CN104294086B - 一种高铜锌合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu13‑16％、Mg1‑2％、Ag0.1‑0.2％、Ni0.2‑0.3％、Nb0.1‑0.2％、Fe0.05‑0.08％、Ti0.01‑0.02％、B0.03‑0.04％、Mn0.01‑0.02％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。其制备方法为：按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺4次引拔及热处理，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经淬火，淬火温度420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。本发明高铜锌合金的制备方法稳定可控，成品率较高，有利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种锌合金，具体涉及一种高铜锌合金及其制备方法。
背景技术
锌合金按加工方法简单地分为三类。一是铸造合金；二是变形锌合金；三是热镀锌合金。铸造合金中按铸造方法不同而分为压力铸造合金、重力铸造合金等等。其中Zn-Al合金和Zn-Cu-Ti合金既可直接铸造，又可进行变形加工，其中Zn-Al合金因其具有超塑性曾引起人们大力关注。
传统易切削黄铜合金材料，因铜价格趋贵，材料成本较高，制约了它的使用。寻找易切削黄铜用替代材料，在今天具有重要的工业价值。
发明内容
本发明的目的在于根据现有锌合金及其制备方法中存在的生产成本高、生产工艺不稳定、成品率较低、锌合金产品的力学性能及尺寸稳定性较差的问题，提供一种高铜锌合金。
本发明另一目的在于提供上述高铜锌合金的制备方法。
本发明提供的一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu13-16％、Mg1-2％、Ag0.1-0.2％、Ni0.2-0.3％、Nb0.1-0.2％、Fe0.05-0.08％、Ti0.01-0.02％、B0.03-0.04％、Mn0.01-0.02％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。
高铜锌合金的制备方法为：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺经过4次，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
本发明的高铜锌合金的一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Cu14-15％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Cu14.5％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Mg1.5％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Ag0.15％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Ni0.25％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Fe0.07％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Ti0.015％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加B0.035％。
本发明的高铜锌合金的另一个优选实施方案为：在上述化学成分中添加Mn0.015％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明高铜锌合金中，由于采用了添加铜，镁，银，镍，不会对环境造成污染；钕、铁、钛、硼和锰元素，使本发明锌合金具有优良的力学性能，且该合金不含有铅或其它有毒元素，不会对环境造成污染；
(2)本发明高铜锌合金的制备过程中，采用了挤压成型而非铸造成型，使所得锌合金的组织致密；且该合金采用了价格低廉的锌作为基体材料，并添加了同样价格低廉的铜，降低了生产成本，在铜资源缺乏、价格昂贵的形势下，具有重要的应用价值；本发明高铜锌合金的制备方法稳定可控，成品率较高，有利于工业化生产。
具体实施方式
实施例1
本发明提供的一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu13、Mg1、Ag0.1、Ni0.2、Nb0.1％、Fe0.05％、Ti0.01％、B0.03％、Mn0.01％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。
高铜锌合金的制备方法为：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺4次引拔及热处理，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
实施例2
本发明提供的一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu16％、Mg2％、Ag0.2％、Ni0.3％、Nb0.2％、Fe0.08％、Ti0.02％、B0.04％、Mn0.02％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。
高铜锌合金的制备方法为：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺4次引拔及热处理，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
实施例3
本发明提供的一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu16％、Mg1.5％、Ag0.2％、Ni0.3％、Nb0.2％、Fe0.08％、Ti0.02％、B0.04％、Mn0.02％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。
高铜锌合金的制备方法为：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺4次引拔及热处理，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
实施例4
本发明提供的一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu16％、Mg1.5％、Ag0.15％、Ni0.3％、Nb0.2％、Fe0.08％、Ti0.02％、B0.04％、Mn0.02％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。
高铜锌合金的制备方法为：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺4次引拔及热处理，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
实施例5
本发明提供的一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu16％、Mg1.5％、Ag0.15％、Ni0.25％、Nb0.2％、Fe0.08％、Ti0.02％、B0.04％、Mn0.02％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。
高铜锌合金的制备方法为：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺4次引拔及热处理，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
实施例6
本发明提供的一种高铜锌合金，所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu16％、Mg1.5％、Ag0.15％、Ni0.25％、Nb0.2％、Fe0.08％、Ti0.02％、B0.04％、Mn0.015％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂。
高铜锌合金的制备方法为：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺4次引拔及热处理，每道次引拔截面变形量控制在30％。然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
Claims (1)
1.一种制备高铜锌合金的方法，其特征在于所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu 13-16％、Mg1-2％、Ag0.1-0.2％、Ni0.2-0.3％、Nb0.1-0.2％、Fe0.05-0.08％、Ti0.01-0.02％、B0.03-0.04％、Mn0.01-0.02％，余量为锌及不可避免的非金属夹杂；所述高铜锌合金的制备方法包括如下步骤：
按比例配好原料，采用覆盖保护和合金化处理方法熔炼锌合金，经精炼后在670℃连铸造成合金铸坯，而后230℃保温3小时，然后进行挤压，经180℃中间热处理，保温6小时，引拔拉制成一定尺寸材料，所述的引拔及热处理工艺经过4次，每道次引拔截面变形量控制在30％，然后经420℃，保温0.5～1h，然后在室温水中水淬；成品引拔，成品热处理后加工成最终产品，所述成品热处理温度180℃，时间2小时。
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