CN101250643A - 一种低铅重铸铜合金 - Google Patents

Abstract

一种低铅重铸铜合金，涉及一种用于水暖、卫浴行业中用重熔铸造生产的各种水暧、卫浴零部件及器材用的重铸铜合金。其特征在于其合金的重量百分比组成为：Cu：60％－62％、Pb：0.1％－0.25％、Al：0.5％－0.7％、Sb：0.2％－0.4％、Bi：0.6％－1.0％、Fe：0.05％－0.2％，余量为锌和不可避免的杂质。本发明的这种(低铅)重铸铜合金，其生产的重铸铜锭是以铜为基加入适量的锌、锑、铋、铝、铁、等主要元素，并严格控制杂质成份，生产的系列重铸铜锭，特别适合用于水暖、卫浴行业中用重熔铸造法生产的各种水暖、卫浴零部件及器材，其产品外型美观，结构致密，形状清淅，色泽光亮，用它生产的铸件除上述优点外，还特别适宜于机加工如车、铣、磨抛、焊接、电镀等，并且具有耐腐蚀，使用寿命长等优点。

Description

一种低铅重铸铜合金

技术领域

一种低铅重铸铜合金，涉及一种用于水暖、卫浴行业中用重熔铸造生产的各种水暧、卫浴零部件及器材用的重铸铜合金。

背景技术

由于铜合金其铸造性能、机加磨抛性能、电镀性能、耐腐蚀性能优良，长期以来广泛用于各种水暧、卫浴零部件及器材的制造领域，其使用性能好，寿命长。

多年来，用于各种水暧、卫浴零部件及器材制造领域的铜合金通常都含有1％～3.5％的铅的铅黄铜合金材料。由于铅黄铜合金中含有一定量的铅，具有良好的切削性。一直以来水暧卫浴制品中有很多是采用铅黄铜进行重熔再铸造成各种另部件，生产中用于重熔再铸造的铜合金锭被称做重铸铜锭，该黄铜合金的主成份为(重量百分比)：

铜59-60

铅1.2-1.8

铁≤0.2

锡≤0.2

铝0.5-0.7

锌余量

加入铅使得黄铜具有优良的切削性能，因为大多数铸件都要进行局部切割、车铣、钻焊、磨抛等机加工，其中有不少铸件经机加工后还需进行电镀等表面处理。含铅的黄铜具有非常优良的切削性能，加入铝的作用是提高铸件强度、硬度，使合金具有良好的铸造性能和机械性能，并且提高合金的耐腐蚀性能。控制杂质铁和锡主要是为了使合金在铸造过程中防止产生硬质点，这种硬质点最终将导致电镀报废。

近年来，人们逐渐认识到，含有铅元素的铜合金在使用过程中，会对人体健康和环境产生不利的影响，欧盟、美国等纷纷出台环保法律，要求2010年以后禁止使用含铅的黄铜材料用于生产对人类健康有不利影响的水暧卫浴制品。因而研制开发新型的易切割的低铅或无铅黄铜材是目前铜材冶金工业领域重要技术课题。

为适应欧盟、美国等国家和地区因为环保要求，禁止使用铅黄铜生产水暧和卫浴器具的规定，国内外都有进行了用于代替目前广泛使用的铅黄铜合金的研究报告。

目前，已有的研究是在铜锌合金中加入少量的铋或锑用于替代铅的效果，研究者把目光放在加入铋或者加入锑，因此国内外都相应的生产出一些可替代铅黄铜的并且具有同样切削效果的铋黄铜和锑黄铜。有美国、日本、韩国等国外产品以及国内的浙江海亮集团、广东国东公司等都有自已研制的替代产品。例如下表中所列出的一些类似产品：如

Lead-Free Brass Chemical Compositions；

Suppliers Products Cu Pb Bi Si Fe Al Sn Ni Mn Sb Zn；

海亮集团的铸造用无铅黄铜锭成份为：铜60.0-62.0、铅≤0.05、铋0.5-1.0、铁≤0.15、铝0.5-7、锡≤0.15、镍≤0.10、锑≤0.02、锌Rem.

