CN105349826B

CN105349826B - 一种黄铜带及其制备方法

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Publication number: CN105349826B
Application number: CN201510725538.3A
Authority: CN
Inventors: 赵莉; 罗宏伟
Original assignee: Anhui Xinke Copper Co Ltd
Current assignee: Anhui Xinke Copper Co Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: CN105349826A

Abstract

本发明公开了一种黄铜带及其制备方法。该黄铜带含有以下重量百分比的元素：Cu 68～72％；Sn≤0.06％；P≤0.001％；Ni≤0.002％；Pb≤0.002％；Fe≤0.002％；Al≤0.002％；余量为Zn。优选为：Cu 69.68％；Sn 0.054％；P 0.0004％；Ni 0.0012％；Pb 0.0014％；Fe 0.0019％；Al 0.0011％；Zn 30.26％。通过对黄铜合金的成分配方进行调整、轧制工艺、退火工艺进行改进，成功将黄铜产品的屈强比提高到了0.95，生产出高性能黄铜产品，满足了高端客户的要求。

Description

一种黄铜带及其制备方法

技术领域

本发明属于黄铜带制备技术领域，具体涉及一种黄铜带及其制备方法。

背景技术

黄铜合金在发生微量的塑性变形时的应力作为该合金的屈服强度，称为条件屈服强度。条件屈服强度与抗拉强度的比值为屈强比。黄铜合金的屈强比越高，其抗疲劳性能越好。因此，一些高端用户要求材料在抗拉强度不变的前提下，具有高的条件屈服强度，即要求提高材料的屈强比。

普通黄铜生产工艺制造的材料，其屈强比为0.85左右，远远不能满足高端客户对材料抗疲劳性的要求，而具有高的抗疲劳性能的材料，其屈强比须达到0.95左右。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种黄铜带及其制备工艺，通过调整合金成分配方、轧制工艺、退火工艺等方法，提高黄铜产品的屈强比。

本发明采取的技术方案为：

一种黄铜带，所述黄铜带含有以下重量百分比的元素：Cu 68～72％；Sn≤0.06％；P≤0.001％；Ni≤0.002％；Pb≤0.002％；Fe≤0.002％；Al≤0.002％；余量为Zn；优选为：Cu69.68％；Sn 0.054％；P 0.0004％；Ni 0.0012％；Pb 0.0014％；Fe 0.0019％；Al0.0011％；Zn 30.26％。

一种黄铜带的制备方法为：(a)来料；(b)加热；(c)热轧；(d)铣面铣边；(e)粗轧；(f)中间退火；(g)表面清洗；(h)中轧；(i)切边；(j)中间退火；(k)表面清洗；(l)留底轧制；(m)留底退火；(n)精轧；(o)脱脂清洗；(p)矫直板形；(q)纵剪分条；(r)检验入库。

所述步骤(b)的加热温度为810～840℃，加热时间为4～6h。

所述步骤(c)热轧的轧后尺寸为15.0mm×670mm；所述步骤(e)粗轧的轧后尺寸为2.5mm×665mm。

所述步骤(d)铣面铣边后的铸坯的尺寸为13.6mm×665mm。

所述步骤(f)的中间退火温度为440～460℃，保温时间为3～5h；所述步骤(j)的中间退火温度为440～460℃，保温时间为3～5h。步骤(f)和步骤(j)的中间退火采用钟罩式退火炉退火。

所述步骤(h)中轧的轧后尺寸为1.0mm×665mm；所述步骤(l)留底轧制的轧后尺寸为0.415mm×630mm；所述步骤(n)精轧的轧后尺寸为0.32mm×630mm。

所述步骤(m)留底退火温度为640～660℃，退火速度为90～110m/min。步骤(m)的留底退火采用气垫式退火炉退火。

本发明经过热轧—粗轧—中轧—留底轧制—精轧工艺对黄铜带尺寸的控制，将黄铜带的厚度控制在0.32mm，这样不仅减轻了黄铜带的重量节约了生产成本，而且与退火工艺结合，提高了黄铜带的机械性能。

通过控制轧制工艺和退火工艺，产品的晶粒尺寸变小，从而提高了产品的机械性能，保证了产品质量。因为晶粒越细小，黄铜合金的屈强比越高，晶粒大小的影响是晶界影响的反映，晶界是位错运动的障碍，在一个晶粒内部，必须塞积足够数量的位错才能提供必要的应力，是相邻晶粒中的位错源开动并宏观可见的塑性变形。因而，减小晶粒尺寸将增加位错运动障碍的数目，减小晶粒内位错塞积群的长度，使屈强比提高。通过控制轧制工艺和退火工艺，也提高了产品成品率提高。

