专利名称：：高强度锌白铜合金的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种锌白铜合金，尤其涉及一种具有高强度锌白铜(弹性)合金。它特别适用于机器制造、电子通讯、化学、航天和民用工业等领域。
背景技术：
：锌白铜具有优良的耐蚀性、中等抗拉强度，较好的弹性，易于冷热加工，易于焊接。因而被广泛用在机器制造、电子通讯、化学、航天和民用工业的各种结构件、弹簧、接插件等。近年来巳大量用来制作眼镜框架材料。随着现代工业的发展，对锌白铜材料需要更高的强度。目前国内锌白铜合金有BZnl5-20、BZnl8-20、BZn22-18、BZn25-18等，国外的有CuNil2Zn24、Cul8Nil7Zn、Cul5Ni20Zn、Cul2Ni23Zn、CuNil8Zn20和CuN12Zn24等。上述合金强度都不太令人满意，同时近年来，铜和镍价格上涨较快，造成这些锌白铜成本和售价昂贵，因而世界各国都致力于研发低成本高性能的新型锌白铜。
发明内容本发明的目的是提供一种既具有高的抗拉强度、良好的冷热加工性能，而且保持原有锌白铜的耐蚀性、可焊性和美观的颜色，价格成本相对低廉的高强度锌白铜合金。本发明的高强度锌白铜合金，其化学成分组成含有(wt%):Ni1317%，Zn2845%，以及余量的Cu，其中，合金成分中Cu+Zn+Ni含量>99.5%。镍的加入是提高合金的强度、耐蚀性和银白色。当镍含量低于13%，锌白铜的银白色中就泛浅黄色；高于17%，增加合金成本。锌是固熔强化元素，提高合金强度和耐蚀性，使锌白铜银白色变得更加美观。锌的含量不应低于28%，否则强度下降，耐蚀性不好；高于40%，加工性能不好。作为优选，本发明的高强度锌白铜合金，其化学成分组成为(wt%):Ni1317%,Zn2845%，Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的含量分别为BeO0.5%，TiO0.5%，Zr00.4%，以及余量的Cu，其中合金成分中Cu+Zn+Ni含量》99.5%。加入微量元素是进一步提高合金性能。铍和钛是铜合金中很好的强化合金元素，加入少量就能提高合金性能。锆不但能强化，而且细化晶粒和起脱氧作用。它们的含量之和应《0.5%，否则增加合金成本。作为进一步优选，本发明的高强度锌白铜合金，其化学成分组成为(wt%):Ni1317%，Zn2845%，Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的总含量控制为0.5%，以及余量的Cu。本发明的高强度锌白铜合金最佳化学成分为(wt%):Ni含量为15%，Zn含量为38%，Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的总含量控制为0.5%，以及余量的Cu。本发明的高强度锌白铜合金，其加工工艺和现有锌白铜加工工艺一样，可分为两种一是铁模铸锭工艺，二是水平连铸工艺，一般的铜合金加工厂都能生产，适合于商业化生产。与现有技术相比，本发明的高强度锌白铜合金以经济性和适用性为目的，合金含有较高组分的锌，部分地替代镍和铜，使合金的原料成本下降；合金保持原有各种锌白铜的耐蚀性、焊接性和颜色，而且具有更高的拉伸强度；合金的冷热加工性能良好。本发明合金能加工成棒材、型材、线材、丝材、板材、带材和管材。适用于各工业领域，尤其适合于制作眼镜框架。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。本实施例的工艺路线为配料—连铸一拉伸一退火一酸洗一拉伸一成品一(或成品退火)一包装入库。1.发明合金组成(Wt%):Ni:15%,Zn38%，Ti:0.4%，Zr:0.1%，Cu:余量2.合金熔炼工艺原材料电解铜、电解镍、锌锭、Cu-6WTi中间合金、Cu-5MZr中间合金技术条件和参数连铸坯规格012mm,熔炼温度1300-1400°C，覆盖剂干燥木炭。加料顺序电解铜、电解镍一熔化完了加锌一加中间合金一熔化完倒入300kg保温炉内进行'保温一保温炉内温度达到1200'C以上，炉前取样分析一成分合格，出炉，其中熔炼过程和保温过程中用木炭覆盖。炉前成分分析Ni:14.09%，Zn:39.0%，Ti:0.3005%，Zr:0.0911%，Cu:余量。3.水平连铸拉铸温度1200-1250。