一种低铅挤制黄铜棒及其生产方法
【专利摘要】本发明提供一种低铅挤制黄铜棒及其生产方法，包括将45～50％的电解铜原料、19～29%的低铅环保回炉料、0.8～1.0%的铋、25～30%的锌锭、0.01～0.02%的镁、0.01～0.02%的锡原料熔铸挤压实心黄铜锭的步骤及将黄铜锭挤压成铜棒的步骤，通过本发明的配方与方法可制备出具有优良抛光电镀、机加工、冲压成型性能的低铅环保挤制黄铜棒。
【专利说明】一种低铅挤制黄铜棒及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水暖卫浴零部件及器材用铜合金，特别涉及一种低铅挤制黄铜棒及其生产方法。
【背景技术】
[0002]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铸造、锻造、机加工、抛光等工艺，因此铅黄铜被广泛应用于电子电讯、家电、航天航空、汽车、五金装饰、船舶制造以及卫浴水暖等行业。现有的低铅环保引铸黄铜棒表面质量差，不易抛光电度，加工难度大，切削加工中很容易开裂，冲压成型中更易开裂，因此大部分生产厂家不得不沿用含铅的黄铜棒来生产复杂零部件，这种铅黄铜棒具有良好的切削性能，应用于五金制品、自行车、制笔、电子、电池、家用电器、通讯、钟表等各行各业。但铅是对人体危害相对较大的重金属之一，而且铅排入环境以后不易除去，并在环境中积累起来，极易对生物和人体产生一定的毒性作用，特别是对儿童的脑神经和肾功能造成不可逆转的损伤，严重的会造成血铅、脑铅中毒、智力迟钝、痴呆、好动等不良后果。因此现在国内外都在致力于无铅铜棒的开发应用。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提出一种低铅挤制黄铜棒及其生产方法，通过本发明的配方与方法可制备出具有优良抛光电镀、机加工、冲压成型性能的低铅环保挤制黄铜棒。
[0004]为解决此技术问题，本发明采取以下方案:一种低铅挤制黄铜棒，包括下述重量百分比的原料组成:电解铜原料45~50%、低铅环保回炉料19~29%、铋0.8~1.0%、锌锭 25 ~30%、镁 0.01 ~0.02%、锡 0.01 ~0.02%。
[0005]进一步改进的是`:上述各原料都是干燥的原料。
[0006]进一步改进的是:所述低铅环保回炉料为低铅环保黄铜废料。
[0007]基于同一构思本发明提出一种低铅挤制黄铜棒的方法，其特征在于:包括熔铸挤压实心黄铜锭的步骤及将黄铜锭挤压成铜棒的步骤:
所述熔铸挤压实心黄铜锭的步骤包括:
1)、将占黄铜原料45~50%的电解铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，接着往工频熔铜炉中加入0.1%环保精炼清渣剂，升温至黄铜原料完全溶化，得到铜液；
2)、将占黄铜原料19~29%的低铅环保黄铜废料按比例分I~2批次投入上述铜液中，分批搅拌均匀，减少损耗，提高熔化效率；
3)、然后将占黄铜原料25~30%的锌锭陆续加入铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；
4)、接着再往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.8~1.0%的铋，搅拌至熔化；
5)、往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.01~0.02%的镁与占黄铜原料0.01~0.02%的锡,压入铜液内部并搅拌使之熔化；
6)、再往工频熔铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以220~250V的低压精炼5~IOmin ；
7)、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180~220V，进行打渣；
8)、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，然后升温至完全喷火两次，温度为1060~1100°C ；
9)、换开工业低压180~220V，温度为1020~1040°C静置3~5分钟，接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；
10)、将结晶器安装到保温炉上，安装时，用牵引棒对正中心，以保证与牵引机水平；
11)、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为250V~300V电压，同时给水冷套中送入少量水，水量为2.2 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至20~40mm/ min，，直到引棒成功，引棒成功后将电压降到180V~240V，调整牵引机速度调至40~50mm/ min,并打开冷却水开关，水量为4.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度50~70mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；
所述黄铜锭挤压成铜棒的步骤是将上述短铜锭盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。
[0008]进一步改进的是:所述喷火的温度为1060~1100°C。
