CN104109774A - 一种环保无铅黄铜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保无铅黄铜，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％，细化剂元素：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：0.10％～0.15％，所述稀土变质剂是指铈、镧等金属的混合体。所述环保无铅黄铜的制备方法，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，消除挤压黄铜在使用热加工、或遇热时开裂。可作为铅黄铜的优良代用材料，为无铅黄铜市场提供大批量、低成本的高性能环保新材料。

Description

一种环保无铅黄铜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种黄铜，具体涉及一种环保无铅黄铜及其制造方法。

背景技术

世界各国对铅给人体及环境带来的危害的认识越来越深入，并达成了广泛的共识，政府、各种组织针对铅的危害控制也形成了各种限令。比如：欧盟ROHS指令(电气电子设备有害物质之禁用令)2003年1月正式颁布，2006年7月1日正式实施，中国亦随后颁布了《电子信息产品污染控制管理办法》并于2007年3月1日起实施，近来又新颁布了水龙头国家环保标准《环境标志产品技术要求水嘴》，并从2008年4月1日开始正式实行。这一系列环保举措，都对金属中重金属元素铅的含量或析出量予严格限制。鉴于以上原因，开发出加工用无铅铜合金材料，既符合环保发展趋势，又具有良好的市场前景。

无铅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水平牵引棒为主，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，提供了一种环保无铅黄铜及其制备方法。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种环保无铅黄铜，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％，细化剂元素：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：0.10％～0.15％，所述稀土变质剂是指铈、镧等金属的混合体。

所述环保无铅黄铜的制备方法，包括以下步骤：

配料：按合金配比配料3000kg/炉；

熔炼：在熔炼炉中分批投入铜和锌熔化搅拌；待以上所述的铜、锌全部熔化后，加入铋；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Φ150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700～800℃，挤压速度为15～35mm/s，挤压比为15～45，热挤压得挤制黄铜；

中间退火：挤制黄铜卧式连续退火550～600℃、加热60～90分钟；

冷拉伸：白乳水洗干净后在拉伸机进行拉伸，得到拉伸黄铜，道次加工率约20％；

成品退火：卧式连续退火，使其力学性能符合客户需要；产品精整，检验合格后入库包装，然后出仓，不合格品回炉。

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，消除挤压黄铜在使用热加工、或遇热时开裂。可作为铅黄铜的优良代用材料，为无铅黄铜市场提供大批量、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：

一种环保无铅黄铜，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％，细化剂元素：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：0.10％～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，所述环保无铅黄铜的制备方法，包括以下步骤：

配料：按合金配比配料3000kg/炉；

熔炼：在熔炼炉中分批投入铜和锌熔化搅拌；待以上所述的铜、锌全部熔化后，加入铋；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Φ150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700～800℃，挤压速度为15～35mm/s，挤压比为15～45，热挤压得挤制黄铜；

中间退火：挤制黄铜卧式连续退火550～600℃、加热60～90分钟；

冷拉伸：白乳水洗干净后在拉伸机进行拉伸，得到拉伸黄铜，道次加工率约20％；

成品退火：卧式连续退火，使其力学性能符合客户需要；产品精整，检验合格后入库包装，然后出仓，不合格品回炉。

Claims (3)

1.一种环保无铅黄铜，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％，细化剂元素：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：0.10％～0.15％。

2.根据权利要求1所述的一种环保无铅黄铜，其特征在于：所述稀土变质剂是指铈、镧等金属的混合体。

3.一种环保无铅黄铜的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

配料：按合金配比配料3000kg/炉；

熔炼：在熔炼炉中分批投入铜和锌熔化搅拌；待以上所述的铜、锌全部熔化后，加入铋；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Φ150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700～800℃，挤压速度为15～35mm/s，挤压比为15～45，热挤压得挤制黄铜；

中间退火：挤制黄铜卧式连续退火550～600℃、加热60～90分钟；

冷拉伸：白乳水洗干净后在拉伸机进行拉伸，得到拉伸黄铜，道次加工率约20％；

成品退火：卧式连续退火，使其力学性能符合客户需要；产品精整，检验合格后入库包装，然后出仓，不合格品回炉。