一种抗高温氧化黄铜合金材料及其制备方法
【专利摘要】一种抗高温氧化黄铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铌0.2-0.4、锌42-45、镁2.6-3.1、铝0.3-0.5、锰2.2-2.5、Mo1.8-2.2、Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量为铜。本发明的黄铜合金通过添加镁、铝、锰、Mo、铌等元素，具有优异的抗高温氧化性、耐腐蚀性，还具有良好的切削性能、铸造性能、锻造性能和抗脱锌腐蚀性能，适用于需切削加工和磨削加工成型的零部件，尤其适用于装配应力不便消除的锻件和铸件，如水龙头和阀门等。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。
【专利说明】一种抗高温氧化黄铜合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种抗高温氧化黄铜合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝、镍、锰、锡、硅、铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种抗高温氧化黄铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有抗高温氧化、耐腐蚀、冷加工性能好的优点。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种抗高温氧化黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铌 0.2-0.4、锌 42-45、镁 2.6-3.1、铝 0.3-0.5、锰 2.2-2.5,Mol.8-2.2,Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量为铜。
[0005]所述的抗高温氧化黄铜合金材料的生产方法，其特征在于:
(1)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)锌；(2)铌、铝、锰；(3)镁、Ce ；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为19-22分钟，投料后搅拌均匀。
[0006]所述的铸后热处理是:先由室温以230_240°C /小时速率升温至260_270°C，保温50-60分钟，再以230-240°C /小时速率升温至600-610°C，保温1-2小时；再以250_260°C /小时速率降温至100-110°C，保温1-2小时；再以230-240°C /小时速率升温至410_420°C，保温1-2小时；再以250-260°C /小时速率降温至100-110°C，保温0.5-1小时；再以210-2200C /小时速率升温至280-290°C，保温2_3小时，取出空冷即得。
[0007]所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土
4-8、粘土 30-35、钦白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、树木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氟硅酸钠3-4 ;其制备方法是将二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、钛白粉、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0008]本发明的有益效果
本发明的黄铜合金通过添加镁、铝、锰、Mo、铌等元素，具有优异的抗高温氧化性、耐腐蚀性，还具有良好的切削性能、铸造性能、锻造性能和抗脱锌腐蚀性能，通过合理控制铸后处理温度，使用废铜作为原料，使芯部硬度与表面硬度基本一致，合金品质均一；适用于需切削加工和磨削加工成型的零部件，尤其适用于装配应力不便消除的锻件和铸件，如水龙头和阀门等。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提闻成品率。
【具体实施方式】
[0009]一种抗高温氧化黄铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铌
0.2-0.4、锌 42-45、镁 2.6-3.1、铝 0.3-0.5、锰 2.2-2.5、Mol.8-2.2、Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量为铜。
[0010]所述的抗高温氧化黄铜合金材料的生产方法为:
(1)、准备纯铜与废铜按1:0.4比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)锌；(2)铌、铝、锰；(3)镁、Ce ； (4)其他剩余 成分；各批次投入元素的时间间隔为20分钟，投料后搅拌均匀。
[0011]所述的铸后热处理是:先由室温以235°C /小时速率升温至265°C，保温55分钟，再以235°C /小时速率升温至605°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至105°C，保温1.5小时；再以235°C /小时速率升温至415°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至105°C，保温0.8小时；再以215°C /小时速率升温至285°C，保温2.5小时，取出空冷即得。
[0012]所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:二氧化硅15、白云石3、苦菱土4、粘土 30、钛白粉2、莹石8、玉石粉4、蒙脱石1、树木灰烬2、Na2TiF68、氟硅酸钠3 ;其制备方法是将二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、钛白粉、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1_2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
[0013]本实施例抗高温氧化黄铜合金材料，抗拉强度6 b为567Mpa，屈服强度507MPa，硬度值HB为138，导电率％IACS60，软化温度605°C，延伸率13.3%。
【权利要求】
1.一种抗高温氧化黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铌 0.2-0.4、锌 42-45、镁 2.6-3.1、铝 0.3-0.5、锰 2.2-2.5、Mol.8-2.2、Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的抗高温氧化黄铜合金材料的生产方法，其特征在于: (I)、准备纯铜与废铜按1:0.3-0.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(I)锌；(2 )铌、铝、锰；(3 )镁、Ce ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为19-22分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的抗高温氧化黄铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以230-240°C /小时速率升温至260-270°C，保温50-60分钟，再以230-2400C /小时速率升温至600-610°C，保温1_2小时；再以250_260°C /小时速率降温至100-11 (TC，保温1-2小时；再以230-240°C /小时速率升温至410_420°C，保温1-2小时；再以250-260°C /小时速率降温至100-110°C，保温0.5-1小时；再以210_220°C /小时速率升温至280-290°C，保温2-3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的抗高温氧化黄铜合金材料的生产方法，其特征在于:所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土 4-8、粘土 30-35、钛白粉2-3、莹石6-8、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、树木灰烬l-2、Na2TiF6 8-10、氟硅酸钠3-4 ;其制备方法是将二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、钛白粉、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合，加热至2600-3000°C，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1_2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。
【文档编号】C22C1/02GK104032200SQ201410197427
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】陈大军 申请人:蚌埠市宏威滤清器有限公司