海亮集团的锻造用无铅黄铜棒成分为：铜58.0-61.0、铅≤0.1、铋2.5-3.5、铁≤0.15、锌Rem；

海亮集团的机加工无铅铜合金成份为：铜58.0-61.0、铅≤0.1、铋0.6-1.0、铁≤0.15，锌Rem；

韩国大昌L/F无铅铜合金成份为铜61-62、铅≤0.05、铋0.6-1.0、铁≤0.15 铝0.5-0.7、锡≤0.15、镍≤0.10、锑≤0.02，锌Rem；

Starline 1294 LOW Lead：铜61.25-61.75、铅≤0.05、铋0.85-0.95、硅≤0.01、铁0.10-0.30、铝0.35-0.45、锡0.20-0.40、镍0.15-0.25、锰≤0.01、锑0.04-0.06、锌Rem；

大沥国东HBi59-1：铜57.5-60、铅≤0.01、铋1.0-2.5、铁≤0.05、锌Rem；

ASTM C89540：铜58.0-64.0、铅≤0.10、铋0.6-1.2、铁≤0.50、铝0.10-0.60、锡≤1.2、镍≤1.0、锌32.0-38.0(Se：≤.10)；

博威集团PWEHSCBRASS：铜55-65、铅≤0.01、铋0.3-1.5、锑0.05-2.2、锌Rem.

博威集团PWEHSBRASS：铜55-65、铅≤0.01、铋0.3-2.0(Mn or Ni or Si：0.3-1.0)锑0.05-1.5，锌Rem.

上述已有的合金，一般主要只注重解决具有替代铅黄铜的切削性能，但其它性能不理想。由于合金中含有成份较高且价格很贵的铋，生产成本高。且在生产重铸产品时，晶粒不细致，和性能不理想，形状不美观。由于水暖卫浴产品大部分都要求抛光电镀，因此要求产品在电镀前必须进行磨抛，但上述合金的磨抛性能较差，磨抛表面常会有夹杂、裂纹、硬质点等缺陷产生。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效减少合金中铅含量，且铸造性能、机加磨抛性能、电镀性能、耐腐蚀性能均表现优良，使用寿命长，各项性能较好且生产成本较低的低铅重铸铜合金。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种低铅重铸铜合金，其特征在于其合金的重量百分比组成为：Cu：60％-62％、Pb：0.1％-0.25％、Al：0.5％-0.7％、Sb：0.2％-0.4％、Bi：0.6％-1.0％、Fe：0.05％-0.2％，余量为锌和不可避免的杂质，且Sn：≤0.15％、Ni：≤0.1％。

本发明是一种低铅重铸铜合金，其制备过程是按化学成份要求进行称量后，将一般的紫铜料(含铁量低于0.3％)，升高温熔炼使之熔化，因炉底料是含铜量60％左右的黄铜，加入紫铜料并使熔化以后，炉内铜液成份中铜含量上升到70％以上，属高品位黄铜，其铜液的喷火温度较高，如果铜液适当保持一定的时间使之处于高温或喷火状态，使黄铜熔液中的高熔点金属或金属化合物能熔化或溶解，其过程能除气、除渣，还可消除黄铜材料中的硬质点，为以后重铸或加工磨抛电镀后不会因有硬质点而使产品报废。经以上熔炼工艺后，再加入黄铜边料，最后加锌、铝、锑和加入铋等其它元素，使合金的化学成份合格。在熔炼生产过程中，要注意防止铁件物品如搅棍，捞渣勺等过多的接触熔熔铜水，更不允许有铁件、铁块等难熔金属掉进铜液中，该合金中铁成份的控制是一关键技术，合金中必须有少量的铁，其作用可细化晶粒，但铁在铜液中过多的存在是造成硬质点的重要原因。生产时还要参照一般的普通黄铜材的生产方法，加入黄铜精炼剂，除渣剂等对铜液进行除气、除渣，防止铸锭或铸件产生气孔和夹杂。有必要时还应加入适量的晶粒细化剂，用以保证铸件在结晶过程中得到晶粒细化的结晶组织。

