CN103484710A - 含微量稀土的铋黄铜合金拉制棒及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含微量稀土的铋黄铜拉制棒,其合金成分是:按重量百分比由以下组分组成:Cu:58.0%~61.0%,Bi:0.8%~1.5%,杂质元素:Pb≤0.03%,Fe≤0.15%,Sn≤0.15%,Al≤0.10%,Ni≤0.10%,Mn≤0.02%,Si≤0.02%,Cd≤0.003%,余量为Zn;稀土变质剂添加量为:0.05%~0.15%。其制造方法,包括以下步骤:配料;熔炼;连铸;挤压;中间退火;冷拉伸;成品退火。本发明与现有技术相比的优点是:有效解决了铋黄铜力学性能较低,消除拉制棒在使用热加工、或遇热时开裂。可作为铅黄铜棒的优良代用材料,为无铅易切削黄铜棒市场提供大批量、低成本的高性能环保新材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金拉制棒,具体涉及一种含微量稀土的铋黄铜合金拉制棒及其制造方法。
背景技术
无铅易切削铋黄铜是以铜锌为基础加入一定量铋的黄铜合金,以铋代铅,其切削性能与铅黄铜相当或接近。然而,目前已开发使用的铋黄铜材是以铸棒和挤制棒为主,主要是由于铋在铜中固溶度极低,熔炼过程中易产生成分偏析,影响铸锭内部质量。铋常呈脆性薄膜分布在黄铜晶界上,既产生热脆性,又产生冷脆性,易于导致冷拉伸后热加工、或遇热时开裂。产品存在着强度、硬度不够高、尺寸精度不够等问题,使其应用受到约束。为进一步扩大高铋铜锌合金棒的使用范围,有必要提高该合金的性能并改进其生产工艺。
发明内容
本发明是为了解决上述不足,利用稀土元素作为有色金属重要的合金化元素,对金属熔液具有较好的除气、净化、精炼作用,对金属组织有细化、改性的作用,提供了一种含微量稀土的铋黄铜合金拉制棒及其制造方法。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现:一种含微量稀土的铋黄铜拉制棒,其合金成分是:按重量百分比由以下组分组成:Cu:58.0%~61.0%,Bi:0.8%~1.5%,杂质元素:Pb≤0.03%,Fe≤0.15%,Sn≤0.15%,Al≤0.10%,Ni≤0.10%,Mn≤0.02%,Si≤0.02%,Cd≤0.003%,余量为Zn;稀土变质剂添加量为:0.05%~0.15%,所述稀土变质剂是指铈、镧等金属的混合体。
所述含微量稀土的铋黄铜拉制棒的制造方法,包括以下步骤:
配料:按合金配比配料2500kg/炉;
熔炼:在熔炼炉中分批投入铜和部分锌熔化搅拌;待以上所述的铜、锌全部熔化后,加入余量锌和铋;全部熔化后,搅拌合金液5-10分钟使其均匀,然后升温除渣精炼、喷火精炼;取样检测化学成分合格,静置保温;变质处理:加入稀土变质剂,使其充分熔化搅拌均匀,静置保温、除渣之后,转炉流至保温炉;
连铸:在保温炉进行水平连铸Ф140圆锭,铸造速度为6~10m/h,“红锭”引铸,锯切成锭子;
挤压:在斜底式燃油加热炉缓慢把锭子加热至650~750℃,挤压速度为15~35mm/s,挤压比为15~45,热挤压得挤制棒;
中间退火:挤制棒辊底式连续退火580~600℃、加热60~90分钟;
冷拉伸:酸洗干净后在拉伸机进行拉伸,得到拉制棒,道次加工率约20%;
成品退火:辊底式连续退火,使其力学性能符合客户需要。
