CN103194646A

CN103194646A - 一种含硅和铝的铜基合金棒及其制备方法

Info

Publication number: CN103194646A
Application number: CN2013101236623A
Authority: CN
Inventors: 孙飞; 赵勇
Original assignee: SUZHOU JINCANG ALLOY NEW-MATERIAL Co Ltd
Current assignee: SUZHOU JINCANG ALLOY NEW-MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开了一种含硅和铝的铜基合金棒及其制备方法，该含硅和铝的铜基合金棒的各成分质量百分比为：铜72-76%；硅0.05-0.5%；铝1-1.8%；余量为锌。本发明的含硅和铝的铜基合金在保持或不明显地降低原含铅锡青铜切削性及耐磨减摩性的基础上，杜绝了铅的加入量并通过添加硅和铝元素抑制铅的溶出，有效地降低了污染。

Description

一种含硅和铝的铜基合金棒及其制备方法

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种含硅和铝的铜基合金棒及其制备方法。

背景技术

含铅铜合金之所以具有好的切削性能和减摩耐磨性能，主要是由于铅在铜合金以单项存在，在切削时能起到良好的断屑作用。在摩擦磨损环境下，由于铅的剪切强度非常低，铜合金零件表面的铅使得含铅铜合金的摩擦系数比较低。所以，铅元素在黄铜合金中较普遍使用。

但是，铅在加热到400-500℃时会有铅蒸汽逸出并形成铅烟，在用铅锭制造铅粉和极板的过程中都会有铅尘散发，污染空气，当空气中铅烟尘达到一定浓度对人体是有害的。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种含硅和铝的铜基合金棒，该铜基合金棒在保持或不明显地降低原含铅锡青铜切削性及耐磨减摩性的基础上，杜绝了铅的加入并通过添加硅和铝元素抑制铅溶出。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下。

一种含硅和铝的铜基合金棒，其质量百分比组成为：铜72-76%；硅0.05-0.5%；铝1-1.8%；余量为锌。

优选的，本发明提供的含硅和铝的铜基合金棒，其质量百分比组成为：铜72%；硅0.5%；铝1%；余量为锌。

优选的，本发明提供的含硅和铝的铜基合金棒，其质量百分比组成为：铜76%；硅0.05%；铝1.8%；余量为锌。

优选的，本发明提供的含硅和铝的铜基合金棒，其质量百分比组成为：铜74%；硅0.275%；铝1.4%；余量为锌。

本发明进一步提供了一种用上述含硅和铝的铜基合金棒的制备方法，包括以下步骤：

1）按照配比将电解铜、硅、铝、锌置于工频电炉内，加热至1200-1250度，完全熔化后保温至1150度；

2）用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为10-15cm；

3）保温1-1.5小时后，用光谱仪对从工频电炉内取出的样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；

4）进一步保温1-1.5小时后，重新升温至1200度，并开启工频电炉的振动装置，采用水平连铸方法铸造成外径为160mm、长度为550mm的实心毛坯合金棒材；

5）用箱式退火炉对铜棒进行退火处理，退火温度为200-300度，退火时间为1.5-2小时，使铜棒的硬度下降至60-70HB；

6）用光锭机对退火后的毛坯铜棒进行表面加工，加工为表面光洁、直径为155mm、长度为500mm的铜棒，采用2000吨双动挤压机挤压，合金锭加热温度为300-350度，挤压温度为500度，挤压速度V=15mm/s，经过多次挤压后铜棒的直径为110mm、公差为+/-1mm、长度为1050mm；

7）用箱式退火炉对挤压后的铜棒进行退火处理，退火温度为150-220度，退火时间为1.5-2小时；

8）将挤压并退火完成的铜棒进行探伤，探伤比例为100%，将探伤合格的产品切割为长度为1000mm的成品进行包装。

进一步地，所述步骤3）中的光谱仪为斯派克直读光谱仪。

进一步地，所述步骤3）中的成分检验次数为3-6次。

本发明的有益效果是：本发明的含硅和铝的铜基合金棒在保持或不明显地降低原含铅锡青铜切削性及耐磨减摩性的基础上，杜绝铅的加入量并通过添加硅和铝元素抑制铅溶出，有效地降低了污染。

附图说明

图1为本发明的用硅和铝的铜基合金棒的制备方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

（1）实施例1

一种含硅和铝的铜基合金棒，其质量百分比组成为：铜72%；硅0.5%；铝1%；余量为锌。

实施例1的铜基合金制备棒的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：

3）保温1-1.5小时后，用德国产斯派克直读光谱仪对从工频电炉内取出的样品进行3-6次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；

（2）实施例2

一种含硅和铝的铜基合金棒，其质量百分比组成为：铜76%；硅0.05%；铝1.8%；余量为锌。

实施例2的含硅和铝的铜基合金棒的制备方法与实施例1相似，不同之处在于原料的配比比例。

（3）实施例3

实施例3的含硅和铝的铜基合金棒的制备方法与实施例1相似，不同之处在于原料的配比比例。

本发明提供的用于焊接的无铅铜合金新材料以及传统焊接材料的性能如表1所示。

表1含硅和铝的铜基合金棒与含铅锡青铜的性能对比

本发明含硅和铝的铜基合金棒是在保持或不明显地降低原含铅锡青铜切削性及耐磨减摩性的基础上，杜绝铅的加入量并通过添加硅和铝元素抑制铅溶出，控制铅溶出量在0.01mg/L以下。

本发明得到铜基合金中添加的硅和铝元素在铜合金中形成弥散分布的单独相，这些相在切削时起到断屑作用，从而改善了黄铜的切削加工性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims

1.一种含硅和铝的铜基合金棒，其特征在于，其质量百分比组成为：铜72-76%；硅0.05-0.5%；铝1-1.8%；余量为锌。

2.根据权利要求1所述的含硅和铝的铜基合金棒，其特征在于，其质量百分比组成为：铜72%；硅0.5%；铝1%；余量为锌。

3.根据权利要求1所述的含硅和铝的铜基合金棒，其特征在于，其质量百分比组成为：铜76%；硅0.05%；铝1.8%；余量为锌。

4.根据权利要求1所述的含硅和铝的铜基合金棒，其特征在于，其质量百分比组成为：铜74%；硅0.275%；铝1.4%；余量为锌。

5.一种用上述1-4任一权利要求所述的含硅和铝的铜基合金棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2）用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，石墨粉的厚度为10-15cm；

6.根据权利要求5所述的含硅和铝的铜基合金棒的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中的光谱仪为斯派克直读光谱仪。

7.根据权利要求5所述的含硅和铝的铜基合金棒的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中的成分检验次数为3-6次。