[0009]进一步改进的是 :所述挤压装置包括挤压筒、挤压模及挤压轴，所述挤压筒内具有可容置被挤压制品的挤压孔，所述挤压轴设于挤压孔的一端，所述挤压模固设于挤压筒远离挤压轴的那一端，所述挤压模上设有可将被挤压制品挤出的挤压模孔，所述挤压轴的自由端与推压驱动装置相连动并通过推压驱动装置可同时前进或后退。
[0010]进一步改进的是:所述挤压筒的挤压孔内位于挤压轴的前端还设有挤压垫片。
[0011]通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是:采用本发明特定的配方及生产工艺生产的低铅环保挤制黄铜棒，其物理性能和表面质量都好，能减少水暖行业在抛光电镀、机械加工、冲压成型中的废品，提高成品率约10%~20%，解决了水暖行业多年来因低铅环保引铸棒物理性能差而成品率低的问题，采用铋金属代替铅，改善了黄铜棒的切削加工性能，生产过程中严格控制各种原料的添加顺序，避免了各原料有效成分的烧损，降低了原料成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例挤压装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]现结合和具体实施例对本发明进一步说明。
[0014]实施例一:
本发明公开一种低铅挤制黄铜棒，包括下述重量百分比的原料组成:电解铜原料45%、低铅环保回炉料19%、铋0.8%、锌锭25%、镁0.01 %、锡0.01%。上述各原料都是干燥原料。
[0015]上述原料配比生产低铅挤制黄铜棒的生产方法:包括熔铸挤压实心黄铜锭的步骤及将黄铜锭挤压成铜棒的步骤:
所述熔铸挤压实心黄铜锭的步骤包括:
I )、将占黄铜原料45 %的电解铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，接着往工频熔铜炉中加入0.1%环保精炼清渣剂(此处的环保清渣精炼剂为上海旺南金属熔剂有限公司生产可直接采购本实旋例不做评细述说)，升温至黄铜原料完全溶化，得到铜液；
2)、将占黄铜原料19%的低铅环保黄铜废料按比例分I~2批次投入上述铜液中，分批搅拌均匀，减少损耗，提高熔化效率；
3)、然后将占黄铜原料25%的锌锭陆续加入铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；
4)、接着再往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.8%的铋，搅拌至熔化；
5)、往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.01%的镁与占黄铜原料0.01%的锡，压入铜液内部并搅拌使之熔化；
6 )、再往工频熔铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂,压入铜液内部,连续搅拌均匀使之熔化并以220V的低压精炼5min ；
7)、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180V，进行打渣； 8)、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，然后升温至完全喷火两次，温度为1060°C ；
9)、换开工业低压180，温度为1020°C静置3分钟，接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；
10)、将结晶器安装到保温炉上，安装时，用牵引棒对正中心，以保证与牵引机水平；
11)、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为250V电压，同时给水冷套中送入少量水，水量为2.2 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至20mm/ min，，直到引棒成功，引棒成功后将电压降到180VV，调整牵引机速度调至40mm/ min，并打开冷却水开关，水量为4.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度50mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；
所述黄铜锭挤压成铜棒的步骤是将上述短铜锭盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。
[0016]如图1，所述挤压装置包括挤压筒1、挤压模2及挤压轴3，所述挤压筒I内具有可容置被挤压制品的挤压孔11，所述挤压轴3设于挤压孔11的一端，所述挤压模2固设于挤压筒I远离挤压轴3的那一端，所述挤压模2上设有可将被挤压制品挤出的挤压模孔21，所述挤压筒I的挤压孔内位于挤压轴的前端还设有挤压垫片4，所述挤压轴的自由端与推压驱动装置相连动并通过推压驱动装置可同时前进或后退。
[0017]黄铜锭挤压成铜棒的步骤具有如下优点:
(I)黄铜合金通过挤压可提高金属的变形能力。金属在挤压变形区中处于强烈的三向压应力状态，可以充分发挥其塑性，获得大变形量。[0018](2)挤压制品的综合质量高。挤压变形可以改善金属材料的组织，提高其力学性能，特别是对于一些具有挤压效应的铜合金，其挤压制品的纵向(挤压方向)力学性能远高于其他加工方法生产的同类产品使成品铜棒具有较好的物理性能，具体如下:
1、抗拉强度高:抗拉强度达到365Rm/MPa，符合GB/T13808~92标准。
[0019]2、伸长率好:伸长率达到20%，符合GB/T13808~92标准。
