专利名称：：低导电和低导热的易切削黄铜合金的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有低导电和低导热的易切削黄铜合金，尤其涉及一种用于空调交换机电磁四通换向阀座的具有低导热的易切削黄铜合金。技术背景众所周知，铜及大部分铜合金具有良好的导电、导热性，铜及铜合金的这一特性，被广泛应用于需要良好导电导热的场合。易切削黄铜合金由于具有优良的切削性能，是最经济最常用的合金。在需要导热或散热的场合，良好的导热性是我们需要的，但在不希望热量散失或热交换的场合，希望合金是不导热的或低导热的。铜及铜合金的导热系数与导电率之间有着内在的联系，在某一温度下的导热系数a可根据在该温度下的导电率(0/0IACS)按。/qIACS/100来估算。空调交换机电磁四通换向阀是冷、热制式切换阀，希望换向阀部位的热损失越小越好。阀的导向滑件是采用无机材料制作的，而阀座要和H65黄铜管、纯铜管进行焊接，所以要求合金具有良好的硬钎焊性能；工作表面要求平整光滑、耐磨，气密性好，安全可靠，因此要求所用合金具有良好的切削性能和耐磨性能。通常使用易切削黄铜HPb59-3。HPb59-3是大家熟知的易切削黄铜，硬钎焊性能良好，不足的是该合金具有较好的导热性，不是理想的材料，特别是现今人类越来越认识到节约能源的重要性，必定对材料提出更高的要求。专利JP10204559提供了一种低导电的铜基合金，主要用于在外面施加交流磁场的场合，增加磁场穿透能力，合金成分和本发明有很大的不同。公开号200710066669.0专利，是一种含有高锰的易切削铜合金，也具有低的导电性，但熔点相对较低，硬钎焊工艺难控制，不适合在硬钎焊的场合应用。
发明内容本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有低导电和低导热的易切削黄铜合金，合金具有低的导电性、低的导热性和优良的切削性能、良好的力学性能和硬钎焊性能，适合于生产不希望热散失的阀门、连接件及相关部件等，特别适合于需要硬钎焊的场合，例如制冷用电磁四通换向阀。本发明的技术方案是一种具有低导电和低导热的易切削黄铜合金，其重量百分比组成为Cu56-62%，Mn2.5-6.9%，Pb0.7-3.5%,P0.005-0.2%，杂质《0.9%，余量为Zn。作为进一步的优化，合金的化学成分由以下特征体现本发明的具有低导电和低导热的易切削黄铜合金，其重量百分比组成为Cu57.5-60.5%，Mn3.5-5.5%，Pb2.5-3.5%，P0.01-0.1%，杂质《0.9%，余量为Zn。本发明的具有低导电和低导热的易切削黄铜合金，所述杂质中Sn《0.1%、Si《0.1%、Fe《0.3%。本发明是在易切削黄铜的基础上，添加合理配比的锰。合金中的锰，是高电阻金属，明显降低铜合金的导电、导热性，是本发明合金的主要合金元素，其作用主要是降低合金的导电和导热性，同时提高合金的强度和耐磨性。在硬钎焊过程中，合金表面的氧化膜在焊剂达到合适的温度时迅速活化，焊料熔融、铺展，靠毛细作用填充悍接工件的间隙。焊接温度低时，焊剂不能和表面充分作用，表面活化差，焊料流动性差，造成缺焊。焊接温度高时，易造成材料熔化。合金中添加锰明显降低合金的熔点，合金熔点若偏低，钎焊的难度增加，这涉及到焊料、焊剂及工艺、装备，会造成一系列的问题。优选合适的锰含量，使合金既具有低的导热性，又可满足焊接对熔点和表面活化的要求，在四通阀的焊接中，基本不改变工艺参数和条件。合适的配比是2.5-6.9%，优选3.5-5.5%，合金的导电(热)率比易切削黄铜降低65%以上。本发明合金中把磷作为主要的合金元素，其作用是改善钎焊性。通常焊料材料中含有磷，本发明合金中添加磷，可改善焊料的流动性。磷还可以改善切削性，同时也是一种脱氧剂。小于0.005%作用不明显，大于0.2%失去进一步优化的效果，合适的配比是0.005-0.2%。由于保持合适配比的铅，合金具有优良的加工性和易切削性。铁有细化晶粒的作用，可以允许一定的含量，但不应超过0.3%;Sn、Si做为杂质控制，以避免对合金组织和加工性能产生不良影响。本发明合金中所述杂质，具体控制含量为Sn《0.1%、Si《0.1%、Fe《0.3%。铜及铜合金的导热系数与导电率之间有着内在的联系，铜合金的导热性可以用导电率来估计。