本发明中黄铜带的主要合金元素为：铜、锌。以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色，且塑性良好，强度较高，可切削性良，易焊接，抗蚀性强，加工成形性好。铜含量为68～72％的黄铜的凝固温度范围小，偏析小、流动性好，易形成集中缩孔，并有很好的冷加工性能。

锡在黄铜中的主要作用是抑制脱锌，提高抗蚀性及黄铜合金的强度和硬度。但是合金中锡含量大于0.06％会降低合金的加工性能。

磷在黄铜中的固溶度很小，少量的磷有晶粒细化作用，并提高黄铜的力学性能。高性能黄铜中磷含量大于0.001％就会形成性脆的Cu₃P，降低黄铜的加工性能。

镍对铜合金的电导率与热导率无明显影响，少量的镍可提高黄铜的强度、韧性与抗脱锌及抗应力腐蚀开裂的能力。高性能黄铜中镍含量超过0.002％会出现回火硬化现象。

铅对铜合金的电导率与热导率无明显影响，少量的铅能大幅度提高铜合金的可切削性能。高性能黄铜中铅含量如果超过0.002％会出现热脆性，大大降低合金的热加工性。

微量的铁在黄铜中有细化晶粒的作用。但是高性能黄铜中铁含量超过0.002％会降低合金的塑性、电导率与热导率

微量的铝固溶于铜中，对铜合金的力学性能与工艺性能无明显影响，可提高铜合金的抗氧能力。高性能黄铜中铝含量超过0.002％会降低合金的电导率、热导率、钎焊性能与镀锡性能等。

本发明从添加溶质元素、调整轧制工艺、热处理工艺这三点着手，通过对黄铜合金的成分配方进行调整、轧制工艺、退火工艺进行改进，成功将黄铜产品的屈强比提高到了0.95左右，生产出高性能黄铜产品，满足了高端客户的要求。

附图说明

图1为实施例1所得产品的金相组织图；

图2为实施例2所得产品的金相组织图；

图3为实施例3所得产品的金相组织图；

图4为实施例4所得产品的金相组织图；

图5为实施例5所得产品的金相组织图；

图6为比较例1所得产品的金相组织图。

具体实施方式

一种高性能黄铜带，含有以下重量百分比的元素，各元素的含量如表1所示：

表1

元素

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

比较例1

Cu

69.68％

68％

69％

71％

72％

69.17％

Zn

30.26％

31.94％

30.94％

28.94％

27.94％

30.81％

Sn

0.054％

0.053％

0.052％

0.053％

0.051％

0.0085％

P

0.0004％

0.0006％

0.001％

0.0008％

0.001％

0.0007％

Ni

0.0012％

0.0014％

0.0018％

0.0016％

0.002％

Pb

0.0014％

0.0018％

0.002％

0.0018％

0.002％

0.0031％

Fe

0.0019％

0.0018％

0.0012％

0.0014％

0.002％

0.0031％

Al

0.0011％

0.0014％

0.002％

0.0014％

0.002％

0.0026％

实施例1

一种高性能黄铜带，其元素组成如表1中实施例1。

上述高性能黄铜带的制备方法包括以下步骤：(a)来料；(b)加热；(c)热轧；(d)铣面铣边；(e)粗轧；(f)中间退火；(g)表面清洗；(h)中轧；(i)切边；(j)中间退火；(k)表面清洗；(l)留底轧制；(m)留底退火；(n)精轧；(o)脱脂清洗；(p)矫直板形；(q)纵剪分条；(r)检验入库。

其中，中间退火采用钟罩式退火炉退火；留底退火采用气垫式退火炉退火。

以上各工艺的参数如下表2中所示：

表2

实施例2

一种高性能黄铜带，其元素组成如表1中实施例2。

其中，步骤(b)的加热温度为810℃，保温时间为6小时；步骤(f)的中间退火温度为440℃，保温时间为5小时；步骤(j)的中间退火温度为460℃，保温时间为5小时；步骤(m)的留底退火温度为640℃，退火速度为110m/min。