[0020]采用本发明特定的配方及生产工艺生产的低铅环保挤制黄铜棒，其物理性能和表面质量都好，能减少水暖行业在抛光电镀、机械加工、冲压成型中的废品，提高成品率约10%~20%，解决了水暖行业多年来因低铅环保引铸棒物理性能差而成品率低的问题，采用铋金属代替铅，改善了黄铜棒的切削加工性能，生产过程中严格控制各种原料的添加顺序，避免了各原料有效成分的烧损，降低了原料成本。
[0021]实施例二:
本发明实施例二公开一种低铅挤制黄铜棒，包括下述重量百分比的原料组成:电解铜原料48%、低铅环保回炉料25%、铋0.9%、锌锭28%、镁0.02%、锡0.02%。上述各原料都是干燥原料。
[0022]用上述原料配比生产低铅挤制黄铜棒的生产方法，包括熔铸挤压实心黄铜锭的步骤及将黄铜锭挤压成铜棒的步骤:
所述熔铸挤压实心黄铜锭的步骤包括:
I )、将占黄铜原料48 %的电解铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，接着往工频熔铜炉中加入0.1% 环保精炼清渣剂(此处的环保清渣精炼剂为上海旺南金属熔剂有限公司生产可直接采购本发明实施例不做评细述说)，升温至黄铜原料完全溶化，得到铜液；
2)、将占黄铜原料25%的低铅环保黄铜废料按比例分I~2批次投入上述铜液中，分批搅拌均匀，减少损耗，提高熔化效率；
3)、然后将占黄铜原料28%的锌锭陆续加入铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；
4)、接着再往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.9%的铋，搅拌至熔化；
5)、往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.02%的镁与占黄铜原料0.02%的锡，压入铜液内部并搅拌使之熔化；
6)、再往工频熔铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以235V的低压精炼8min ；
7)、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压200V，进行打渣；
8)、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，然后升温至完全喷火两次，温度为1080°C ；
9)、换开工业低压200V，温度为1030°C静置4分钟，接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；
10)、将结晶器安装到保温炉上，安装时，用牵引棒对正中心，以保证与牵引机水平；
11)、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为280V电压，同时给水冷套中送入少量水，水量为2.2 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至30mm/ min，，直到引棒成功，引棒成功后将电压降到220V，调整牵引机速度调至50mm/ min，并打开冷却水开关，水量为4.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度60mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；
所述黄铜锭挤压成铜棒的步骤是将上述短铜盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。这里的挤压装置采用实施一公开的挤压装置。
[0023]实施例三:
本发明实施例二公开一种低铅挤制黄铜棒，包括下述重量百分比的原料组成:电解铜原料50 %、低铅环保回炉料29%、铋1.0 %、锌锭30 %、镁0.02 %、锡0.02%。上述各原料都是干燥原料。
[0024]上述原料配比生产低铅挤制黄铜棒的生产方法，包括熔铸挤压实心黄铜锭的步骤及将黄铜锭挤压成铜棒的步骤:
所述熔铸挤压实心黄铜锭的步骤包括:
I )、将占黄铜原料50 %的电解铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，接着往工频熔铜炉中加入0.1%环保精炼清渣剂(此处的环保清渣精炼剂为上海旺南金属熔剂有限公司生产可直接采观，属公知材料，本发明实施例不做详述)，升温至黄铜原料完全溶化，得到铜液；
2)、将占黄铜原料29%的低铅环保黄铜废料按比例分I~2批次投入上述铜液中，分批搅拌均匀，减少损耗，提高熔化效率；
3)、然后将占黄铜原料30%的锌锭陆续加入铜液中，连续搅拌到原料完全熔化；
4)、接着再往工频熔铜炉内加入占黄铜原料1.0%的铋，搅拌至熔化；
5)、往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.02%的镁与占黄铜原料0.02%的锡，压入铜液内部并搅拌使之熔化；
6)、再往工频熔铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以250V的低压精炼IOmin ；
7)、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压220V，进行打渣；
8)、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，然后升温至完全喷火两次，温度为1100°C ；
