专利名称：多组元耐磨黄铜合金及其管材成形方法
技术领域：
本发明涉及铜基合金及其成型的方法，本合金适宜于生产高强度、高耐磨性能的金属制品，尤其是应用于汽车同步器齿环材料的生产。
汽车同步器齿环材料国内外研究较多，一般是在黄铜基础上添加Al，Mn，Si，Fe，Co，Ni元素，以增加强度和耐磨性能；其管材成型方法有离心铸造法，挤压法，水平连铸法等，但都存在不足之处。如日本汽车公司为生产耐磨黄铜管材，采用真空离心铸造法，该法设备昂贵，投资大；德国汽车公司则采用连续铸锭—热挤压成形的方法，流程长，成本高；国内汽车生产厂家除采用非真空离心铸造法，热挤压法外，还采用水平连铸法，见专利93120535，但是该方法受重力作用易产生重力偏析，造成成分不均及壁厚偏差大。
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，而提供一种多组元耐磨，高强度的黄铜合金和将其制备成管材的方法，而且这种方法生产周期短，生产成本低，成品率高。
本发明为达到上述目的采用的技术方案是合理设计合金成分，添加稀土元素，合金成分(wt％)为Cu56-65％，Al 0.9-6.0％，Mn 1.5-7.0％，Si 0.4-0.8％，Fe0.5-1.0％，Sn 0.1-0.3％，Pb 0.1-0.3％。
添加稀土Re0.05-0.4％，稀土元素的加入以净化晶界，细化晶粒，改善耐磨黄铜的组织和性能。
采用立式连续铸造法，合理设计结晶器，控制炉温、水压，浇铸温度，以及冷却速度、拉铸速度等工艺参数，同时加大外磁场，使感应线圈引起的磁场达到结晶器，在电磁强力搅拌作用下，使合金溶液在结晶器内一定的位置上凝固，生产出优质管材。
本发明与现有技术相比较，其显著效果和优点表现为解决了五种元素以上黄铜合金垂直连铸的技术难题，批量生产出高质量的管材，缩短了生产周期，降低了生产成本，成品率达80％，还可根据用户需要更换牌号和规格。
下面结合实施例作进一步说明。
实例1Hal 62-4-3-0.1耐磨黄铜管的生产工艺。
首先配料其组元成分wt％为Cu56-62 Al2.7-4.5 Mn2.5-3.5Si0.4-0.8 Fe0.5-1.0 Sn0.1-0.3Pb0.1-0.30 富Ce0.05-0.40 Zn为余量。
合金配置以中间合金熔点高低按顺序加入熔炼炉内，经成分调整，精炼、除气、除渣；当温度达1100℃时熔体从熔炼炉、经保温炉、至结晶器内，随即被拉铸成黄铜合金管材，其浇铸温度为T浇℃＝1050±5℃，拉铸速度为V拉＝6.0-8.0cm/min。
管材的性能指标达到σb≥20Mpa δ5≥5％ HB≥130
权利要求
1.多组元耐磨黄铜合金，其特征在于合理设计合金成分，添加稀土元素，合金成分(wt％)为Cu 56-65％，Al 0.9-6.0％，Mn 1.5-7.0％，Si 0.4-0.8％，Fe 0.5-1.0％，Sn 0.1-0.3％，Pb 0.1-0.3％，添加稀土Re0.05～0.4％。
2.根据权利要求1所述的多组元耐磨黄铜合金，其特征在于其组元成分wt％为Cu56-62 Al2.7-4.5 Mn2.5-3.5Si0.4-0.8 Fe0.5-1.0 Sn0.1-0.3Pb0.1-0.30 富Ce0.05-0.40 Zn为余量。
3.多组元耐磨黄铜合金管材成形方法，其特征在于采用立式连续铸造法，合理设计结晶器，控制炉温、水压，浇铸温度，以及冷却速度、拉铸速度等工艺参数，同时加大外磁场，使感应线圈引起的磁场达到结晶器，在电磁强力搅拌作用下凝固，通过控制上述工艺参数，使合金溶液在结晶器内一定的位置上凝固，生产出优质管材。
4.根据权利要求3所述的多组元耐磨黄铜合金管材成形方法，其特征在于合金配置以中间合金熔点高低按顺序加入熔炼炉内，经成分调整，精炼、除气、除渣；当温度达1100℃时熔体从熔炼炉、经保温炉、至结晶器内，随即被拉铸成黄铜合金管材，其浇铸温度为T浇℃＝1050±5℃，拉铸速度为V拉＝6.0-8.0cm/min。
全文摘要
本发明涉及铜基合金及其成型的方法，适宜于生产高强度、高耐磨性能的金属制品，尤其是应用于汽车同步器材料的生产，其特征在于合理设计合金成分，添加稀土元素，采用立式连续铸造法，严格控制工艺参数，在电磁强力搅拌作用下，使合金溶液在结晶器内一定的位置上凝固并拉铸成管材，解决了五种元素以上黄铜合金垂直连铸的技术难题，批量生产出高质量的管材，缩短了生产周期，降低了生产成本，成品率达80％，还可根据需要更换牌号和规格。
文档编号B22D11/11GK1462814SQ0211948
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月28日 优先权日2002年5月28日
发明者张胜华, 马斌, 肖荫果 申请人:中南大学