性能对比
权利要求
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% ;娃0.5% ;招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% ;娃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的空心毛还合金管材； 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100_、公差为+/-1mm、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。
全文摘要
本发明公开了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。本发明的含硅和铝的铜基合金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，杜绝了铅的加入量并通过添加硅和铝元素抑制铅的溶出，有效地降低了污染。
文档编号B22D11/00GK103194645SQ20131012366
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者孙飞, 赵勇 申请人:苏州金仓合金新材料有限公司