9)、换开工业低压220V，温度为1040°C静置5分钟，接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中；
10)、将结晶器安装到保温炉上，安装时，用牵引棒对正中心，以保证与牵引机水平； 11)、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为300V电压，同时给水冷套中送入少量水，水量为2.2 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至40mm/ min，，直到引棒成功，引棒成功后将电压降到240V，调整牵引机速度调至50mm/ min，并打开冷却水开关，水量为4.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度70mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭；
所述黄铜锭挤压成铜棒的步骤是将上述短铜盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。这里的挤压装置采用实施一公开的挤压装置。
[0025]以上所记 载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
【权利要求】
1.一种低铅挤制黄铜棒，其特征在于:包括下述重量百分比的原料组成: 电解铜原料45~50 %、低铅环保回炉料19~29 %、铋0.8~1.0 %、锌锭25~30%、镁 0.01 ~0.02%、锡 0.01 ~0.02%。
2.根据权利要求1所述的低铅挤制黄铜棒，其特征在于:上述各原料都是干燥的原料。
3.根据权利要求1或2所述的低铅挤制黄铜棒，其特征在于:所述低铅环保回炉料为低铅环保黄铜废料。
4.一种低铅挤制黄铜棒的方法，其特征在于:包括熔铸挤压实心黄铜锭的步骤及将黄铜锭挤压成铜棒的步骤: 所述熔铸挤压实心黄铜锭的步骤包括: 1)、将占黄铜原料45~50%的电解铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，接着往工频熔铜炉中加入0.1%环保精炼清渣剂，升温至黄铜原料完全溶化，得到铜液； 2)、将占黄铜原料19~29%的低铅环保黄铜废料按比例分I~2批次投入上述铜液中，分批搅拌均匀，减少损耗，提高熔化效率； 3)、然后将占黄铜原料25~30%的锌锭陆续加入铜液中，连续搅拌到原料完全熔化； 4)、接着再往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.8~1.0%的铋，搅拌至熔化； 5)、往工频熔铜炉内加入占黄铜原料0.01~0.02%的镁与占黄铜原料0.01~0.02%的锡,压入铜液内部并搅拌使之熔化； 6)、再往工频熔铜炉内加入0.1%环保精炼清渣剂，压入铜液内部，连续搅拌均匀使之熔化并以220~250V的低压精炼5~IOmin ； 7)、炉前取样测定铜液的化学成分，取样后工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180~220V，进行打渣； 8)、根据成分测试结果，重新调整铜液的成分，补入原料，重开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，然后升温至完全喷火两次，温度为1060~1100°C ； 9)、换开工业低压180~220V，温度为1020~1040°C静置3~5分钟，接着进行打渣，渣打干净后将铜水倒入保温炉中； 10)、将结晶器安装到保温炉上，安装时，用牵引棒对正中心，以保证与牵引机水平； 11)、最后用牵引机开始引铸，开始引铸前应将保温炉中的铜水温度升到小喷火，工业电压为250V~300V电压，同时给水冷套中送入少量水，水量为2.2 L/s,准备工作做好后开始引棒，刚开始引棒时牵引机速度调慢至20~40mm/ min，，直到引棒成功，引棒成功后将电压降到180V~240V，调整牵引机速度调至40~50mm/ min,并打开冷却水开关，水量为4.0 L/s,引棒长度达到一米以上可将拉速调整到工艺要求的速度50~70mm/ min，待引棒正常后，将牵引机同步锯调整到需要锯切的长度，将长铜棒锯短成可以用来挤压的短铜锭； 所述黄铜锭挤压成铜棒的步骤是将上述短铜锭盛在挤压装置内并利用挤压装置对短铜锭施加外力使之从挤压装置的挤压模孔流出，从而获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。
5.根据权利要求4所述的低铅挤制黄铜棒的方法，其特征在于:所述喷火的温度为1060 ~1100。。。
6.根据权利要求4所述的低铅挤制黄铜棒的方法，其特征在于:所述挤压装置包括挤压筒、挤压模及挤压轴，所述挤压筒内具有可容置被挤压制品的挤压孔，所述挤压轴设于挤压孔的一端，所述挤压模固设于挤压筒远离挤压轴的那一端，所述挤压模上设有可将被挤压制品挤出的挤压模孔，所述挤压轴的自由端与推压驱动装置相连动并通过推压驱动装置可同时前进或后退。
7.根据权利要求6所述的低铅挤制黄铜棒的方法，其特征在于:所述挤压筒的挤压孔内位于挤压轴的前端还设有挤压垫片。
【文档编号】C22F1/08GK103602853SQ201310562188
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】曾华文 申请人:福建省南安市鹏鑫铜业有限公司