一种易切削黄铜合金的制备方法
【专利摘要】一种易切削黄铜合金的制备方法，属于铜合金技术领域。包括以下步骤：1）按照重量份数称取铜55?65份、锌30?40份、锡0.08?0.12份、碲0.05?0.13份、铝0.05?0.08份、锰0.03?0.09份、铁0.05?0.12份、硒0.1?0.2份、钴0.2?0.35份、铟0.05?0.1份、铒0.1?0.3份，备用；2)将熔炉温度升至在1200?1400℃，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、铁、硒、钴、铟、铒,保温20?45min后进行浇注成坯锭；3）热挤压。上述一种易切削黄铜合金的制备方法，制得的合金切削性能优越、耐腐蚀和力学性能良好，且不会造成铅污染。
【专利说明】
一种易切削黄铜合金的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于铜合金技术领域，具体为一种易切削黄铜合金的制备方法。
【背景技术】
[0002] 为了改善普通黄铜的性能，常添加其他元素，如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。铝能提高 黄铜的强度、硬度和耐蚀性，但使塑性降低，适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高 黄铜的强度和对海水的耐腐性，故称海军黄铜，用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄 铜的切削性能;这种易切削黄铜常用作钟表零件。但是铅极易从基体材料中脱落，而且在加 工过程中以及产品废弃后，铅都会通过各种途径进入人体造成危害:损伤大脑中枢及周围 神经系统;破坏造血系统，阻碍血红色的合成，导致贫血;影响消化系统功能;抑制免疫系统 功能等。这些铅黄铜器件报废之后，往往作为垃圾被遗弃，只有少量得到回收利用。在垃圾 场土壤里，铅污染了土地、水源。垃圾焚烧时，铅蒸气散发于大气之中，对人体产生极大危 害。所以，研制替代铅黄铜的无铅易切削黄铜是当前世界各国共同关注的焦点。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种易切削黄铜合 金的制备方法的技术方案，制得黄铜合金的切削性能优越、耐腐蚀和力学性能良好，且不会 造成铅污染。
[0004] 所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 按照重量份数称取铜55-65份、锌30-40份、锡0.08-0.12份、碲0.05-0.13份、铝0.05-0.08 份、锰0.03-0.09份、铁0.05-0.12份、硒0.1-0.2份、钴0.2-0.35份、铟0.05-0.1 份、铒 0.1-0.3份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1200-1400 °C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、 铁、硒、钴、铟、铒，保温20-45min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至420-48(TC，模套、模子、模芯和模垫块预热至320-360°C，然后在750-760°C的温度下，将〇180mm的坯锭挤压成不同规格的挤压棒。
[0005] 所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤1)中：铜58-62份、锌32-38份、锡0? 09-0? 11份、碲0? 06-0? 12份、铝0? 055-0? 07 份、锰0? 04-0? 08份、铁0? 06-0? 11份、 硒0.12-0.18份、钴0.25-0.32份、铟0.06-0.9份、铒0.15-0.25份。
[0006]所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤1)中：铜59-60份、锌33-35份、锡0.095-0.1份、碲0.07-0.1份、铝0.06-0.065 份、锰0.05-0.07份、铁0.07-0.1份、硒 0.13-0.15 份、钴 0.28-0.3 份、铟0.07-0.8 份、铒 0.18-0.22 份。
[0007]所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤2)中：熔炉温度为1250-1300。。。
[0008]所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤2)中：保温时间为25-40min〇
[0009] 所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤3)中：挤压筒预热温度 为450-460°C，模套、模子、模芯和模垫块预热温度为340-350°C，然后在755°C的温度下挤 压。
[0010] 上述一种易切削黄铜合金的制备方法，制得黄铜合金的切削性能优越、耐腐蚀和 力学性能良好，且不会造成铅污染。
【具体实施方式】
[0011]以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0012] 实施例1 1) 按照重量份数称取铜55份、锌40份、锡0.08份、碲0.05份、铝0.05份、锰0.03份、铁 0.05份、硒0.1份、钴0.2份、铟0.05份、铒0.1份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1200°C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、铁、硒、 钴、铟、铒，保温20min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至420°C，模套、模子、模芯和模垫块预热至3200°C， 然后在750°C的温度下，将〇180mm的坯锭挤压成不同规格的挤压棒。
[0013] 实施例2 1) 按照重量份数称取铜58份、锌37份、锡0.09份、碲0.08份、铝0.08份、锰0.09份、铁 0.06份、硒0.13份、钴0.25份、铟0.1份、铒0.15份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1250°C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、铁、硒、 钴、铟、铒，保温25min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至440°C，模套、模子、模芯和模垫块预热至330°C，然 后在755°C的温度下，将①180mm的还锭挤压成不同规格的挤压棒。
[0014] 实施例3 1) 按照重量份数称取铜60份、锌35份、锡0.1份、碲0.011份、铝0.07份、锰0.05份、铁 0.08份、硒0.16份、钴0.3份、铟0.08份、铒0.15份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1300°C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、铁、硒、 钴、铟、铒，保温30min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至450°C，模套、模子、模芯和模垫块预热至35°C，然 后在760°C的温度下，将①180mm的还锭挤压成不同规格的挤压棒。