C拉铸参数牵拉回推时间0.05sec时间0.02sec长度9mm长度0.5mm运行静止0.05sec静止0scc加速度0.05sec运行循环100运行速度1593mm/min冷却水温入水水温20-25°C,出口水温50-55°C度011.7—06.5(加工率69%)—刨皮一0>6.2退火700°C/2.5h—酸洗—0>3.5(加工率68%)—光亮退火680°C/2.5h—酸洗一O2.0成品硬态(加工率67%)。冷热加工性能良好，冷加工率达到70%。5.性能<D11.7连铸坯冷拉后0>6.5退火态成品硬态抗拉强度ob=375Mpa-390Mpa，延伸率S=55%-60%抗拉强度ob=900Mpa-935Mpa，延伸率S=2%-3%抗拉强度ob=508Mpa-535Mpa,延伸率S=44%-50%抗拉强度ob=968Mpa-971Mpa,延伸率S=2%-3%本发明的高强度锌白铜合金其他各实施例的具体成分含量列于表1，作为对比，也同时列出了BZnl5-20、BZnl8-20、BZn22-18、BZn25-18四个牌号的锌白铜合金成分。表l、本发明合金成分与商品锌白铜成分比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本发明合金性能以及同其它锌白铜性能比较列入表2。从表2可以看到不同的加工率造成材料内部组织不同，从而引起拉伸强度的变化，冷加工率越大，抗拉强度就越高。可根据不同的要求提供不同状态的产品。表2列出本发明合金与几种锌白铜合金性能比较，可以看出本发明合金在所有状态下，抗拉强度都高于现有的锌白铜。本发明合金抗拉强度最高可达958Mpa，而其它对比合金则达不到。例如抗拉强度最大的BZn25-18也只能达到804Mpa，和本发明合金抗拉强度相差高达154Mpa。说明本发明合金能取代所有锌白铜。本发明合金与现有锌白铜退火状态性能比较列入表3。从表3可以看到，退火后，本发明合金伸长率S和其它锌白铜基本一样，而抗拉强度均要优于其他牌号锌白铜合金，说明本发明合金不但强度高，而且塑性也很好。表2、本发明合金性能以及同其它锌白铜性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3、本发明合金与其它锌白铜退火状态性能比较<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>综合考虑各种实验结果，本发明高强度锌白铜合金保持原有各种锌白铜的耐蚀性、焊接性和颜色，而且具有更高的拉伸强度；合金含有较高的锌元素，部分地替代镍和铜，使合金的原料成本大大降低；用本发明合金取代现有锌白铜制作各种元件，有很好的技术和经济效益；合金的冷热加工性能良好，可工业化生产。上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。权利要求1、一种高强度锌白铜合金，其特征在于其化学成分组成含有(wt％)Ni13～17％，Zn28～45％，以及余量的Cu，其中，合金成分中Cu+Zn+Ni含量≥99.5％。2、根据权利要求1所述的高强度锌白铜合金，其特征在于其化学成分组成还含有(wt%):Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的含量分别为Be00.5%，Ti0~0.5%，Zr0~0.4%。3、根据权利要求2所述的高强度锌白铜合金，其特征在于所述Be、Ti、Zr三种元素的总含量为0.5%。4、根据权利要求3所述的高强度锌白铜合金，其特征在于所述合金中Ni含量为15%，Zn含量为38X。全文摘要本发明涉及一种高强度锌白铜合金，其化学成分组成含有(wt％)Ni13～17％，Zn28～45％，以及余量的Cu，其中，合金成分中Cu+Zn+Ni含量≥99.5％。其化学成分组成还可以含有Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的含量分别为Be0～0.5％，Ti0～0.5％，Zr0～0.4％。该合金能保持原有各种锌白铜的耐蚀性、焊接性和颜色，而且具有更高的拉伸强度；由于用高Zn和其它元素代替部分铜和镍，发明合金成本都低于商业锌白铜，能取代现有锌白铜制作各种元件；合金的冷热加工性能良好，可用于生产压力加工产品也可以用于生产铸造产品，适合工业化生产。文档编号C22C9/04GK101148716SQ20071015630公开日2008年3月26日申请日期2007年10月16日优先权日2007年10月16日发明者吴宝镇,孟祥鹏,梁梅玲,潘奇汉申请人:宁波博威集团有限公司