一种高锰黄铜合金材料及其制备方法
【专利摘要】一种高锰黄铜合金材料：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：锰11.5-11.9、铝2.1-2.3、镍11.3-11.5、锌23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量为铜。本发明合金含有锰具有优良的切削加工性能，可替代铅黄铜，而且综合机械性能良好，强度较高，韧性好,耐腐蚀,可冷热加工成型,可用于精密零件制造。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】一种高锰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，尤其涉及一种高锰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高锰黄铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有易切削、机械性能好、耐腐蚀的优点。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种高锰黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:锰
11.5-11.9、铝 2.1-2.3、镍 11.3-11.5、锌 23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量为铜。 [0005]所述的高锰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1:0.5-1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)镍、Sn;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为17-21分钟，投料后搅拌均匀。
[0006]所述的铸后热处理是:先由室温以240_250°C /小时速率升温至330_340°C，保温50-60分钟，再以240-250°C /小时速率升温至570_580°C，保温1_2小时；再以240_250°C /小时速率降温至330-340°C，再以220-230°C /小时速率降温至80-100°C，保温1_2小时；再以240-250°C /小时速率升温至360-380°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200-210°C /小时速率升温至260_280°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:碳酸钙粉4-5、铝矾土 2.1-2.5、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2_3、四硼酸钠1_2、Bi2O3 2-3 ;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合，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
本发明合金含有锰具有优良的切削加工性能，可替代铅黄铜，而且综合机械性能良好，强度较高，韧性好，耐腐蚀，可冷热加工成型，可用于精密零件制造。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]一种高锰黄铜合金材料:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:锰
11.5-11.9、铝 2.1-2.3、镍 11.3-11.5、锌 23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量为铜。
[0010]所述的高锰黄铜合金材料的生产方法如下:
(1)、准备纯铜与废铜按1:0.7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；(2)镍、Sn; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为19分钟，投料后搅拌均匀。
[0011]所述的铸后热处理是:先由室温以245°C /小时速率升温至335°C，保温55分钟，再以245°C /小时速率升温至575°C，保温1.5小时；再以245°C /小时速率降温至335°C，再以225°C /小时速率降温至90°C，保温1.6小时；再以245°C /小时速率升温至370°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205°C /小时速率升温至270°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:碳酸钙粉5、铝矾土 2.1、树木灰烬1、纳米二氧化硅2、明矾2、玉石粉4、电石粉4、氟钛酸钾3、四硼酸钠2、Bi2O3 2 ;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合，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] 本实施例高锰黄铜合金材料，抗拉强度6 b为498Mpa，屈服强度480MPa，硬度值HB为138，导电率％IACS63，软化温度610°C，20°C延伸率12.6%。
【权利要求】
1.一种高锰黄铜合金材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:锰 11.5-11.9、铝 2.1-2.3、镍 11.3-11.5、锌 23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的高锰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1:0.5-1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)镍、Sn;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为17-21分钟，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的高锰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240-250°C /小时速率升温至330-340°C，保温50-60分钟，再以240-2500C /小时速率升温至570-580°C，保温1_2小时；再以240_250°C /小时速率降温至330-340°C，再以220-2300C /小时速率降温至80-100。。，保温1-2小时；再以240-250°C /小时速率升温至360-380°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200-210°C /小时速率升温至260-280°C，保温2_3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的高锰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:碳酸钙粉4-5、铝矾土 2.1-2.5、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2-3、四硼酸钠1-2、Bi2O3 2-3 ;其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合，加热至2600-30000C，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】C22C9/04GK104032171SQ201410197486
【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