本发明涉及到金属材料,特别是涉及到铜锌合金。
背景技术:
以往,手表用铅黄铜材料,只含有Cu、Pb、Zn,硬度在163HV左右,韧性一般。其采用的是HPb63-3型号的铜锌合金,具有的特性及适用范围:含铅高的铅黄铜,不宜热态加工,可切削性极为优良,且有高的减磨性能,其他性能和HPb59-1相似。
HPb63-3型号的铜锌合金化学成份(重量份%)为:
铜Cu:62.0~65.0;
锌Zn:余量;
铅Pb:2.4~3.0;
杂质≤0.75。
HPb63-3型号的铜锌合金力学性能为:
抗拉强度σb(MPa):≥390;
伸长率δ10(%):≥10;
伸长率δ5(%):≥12。
注:棒材的纵向室温拉伸力学性能;
试样尺寸:直径或对边距离5~20;
热处理规范:不宜热加工;退火温度620~650℃。
但在高档的钟表行业,HPb63-3型号的铜锌合金的硬度和韧性仍无法满足实际的需求。
技术实现要素:
本发明的主要目的为提供一种铜锌合金,相较于原来的铅黄铜(铜锌合金的一种)HPb63-3型号,有更佳的硬度和韧性,更利于加工和使用。
本发明提出一种铜锌合金,所述合金以重量计具有如下成分:
62.1%至68%Cu,
1.9%至4.5%Pb,
余量的Zn以及不可避免的杂质,
添加有0.7%至2.5%的Ag。
优选地,其中Ag含量为1.4%至1.6%。
优选地,其中杂质含量小于0.8%。
优选地,其中Cu含量为62.1%至67%。
优选地,其中Cu含量为62.1%至65%。
优选地,其中Cu含量为62.1%至63%。
优选地,其中Pb含量为2%至4%。
优选地,其中Pb含量为2%至3%。
优选地,其中Pb含量为2.4%至2.8%。
具有上述成分的铜锌合金用于制造手表配件的用途。
本发明加入银后,化学材料相互反应,易形成银铜合金,增加材料的硬度和韧性,硬度大致在170HV左右,使之在手表零件加工中保持更好的材料状态。硬度和韧性的增加,能在加工中更好的体现材料的质量,加工出高质量的零件,同时能使机床加工更加稳定。加工出的零件韧性高,表面质量高,耐用度好。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
表1铜锌合金成分
表2铜锌合金性能表征
以上合金材料的伸长率δ10,伸长率δ5,抗拉强度,按GBT228-2002记载的方法测试获得。
以上合金材料的维氏硬度HV采用GB/T4340-1999进行测试。
结合表1和表2可以看出,掺入Ag元素之后的铜锌合金相较于HPb63-3合金,维氏硬度HV均有不同程度的提高。合金1002,1003,1006,1009,1010的抗拉强度略低于合金HPb63-3的抗拉强度,其可能的原因是:较低的含铜量或较高的含铅量,银添加量的也较低。而合金1001,1004,1005,1007相较于合金HPb63-3而言,抗拉强度提高了5%ˉ13%,特点是较高的含铜量,较低的含铅量和较高的Ag添加量。伸长率方面,无论是δ10还是δ5,变化并不大。
以上数据可能因不同设备或仪器,不同测试条件而产生不同程度的差异。
本发明实施例还提供了上述铜锌合金实施例的炼制方法,包括以下步骤:
预热工频感应炉,选用电解铜,向工频感应炉中加料,逐步加热工频感应炉,升温进行熔炼,电解铜熔化,熔化温度1100ˉ1200℃;
将工业锌加入上述工频感应炉,充分搅拌使得合金熔炼混合均匀。将Pb和Ag投入炉内,搅拌30ˉ40min;
调整温度至1000ˉ1100℃后添加精炼剂并进行搅拌,该精炼剂的成分由以下物质组成:萤石25%,冰晶石15,硼砂30%,二氧化硅10%,氧化铜15%,氟硅酸钠3%,钛白粉2%;
充分搅拌后,静置,捞渣,保持温度在1000ˉ1100℃,电压220V,保温时长30-40min,使杂质沉淀或浮起达到合金熔炼净化目的;
升温至1200-1250℃,出炉浇注成合金棒或合金锭。
综上所述,由于Cu属于第四周期IB族元素,Zn属于第四周期I IB族元素,Ag属于第五周期IB族元素,Ag和Cu属于同一副族元素,化学性质具有较大相似性,三种元素的相互结合能力较强。Ag较Cu和Zn具有更高的化学惰性,使得本发明铜锌合金的耐腐蚀性增强。同时,本发明的铜锌合金较原来的HPb63-3型号的铅黄铜具有更高的硬度和韧性,具有更优秀的可加工性能和使用性能。在实际使用过程中,本发明的铜锌合金表面质感,金属光泽表现优于HPb63-3型号铅黄铜,更适宜应用于手表配件上。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。