一种易切削黄铜合金材料及其制备方法
【专利摘要】一种易切削黄铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：钼0.2-0.3、镁1.1-1.2、硅0.1-0.2、铝0.4-0.6、镧0.04-0.06、锌18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量为铜。本发明黄铜合金不仅具有黄铜良好的加工性能，还具有铍铜良好的弹性和硬度，而且通过添加钼、镧、铝、硅等元素，增加了合金的抗氧化、耐腐蚀性能和强度，还具有优异的切削性能；本发明铜合金适用于水龙头配件和阀杆等制品。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】一种易切削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，尤其涉及一种易切削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易切削黄铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有高硬度、切削性能好、耐腐蚀的优点。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种易切削黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:钥 0.2-0.3、镁 1.1-1.2、硅 0.1-0.2、铝 0.4-0.6、镧 0.04-0.06、锌 18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量为铜。
[0005]所述的易切削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1:0.4-0.7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、硅；(2)铝、镧、Be；(3)钥、Pr ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为19-23分钟，投料后搅拌均匀。
[0006]所述的铸后热处理是:先由室温以200_220°C /小时速率升温至350_360°C，再以160-170°C /小时速率降温至280-290°C，再以240_250°C /小时速率升温至550_570°C，保温1-2小时；再以250-260°C /小时速率降温至100_120°C，保温1_2小时；再以240_250°C /小时速率升温至340-350°C，保温1-2小时；再以250_260°C /小时速率降温至100-120°C ；再以180-190°C /小时速率升温至300-31 (TC，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8-12、凹凸棒土 8-12、蛭石5-8、凹凸棒土 8-10、麦饭石3-4、树木灰烬1-2、氯化钾5_8、氟化钙3_5、硝酸钠3_5 ；其制备方法是将二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰焊混合，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
本发明黄铜合金不仅具有黄铜良好的加工性能，还具有铍铜良好的弹性和硬度，而且通过添加钥、镧、铝、硅等元素，增加了合金的抗氧化、耐腐蚀性能和强度，还具有优异的切削性能；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。本发明铜合金适用于水龙头配件和阀杆等制品。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。
【具体实施方式】
[0009]一种易切削黄铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:钥
0.2-0.3、镁 1.1-1.2、硅 0.1-0.2、铝 0.4-0.6、镧 0.04-0.06、锌 18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量为铜。
[0010]所述的易切削黄铜合金材料的生产方法如下:
(1)、准备纯铜与废铜按1:0.6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、硅；(2)铝、镧、Be；(3)钥、Pr ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21分钟，投料后搅拌均匀。
[0011]所述的铸后热处理是:先由室温以210°C /小时速率升温至355°C，再以165°C /小时速率降温至285°C，再以245°C /小时速率升温至560°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至110°C，保温1.5小时；再以245°C /小时速率升温至345°C，保温1.5小时；再以255°C /小时速率降温至110°C ;再以185°C /小时速率升温至305°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8、凹凸棒土 8、蛭石8、凹凸棒土 8、麦饭石3、树木灰烬1、氯化钾8、氟化钙5、硝酸钠5 ;其制备方法是将二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰焊混合,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]本实施例易切削黄铜合金材料，抗拉强度6 b为558Mpa，屈服强度528MPa，硬度值HB为127，导电率％IACS61，软化温度593°C，20°C延伸率15.6%。
【权利要求】
1.一种易切削黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:钥 0.2-0.3、镁 1.1-1.2、硅 0.1-0.2、铝 0.4-0.6、镧 0.04-0.06、锌 18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的易切削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1:0.4-0.7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、硅；(2)铝、镧、Be；(3)钥、Pr ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为19-23分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的易切削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200-220°C /小时速率升温至350-360°C，再以160_170°C /小时速率降温至280-290°C，再以240-250°C /小时速率升温至550_570°C，保温1_2小时；再以250-2600C /小时速率降温至100-120°C，保温1_2小时；再以240_250°C /小时速率升温至340-350°C，保温1-2小时；再以250-260°C /小时速率降温至100-120°C;再以180_190°C /小时速率升温至300-31 (TC，保温2-3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的易切削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8-12、凹凸棒土8-12、蛭石5-8、凹凸棒土8-10、麦饭石3-4、树木灰烬1-2、氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3_5 ;其制备方法是将二氧化硅、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麦饭石、树木灰焊混合，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】C22C9/04GK104032170SQ201410197457
【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