专利名称：一种环保易切削的连铸型铜合金及其加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属及其制作技术领域，尤其涉及到一种铜合金及其加工工艺。
背景技术：
锌、铅、铜合金由于具有好的铸造性能，耐磨性、耐腐蚀和易切削加工性，主要用于 机械配件、水暖器材、汽车部件、螺丝等。 近年来随着我国经济高速发展，特别是机械制造、五金、水暖等行业的高速发展， 对铜合金材料需求量也随之快速增长。众所周知，铜合金中含有铅，其虽然可以改善材料的 切削性能及机械性能，但却因铅污染环境，对人体有害，因而需要控制含量，甚至被逐步取 代，特别是水暖器材方面，有更严格的要求。1992年世界卫生组织在饮用水指标中规定饮用 水中的铅含量，最好在0. 01mg/L以下，由此，近年来各国不断有易切削环保合金铜问世，也 相继应用到水暖器材中。 本申请人秉持着研究创新、精益求精之精神，利用其专业眼光和专业知识，研究出 一种环保易切削的连铸型铜合金。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效降低铅含量的环保、易切削的连铸型铜合金及 其加工工艺。 为了实现上述发明，本发明采用了如下方案 —种环保易切削的连铸型铜合金，该铜合金按重量百份比构成如下Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si的不可避免杂
质总量之和《0. 4 ;余量为Zn。 —种适合上述之环保易切削的连铸型铜合金加工的工艺，包括如下步骤
配料、熔炼、分析、铸造、矫正、切割、质检、拉光，工艺分述如下
—、配料 按重量百份比取Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si的不可避免杂质总量之和《0. 4 ;余量为Zn进行配料，并加入扩化剂硼砂及氯化钠；
二、熔炼 先将Cu和Mn放进熔炉进行熔炼，待Cu熔化后添加Al和Zn，最后添加硼砂 及氯化钠进行杂质清除，液面覆盖采用石墨板与耐火板；原料全部熔化须把温度上升 1000-1200。C，熔炼时间为30分钟;
三、分析 搅拌后取样化验是否符合配料比例；
四、铸造 分析合格后连铸，冷却器采用水遁环，冷却器内套高纯石墨，铸造速度20 40米 /小时，可用调速电机及水压相互调速，冷却水压0. 02 0. 06Mpa。
由于采用了上述技术方案，本发明有如下优越性 本发明的铜合金配方有效降低铅含量，符合环保要求，且获得良好地合金力学性能，抗拉强度Rm > 240Mpa，规定非比例延伸强度Rp0. 2 > 120Mpa，伸长率A > 15%，切削性能良好。 本发明提供的加工工艺简单，易操作，生产成本低。
具体实施例方式本发明提供的铜合金按重量百份比构成如下Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si等的不可避免杂质总量之和《0. 4 ;余量为Zn。
实例1 : 制作①40 X①20 X 3000合金铜棒 配料，按重量百分比进行配料，其中Cu 59%、 Al 0. 5%、Mn 0. 3%，包括Pb、 Sb、Fe、 S、 Si等的不可避免杂质之和为0. 4% ，余量为Zn。 熔炼先将铜和锰投入熔炉进行熔炼，待铜熔化后再添加铝和锌，再用硼砂清除杂质，液面覆盖用石墨板。原料全部熔化须把温度上升IIO(TC，熔炼时间为30分钟。
分析搅拌取样化验成份分析。
铸造分析合格后连铸，冷却器采用水遁环，冷却器内套高纯石墨，铸造温度1150°C ，铸造速度15米/小时，冷却水压0. 02Mpa。
实施例2 : 制作①50 X①30 X 2000合金铜棒 配料，按重量百分比进行配料，其中Cu 58%、 Al 0. 4%、Mn 0. 2%，包括Pb、 Sb、Fe、S、Si的不可避免杂质之和为0. 3%，余量为Zn。 熔炼先将铜和锰投入熔炉进行熔炼，待铜熔化后再添加铝和锌，再用硼砂及氯化钠清除杂质，液面覆盖用石墨板。原料全部熔化须把温度上升1200°C ，熔炼时间为30分钟。
分析搅拌取样化验成份分析。
铸造分析合格后连铸，冷却器采用水遁环，冷却器内套高纯石墨，铸造温度1150°C ，铸造速度15米/小时，冷却水压0. 02Mpa。
实施例3 : 制作①40 X①20 X 3000合金铜棒 配料，按重量百分比进行配料，其中Cu 60%、 Al 0. 3%、Mn 0. 25%，包括Pb、 Sb、Fe、S、Si的不可避免杂质之和为0. 2%，余量为Zn。 熔炼先将铜和锰投入熔炉进行熔炼，待铜熔化后再添加铝和锌，再用硼砂清除杂质，液面覆盖用石墨板。原料全部熔化须把温度上升IIO(TC，熔炼时间为30分钟。