本发明合金的导电率是5%-10%IACS，优化配比合金的导电率是6.5%-8.0%IACS，对比合金HPb59-3的导电率是24.81%-26.04%IACS，和对比合金相比，本发明合金的导电率降低了2/3左右。本发明合金的熔点为848-864°C，优化组分合金的熔点为853-864"。本发明合金具有良好的切削性能，切削力和对比合金比较基本相同。本发明合金具有良好的热、冷压力加工性能，可以生产棒材和异型材等。综上，本发明合金具有如下优点1、低的导电性、低的导热性，适合于生产不希望热散失的阀门、连接件及相关部件等。2、合金可满足焊接对熔点和表面活化的要求，适合于需要硬钎焊的场合，例如制冷用电磁四通换向阀。3、优良的切削性能、良好的力学性能和冷热加工性能，适用于大规模生产。具体实施方式下面通过实施例进一步说明本发明。实施例16合金在中频电炉熔炼，铁模浇注成470mm的铸锭，把铸锭车皮到小60mm，然后热挤压成4)12.5mm的挤压坯料，测试力学性能、熔点。挤压坯拉伸到4>12.0mm后用电桥法测试电阻，换算成导电率，并测试切削性能。挤压坯经15%的拉伸变形，然后测试力学性能。测试结果列于表l、表2。表l本发明实施例16及对比合金化学成分、熔点、导电率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2实施例1合金力学性能、切削力测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实验结果说明，本发明合金和对比合金比较，导电率明显降低。力学性能、切削性能差异不大。实施例7半连续铸造4)170mm的铸锭，经热挤压、冷加工成R12X19X7mm的D型棒材，试验合金成分及物理性能测试结果见表3。表3实施例7合金成分及物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>D型棒材经钻孔制成四通阔座坯料，在钎焊生产线上进行钎焊，钎焊工艺和对比样品相同，然后进行钎焊效果检査，试验30只，有l只出现熔化迹象，其余良好。实验结果说明，上述合金基本满足钎焊要求，若稍降低焊接温度，就可以完全满足钎焊要求。钎悍后进行拉削，拉削表面良好，拉削产生的铜沬与对比料批量品的相同，满足批量生产的要求。实施例8半连续铸造cM70mm的铸锭，经热挤压、冷加工成R12X19X7mm的D型棒材，试验合金成分及物理性能测试结果列于表4。表4实施例8合金成分及物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>D型棒材经钻孔制成四通阀座坯料，在钎焊生产线上进行钎焊，钎焊工艺和对比样品相同，然后进行钎焊效果检査，试验30只，无熔化现象，结果良好。钎焊后进行拉削，拉削表面良好，拉削产生的铜沫与对比料批量品的相同，满足批量生产的要求。以上实施例是对专利的说明和进一步解释，而不是对本发明的限制，在本发明的精神和权利保护范围，所做的任何修改，都落入本发明的保护范围。权利要求1、一种低导电和低导热的易切削黄铜合金，其特征在于重量百分比组成为Cu56-62％，Mn2.5-6.9％，Pb0.7-3.5％，P0.005-0.2％，杂质≤0.9％，余量为Zn。2、根据权利要求1所述的低导电和低导热的易切削黄铜合金，其特征在于重量百分比组成为Cu57.5-60.5%，Mn3.5-5.5%,Pb2.5-3.5%，P0.01-0.1%，杂质《0.9%，余量为Zn。3、根据权利要求1或2所述的低导电和低导热的易切削黄铜合金，其特征在于所述杂质中Sn《0.1%、Si《0.1%、Fe《0.3%。全文摘要本发明涉及一种低导电和低导热的易切削黄铜合金，其特征在于重量百分比组成为Cu56-62％，Mn2.5-6.9％，Pb0.7-3.5％，P0.005-0.2％，杂质≤0.9％，余量为Zn。该合金具有低的导电性和低的导热性及优良的切削性能，良好的力学性能和硬钎焊性能，适合于生产不希望热散失的阀门、连接件及相关部件等，特别适合于需要硬钎焊的场合，例如制冷用电磁四通换向阀。文档编号C22C9/04GK101230430SQ20081005963公开日2008年7月30日申请日期2008年1月28日优先权日2008年1月28日发明者吴祖闹,儿张,明张,明沈,郭淑梅申请人:宁波博威集团有限公司