本发明的这种(低铅)重铸铜合金，其生产的重铸铜锭是以铜为基加入适量的锌、锑、铋、铝、铁、等主要元素，并严格控制杂质成份，生产的系列重铸铜锭，特别适合用于水暧、卫浴行业中用重熔铸造法生产的各种水暧、卫浴另部件及器材，其产品外型美观，结构致密，形状清淅，色泽光亮，用它生产的铸件除上述优点外，还特别适宜于机加工如车、铣、磨抛、焊接、电镀等，并且具有耐腐蚀，使用寿命长等优点。

具体实施方式

一种低铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为：Cu：60％-62％、Pb：0.1％-0.25％、Al：0.5％-0.7％、Sb：0.2％-0.4％、Bi：0.6％-1.0％、Fe：0.05％-0.2％，余量为锌和不可避免的杂质，且Sn：≤0.15％、Ni：≤0.1％。

实施例1

一种低铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为：Cu：59.85％；Pb：0.18％；Al：0.50％；Bi：0.89％；Sb：0.22％；Fe：0.07％：Ni：0.03％；Sn：0.08％；Zn：余量；产品规格：铜锭350*120*80(mm)长*宽*高)；状态：铸态；

检验项目：1.酒杯试验：合格；2.表面质量：合格；

          3.抛光检验：合格；4.化学成份：合格。

检验说明：

说明1.酒杯试验：即铜水在熔炉内熔炼结束，炉前化验化学成份合格，准备浇铸前，在取样模内倒入少量铜水，并快速使铜水在取样模内挄动，让铜水在样模内凝结成酒杯状的样品，检查杯状内壁，用肉眼和用手指触摸，要求样品内壁无粗糙质点存在，手感光滑即表示酒杯试验合格；

说明2.表面质量检查：表面无裂纹，夹杂，气孔等缺陷.即为合格；

说明3.抛光检验：将铸锭延横截面切开，进行打磨抛光，检查磨抛面无裂纹、气孔、硬质点则为合格。(以下检验说明相同)

实施例2

一种低铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为：Cu：61.53％；Pb：0.10％；Al：0.71％；Bi：1.05；Sb：0.32；Fe：0.20；Ni：0.10；Sn：0.12；Zn：余量；产品规格：铜锭350*120*80(mm)长*宽*高)；状态：铸态，

检验项目：1.酒杯试验：合格；2.表面质量：合格；

          3.抛光检验：合格；4.化学成份：合格。

实施例3

一种低铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为：Cu：62.03％；Pb：0.15％；Al：0.63％；Bi：0.60％；Sb：0.40％；Fe：0.05％；Ni：0.08％；Sn：0.15％；Zn：余量；产品规格：铜锭350*120*80(mm)长*宽*高)；状态：铸态，

检验项目：1.酒杯试验：合格；2.表面质量：合格；

          3.抛光检验：合格；4.化学成份：合格。

实施例4

一种低铅重铸铜合金，其合金的重量百分比组成为：Cu：61.46％；Pb：0.25％；Al：0.58％；Bi：0.69％；Sb：0.20％；Fe：0.15％；Ni：0.009％；Sn：0.11％；Zn：余量；产品规格：铜锭350*120*80(mm)长*宽*高)；状态：铸态，

检验项目：1.酒杯试验：合格；2.表面质量：合格；

          3.抛光检验：合格；4.化学成份：合格。

Claims (1)

1.一种低铅重铸铜合金，其特征在于其合金的重量百分比组成为：Cu：60％-62％、Pb：0.1％-0.25％、Al：0.5％-0.7％、Sb：0.2％-0.4％、Bi：0.6％-1.0％、Fe：0.05％-0.2％，余量为锌和不可避免的杂质，且Sn：≤0.15％、Ni：≤0.1％。