[0015] 实施例4 1) 按照重量份数称取铜62份、锌35份、锡0.011份、碲0.012份、铝0.065份、锰0.09份、 铁0.08份、硒0.2份、钴0.35份、铟0.1份、铒0.3份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1350°C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、铁、硒、 钴、铟、铒，保温42min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至480°C，模套、模子、模芯和模垫块预热至360°C，然 后在760°C的温度下，将①180mm的还锭挤压成不同规格的挤压棒。
[0016] 实施例5 1)按照重量份数称取铜63份、锌33份、锡0.09份、碲0.013份、铝0.08份、锰0.09份、铁 0.1份、硒0.18份、钴0.3份、铟0.09份、铒0.25份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1400°C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、铁、硒、 钴、铟、铒，保温20-45min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至470°C，模套、模子、模芯和模垫块预热至350°C，然 后在750°C的温度下，将〇 180_的坯锭挤压成不同规格的挤压棒。
[0017] 实施例6 1) 按照重量份数称取铜65份、锌30份、锡0.09份、碲0.09份、铝0.075份、锰0.065份、铁 0.1份、硒0.2份、钴0.2份、铟0.05份、铒0.1份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1350°C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、铁、硒、 钴、铟、铒，保温45min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至480°C，模套、模子、模芯和模垫块预热至360°C，然 后在760°C的温度下，将①180mm的还锭挤压成不同规格的挤压棒。
[0018] 以下通过相应的试验进一步说明本发明的有益效果。
[0019]试验例1:耐腐蚀性试验 腐蚀试验按中华人民共和国国家标准《黄铜耐脱锌腐蚀性能的测定》进行，取实施例1-6制得的试样进行试验，每个实施例的分别在平行和垂直于挤压方向取三个平行试样，每个 样品的暴露面积为100mm2左右。将线切割后的黄铜薄片用义齿基托树脂（（II型)进行镶样。 试样表面用金相砂纸打磨，最后用500#水砂纸磨光，再用水清洗试样，最后用无水乙醇擦拭 并吹干。 将同一实施例产品的三个平行试验放入己经加热到75 士 2°C的盛有1份的氯化铜溶液 的烧杯内，开始计时，立即用塑料薄膜盖在烧杯上并扎紧，防止溶液蒸发过快。放置试样时 应使暴露表面垂直于烧杯底面，其间距离应大于15_。
[0020] 在恒温水浴中腐蚀二十四小时后，将试样沿其暴露表面的垂直方向切开，横切面 距离暴露表面边缘至少1.5_，其穿过暴露表面的总长度应不小于8mm。按晶相试样制备的 方法将切片研磨、抛光，操作时应防止脱锌层的倒角与剥落。用无水乙醇擦洗，使脱锌层在 晶相显微镜下能清晰可辩。实验结果见表1。
[0021] 由表1可以得知:实施例1-6制得的合金试样的耐腐蚀性能较好，其中以实施例2 制得的合金试样耐腐蚀效果最好。
[0022]试验例2 :切削性能试验 将实施例1-6制得的试样在CW6136卧式普通车床上加工，收集切肩，进行分析。根 据切肩的类型和大小来判断各试样的切削性能时，定量分析比较困难，因此本试验选用 HPb59-l黄铜切削性定为100%，切肩呈短、细而脆，H62为40%，切肩呈长的连续状或螺旋 状，比较两者间的切削形状的大小，即可大概估计切削试验中实施例1-6中各样品合金的 的切削性。
[0023] 试验结果见表2。
[0024]由表2可知:实施例1-6制得的合金试样的切削性能较好，其中以实施例2制 得的合金试样切削效果最好，切削系数达到了 58%。
【主权项】
1. 一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 按照重量份数称取铜55-65份、锌30-40份、锡0.08-0.12份、碲0.05-0.13份、铝0. Οδ?. 08 份、锰 0.03-0.09 份、铁 0.05-0.12 份、硒 0.1-0.2 份、钴 0.2-0.35 份、铟0.05-0.1 份、铒 0.1-0.3份，备用； 2) 将熔炉温度升至在1200-1400°C，投入铜，待完全熔化后依次加入锌、锡、碲、铝、锰、 铁、硒、钴、铟、铒，保温20-45min后进行饶注成还锭； 3) 热挤压:挤压前先将挤压筒预热至420-48(TC，模套、模子、模芯和模垫块预热至320-360°C，然后在750-760°C的温度下，将Φ180πιπι的坯锭挤压成不同规格的挤压棒。2. 如权利要求1所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤1)中：铜58-62份、锌32-38份、锡0.09-0.11份、碲0.06-0.12份、铝0.055-0.07 份、锰0.04-0.08份、铁 0.06-0.11份、硒 0.12-0.18 份、钴0.25-0.32份、铟0.06-0.9 份、铒 0.15-0.25 份。3. 如权利要求1所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤1)中：铜59-60份、锌33-35份、锡0.095-0.1份、碲0.07-0 · 1份、铝0.06-0.065 份、锰0.05-0.07份、铁 0.07-0.1 份、硒 0.13-0.15 份、钴 0.28-0.3 份、铟0.07-0.8 份、铒 0.18-0.22 份。4. 如权利要求1所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤2)中：熔炉温 度为 1250-1300°C。5. 如权利要求1所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤2)中：保温时 间为 25-40min。6. 如权利要求1所述的一种易切削黄铜合金的制备方法，其特征在于步骤3)中：挤压筒 预热温度为450-460°(：，模套、模子、模芯和模垫块预热温度为340-350°(：，然后在755°(：的温 度下挤压。
【文档编号】C22C9/04GK105821244SQ201610410303
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】王净, 丁岳雷
【申请人】浙江三瑞铜业有限公司