分析搅拌取样化验成份分析。 铸造分析合格后连铸，冷却器采用水遁环，冷却器内套高纯石墨，铸造温度1150°C ，铸造速度15米/小时，冷却水压0. 02Mpa。 本发明中，还可适当减少Pb而增加Ni，以构成Cu-Zn-Ni-Mn的铜合金，由于Pb是作为不可避免杂质元素，增加Ni后可使Pb在铜合金中含量极低，与其它Sb、Fe、S、Si共同构成杂质元素含量。
实施例4 : 制作①40 X①20 X 3000合金铜棒 配料，按重量百分比进行配料，其中Cu 59%、A1 0. 3%、Mn 0. 25%、Ni 2%，包括 Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免杂质之和为0. 2%，余量为Zn。 熔炼先将铜和锰投入熔炉进行熔炼，待铜熔化后再添加铝、锌和镍，再用硼砂及 氯化钠清除杂质，液面覆盖用石墨板。原料全部熔化须把温度上升110(TC，熔炼时间为30 分钟。
分析搅拌取样化验成份分析。
铸造分析合格后连铸，冷却器采用水遁环，冷却器内套高纯石墨，铸造温度 1150°C ，铸造速度15米/小时，冷却水压0. 02Mpa。
实施例5 : 制作①40 X①20 X 3000合金铜棒 配料，按重量百分比进行配料，其中Cu 58%、 Al 0. 5%、Mn 0. 3%、Ni 2%，包括 Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免杂质之和为0. 3%，余量为Zn。 熔炼先将铜和锰投入熔炉进行熔炼，待铜熔化后再添加铝、锌和镍，再用硼砂及 氯化钠清除杂质，液面覆盖用石墨板。原料全部熔化须把温度上升IIO(TC，熔炼时间为30 分钟。
分析搅拌取样化验成份分析。
铸造分析合格后连铸，冷却器采用水遁环，冷却器内套高纯石墨，铸造温度 1150°C ，铸造速度15米/小时，冷却水压0. 02Mpa。
本发明中各合金元素作用分述如下 铜具有极高的导电、导热性能及良好的耐蚀性，在合金中的重量比最高。 锌锌是铜合金中重要添加元素之一，能提高铜合金的流动性，縮小结晶温度区
间，减轻偏析和排气。
镍提高合金铜的抗腐蚀性与韧性。
锰提高合金铜的机械性能及合金铜的硬度。
铝提高合金铜的韧性及刚性。
权利要求
一种环保易切削的连铸型铜合金，其特征在于该铜合金按重量百份比构成如下Cu 58～60；Al 0.3～0.5；Mn 0.2～0.3；包括Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免杂质总量之和≤0.4；余量为Zn。
2. —种适合上述之环保易切削的连铸型铜合金加工的工艺，其特征在于包括如下步骤配料、熔炼、分析、铸造、矫正、切割、质检、拉光，工艺分述如下一、 配料按重量百份比取Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si的 不可避免杂质总量之和《0. 4 ;余量为Zn进行配料，并加入扩化剂硼砂及氯化钠；二、 熔炼先将Cu和Mn放进熔炉进行熔炼，待Cu熔化后添加Al和Zn，最后添加硼砂及氯化钠进 行杂质清除，液面覆盖采用石墨板与耐火板；原料全部熔化须把温度上升1000-120(TC，熔 炼时间为30分钟；三、 分析搅拌后取样化验是否符合配料比例；四、 铸造分析合格后连铸，冷却器采用水遁环，冷却器内套高纯石墨，铸造速度20 40米/小 时，可用调速电机及水压相互调速。
全文摘要
本发明涉及有色金属及其制作技术领域，尤其涉及到铜合金及其加工工艺。该铜合金按重量百份比构成如下Cu 58～60；Al 0.3～0.5；Mn 0.2～0.3；包括Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免杂质总量之和≤0.4；余量为Zn。加工步骤包括配料、熔炼、分析、铸造、矫正、切割、质检、拉光，熔炼时先将Cu和Mn放进熔炉进行熔炼，待Cu熔化后添加Al和Zn，最后添加硼砂及氯化钠进行杂质清除，液面覆盖采用石墨板与耐火板；熔化温度1000-1200℃，熔炼时间为30分钟。本发明可有效降低铅含量，符合环保要求，且获得良好地合金力学性能，抗拉强度Rm≥240Mpa，规定非比例延伸强度Rp0.2≥120Mpa，伸长率A≥15％，切削性能良好；生产工艺简单，易操作。
文档编号B22D11/16GK101787462SQ201010136658
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者陈浩祥 申请人:东莞市立志五金配件有限公司