一种镁铋黄铜合金材料及其制备方法
【专利摘要】一种镁铋黄铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镁6.5-6.9、铋0.25-0.29、锌11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mn1.6-1.8、Be0.4-0.5、余量为铜。本发明合金具有无毒环保易切削的特点，而且成本较铋黄铜低，还具有高温抗氧化的特点，强度较高，冷热加工性能好，可以锻造、铸造成线材、棒类等多种零件；通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致,合金品质均一。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
【专利说明】一种镁铋黄铜合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种镁铋黄铜合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝、镍、锰、锡、硅、铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种镁铋黄铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有易切削、加工性能好、耐高温氧化的优点。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种镁铋黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:镁
6.5-6.9、铋 0.25-0.29、锌 11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mnl.6-1.8、Be0.4-0.5、余量为铜。
[0005]所述的镁铋黄铜合金材料的生产方法，其特征在于:` (I)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.8比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)锌；(2 )铋、锰、Ta ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-24分钟，投料后搅拌均匀。
[0006]所述的铸后热处理是:先由室温以250_260°C /小时速率升温至330_350°C，再以200-2100C /小时速率降温至280-290°C，再以250_260°C /小时速率升温至550_570°C，保温1-2小时；再以270-280°C /小时速率降温至100_120°C，保温1-2小时；再以250_260°C /小时速率升温至340-360°C，保温1-2小时；再以250_260°C /小时速率降温至100-120°C，保温1-2小时；再以200-210°C /小时速率升温至300-310°C，保温2_3小时，取出空冷即得。
[0007]所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:碳酸钙粉4-5、铝矾土 2.1-2.5、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2_3、四硼酸钠1_2、Bi2O3 2-3 ;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0008]本发明的有益效果
本发明合金具有无毒环保易切削的特点，而且成本较铋黄铜低，还具有高温抗氧化的特点，强度较高，冷热加工性能好，可以锻造、铸造成线材、棒类等多种零件；通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致，合金品质均一。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
【具体实施方式】
[0009]一种镁铋黄铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:镁6.5-6.9、铋 0.25-0.29、锌 11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mnl.6-1.8、Be0.4-0.5、余量为铜。
[0010]所述的镁铋黄铜合金材料的生产方法如下:
(I)、准备纯铜与废铜按1:0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)锌；(2 )铋、锰、Ta ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。
[0011]所述的铸后热处理是:先由室温以255°C /小时速率升温至340°C，再以205°C /小时速率降温至285°C，再以255°C /小时速率升温至560°C，保温1.5小时；再以2750°C /小时速率降温至110°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率升温至350°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至110°C，保温1.5小时；再以205°C /小时速率升温至305°C，保温2.5小时，取出空冷即得。
[0012]所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:碳酸钙粉5、铝矾土 2.1、树木灰烬1、纳米二氧化硅2、明矾2、玉石粉4、电石粉4、氟钛酸钾3、四硼酸钠2、Bi2O3 2 ;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合，加热至2600-30000C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分`合并混合均匀即得。
[0013]本实施例镁铋黄铜合金材料，抗拉强度6 b为510Mpa，屈服强度486MPa，硬度值HB为134，导电率％IACS54，软化温度602°C，20°C延伸率16%。
【权利要求】
1.一种镁铋黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:镁 6.5-6.9、铋 0.25-0.29、锌 11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mnl.6-1.8、Be0.4-0.5、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的镁秘黄铜合金材料的生产方法，其特征在于: (I)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.8比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)锌；(2 )铋、锰、Ta ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-24分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的镁铋黄铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以250-260°C /小时速率升温至330-350°C，再以200-210°C /小时速率降温至280-290°C，再以250-260°C /小时速率升温至550_570°C，保温1_2小时；再以270-2800C /小时速率降温至100-120°C，保温1-2小时；再以250_260°C /小时速率升温至340-360°C，保温1-2小时；再以250_260°C /小时速率降温至100_120°C，保温1-2小时；再以200-210°C /小时速率升温至300-310°C，保温2_3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的镁铋黄铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:碳酸钙粉4-5、铝矾土 2.1-2.5、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2-3、四硼酸钠1-2、Bi2O3 2-3 ;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合，加热至2600-30000C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
【文档编号】C22C1/06GK103757476SQ201410011620
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】丁健, 倪受春, 林其斌, 葛浩, 夏岩磊, 杨玭 申请人:滁州学院