本发明与现有技术相比的优点是:稀土变质剂的加入能够显著改变铋黄铜金相组织特征,如:有效细化晶粒,清除晶界杂质,减小合金化学成分偏析,析出硬质的稀土强化相,消除铋呈脆性薄膜分布在黄铜晶界上,使之球化粒状弥散分布,中间退火使基体的铋发生了重熔和团聚,也促进铋球化粒状分布,上述金相组织特征的转变使得铋黄铜的力学性能得到有效提高;有效解决了铋黄铜力学性能较低,消除拉制棒在使用热加工、或遇热时开裂。可作为铅黄铜棒的优良代用材料,为无铅易切削黄铜棒市场提供大批量、低成本的高性能环保新材料。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述:
一种含微量稀土的铋黄铜拉制棒,其合金成分是:按重量百分比由以下组分组成:Cu:58.0%~61.0%,Bi:0.8%~1.5%,杂质元素:Pb≤0.03%,Fe≤0.15%,Sn≤0.15%,Al≤0.10%,Ni≤0.10%,Mn≤0.02%,Si≤0.02%,Cd≤0.003%,余量为Zn;稀土变质剂添加量为:0.05%~0.15%,所述稀土变质剂是指铈、镧等金属的混合体。
如图1所示,所述含微量稀土的铋黄铜拉制棒的制造方法,包括以下步骤:
配料:按合金配比配料2500kg/炉;
熔炼:在熔炼炉中分批投入铜和部分锌熔化搅拌;待以上所述的铜、锌全部熔化后,加入余量锌和铋;全部熔化后,搅拌合金液5-10分钟使其均匀,然后升温除渣精炼、喷火精炼;取样检测化学成分合格,静置保温;变质处理:加入稀土变质剂,使其充分熔化搅拌均匀,静置保温、除渣之后,转炉流至保温炉;
连铸:在保温炉进行水平连铸Ф140圆锭,铸造速度为6~10m/h,“红锭”引铸,锯切成锭子;
挤压:在斜底式燃油加热炉缓慢把锭子加热至650~750℃,挤压速度为15~35mm/s,挤压比为15~45,热挤压得挤制棒;
中间退火:挤制棒辊底式连续退火580~600℃、加热60~90分钟;
冷拉伸:酸洗干净后在拉伸机进行拉伸,得到拉制棒,道次加工率约20%;
成品退火:辊底式连续退火,使其力学性能符合客户需要。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容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。
Claims (3)
1.一种含微量稀土的铋黄铜拉制棒,其特征在于:其合金成分是:按重量百分比由以下组分组成:Cu:58.0%~61.0%,Bi:0.8%~1.5%,杂质元素:Pb≤0.03%,Fe≤0.15%,Sn≤0.15%,Al≤0.10%,Ni≤0.10%,Mn≤0.02%,Si≤0.02%,Cd≤0.003%,余量为Zn;稀土变质剂添加量为:0.05%~0.15%。
2.根据权利要求1所述的一种含微量稀土的铋黄铜拉制棒,其特征在于:所述稀土变质剂为铈、镧等金属的混合体。
3.根据权利要求1所述的一种含微量稀土的铋黄铜拉制棒的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
配料:按合金配比配料2500kg/炉;
熔炼:在熔炼炉中分批投入铜和部分锌熔化搅拌;待以上所述的铜、锌全部熔化后,加入余量锌和铋;全部熔化后,搅拌合金液5-10分钟使其均匀,然后升温除渣精炼、喷火精炼;取样检测化学成分合格,静置保温;变质处理:加入稀土变质剂,使其充分熔化搅拌均匀,静置保温、除渣之后,转炉流至保温炉;
连铸:在保温炉进行水平连铸Ф140圆锭,铸造速度为6~10m/h,“红锭”引铸,锯切成锭子;
挤压:在斜底式燃油加热炉缓慢把锭子加热至650~750℃,挤压速度为15~35mm/s,挤压比为15~45,热挤压得挤制棒;
中间退火:挤制棒辊底式连续退火580~600℃、加热60~90分钟;
冷拉伸:酸洗干净后在拉伸机进行拉伸,得到拉制棒,道次加工率约20%;
成品退火:辊底式连续退火,使其力学性能符合客户需要。
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