其他工艺步骤的参数同实施例1。

实施例3

一种高性能黄铜带，其元素组成如表1中实施例3。

其中，步骤(b)的加热温度为830℃，保温时间为5小时；步骤(f)的中间退火温度为455℃，保温时间为4小时；步骤(j)的中间退火温度为450℃，保温时间为5小时；步骤(m)的留底退火温度为655℃，退火速度为105m/min。

其他工艺步骤的参数同实施例1。

实施例4

一种高性能黄铜带，其元素组成如表1中实施例4。

其中，步骤(b)的加热温度为835℃，保温时间为4.5小时；步骤(f)的中间退火温度为460℃，保温时间为3小时；步骤(j)的中间退火温度为455℃，保温时间为4小时；步骤(m)的留底退火温度为645℃，退火速度为100m/min。

其他工艺步骤的参数同实施例1。

实施例5

一种高性能黄铜带，其元素组成如表1中实施例5。

其中，步骤(b)的加热温度为840℃，保温时间为6小时；步骤(f)的中间退火温度为460℃，保温时间为3小时；步骤(j)的中间退火温度为445℃，保温时间为4.5小时；步骤(m)的留底退火温度为660℃，退火速度为90m/min。

其他工艺步骤的参数同实施例1。

比较例1

一种高性能黄铜带，其元素组成如表1中比较例1。

以上各工艺的参数如下表3所示：

表3

以上各实施例和比较例制得的产品的性能参数和晶粒度如表4所示：

表4

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	比较例1
							抗拉强度Rm(Mpa)	532	540	535	530	538	510
条件屈服强Rp0.2(Mpa)	505	508	508	503	511	459

屈强比	0.95	0.94	0.95	0.95	0.95	0.9
							晶粒尺寸(um)	8	8.1	8.2	8.1	8	10

本发明中所有的铸件和中间坯的尺寸均指厚度×宽度。

上述参照实施例对黄铜带及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种黄铜带，其特征在于，所述黄铜带含有以下重量百分比的元素：Cu 68～72%；Sn≤0.06%；P ≤0.001%；Ni ≤0.002%；Pb ≤0.002%；Fe ≤0.002%；Al ≤0.002%；余量为Zn；

其中，Sn、P、Ni、Pb、Fe、Al元素排除含量为0的点。

2.根据权利要求1所述的黄铜带，其特征在于，所述黄铜带含有以下重量百分比的元素：Cu 69.68%；Sn 0.054%；P 0.0004%；Ni 0.0012%；Pb 0.0014%；Fe 0.0019%；Al 0.0011%；Zn 30.26%。

3.根据权利要求1或2所述的黄铜带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下工序：（a）来料；（b）加热；（c）热轧；（d）铣面铣边；（e）粗轧；（f）中间退火；（g）表面清洗；（h）中轧；（i）切边；（j）中间退火；（k）表面清洗；（l）留底轧制；（m）留底退火；（n）精轧；（o）脱脂清洗；（p）矫直板形；（q）纵剪分条；（r）检验入库。

4.根据权利要求3所述的黄铜带的制备方法，其特征在于：所述步骤（b）的加热温度为810～840℃，加热时间为4～6h。

5.根据权利要求3所述的黄铜带的制备方法，其特征在于：所述步骤（c）热轧的轧后尺寸为15.0mm×670mm；所述步骤（e）粗轧的轧后尺寸为2.5mm×665mm。

6.根据权利要求3所述的黄铜带的制备方法，其特征在于：所述步骤（d）铣面铣边后的铸坯的尺寸为13.6mm×665mm。

7.根据权利要求3所述的黄铜带的制备方法，其特征在于：所述步骤（f）的中间退火温度为440～460℃，保温时间为3～5h；所述步骤（j）的中间退火温度为440～460℃，保温时间为3～5h。

8.根据权利要求3所述的黄铜带的制备方法，其特征在于：所述步骤（h）中轧的轧后尺寸为1.0mm×665mm；所述步骤（l）留底轧制的轧后尺寸为0.415mm×630mm；所述步骤（n）精轧的轧后尺寸为0.32mm×630mm。

9.根据权利要求3或8所述的黄铜带的制备方法，其特征在于：所述步骤（m）留底退火温度为640～660℃，退火速度为90～110m/min。

10.根据权利要求3所述的黄铜带的制备方法，其特征在于，步骤（f）和步骤（j）的中间退火采用钟罩式退火炉退火；步骤（m）留底退火采用气垫式退火炉退火。