CN106756221B - 一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法 - Google Patents
一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106756221B CN106756221B CN201611161000.5A CN201611161000A CN106756221B CN 106756221 B CN106756221 B CN 106756221B CN 201611161000 A CN201611161000 A CN 201611161000A CN 106756221 B CN106756221 B CN 106756221B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper
- bismuth
- ingot
- brass
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
Abstract
本发明公开了一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭，其组分及其重量百分比为：铜59.0～62.0％，铋0.4～1.2％，硅0.2～0.6％，锡0.1～0.5％，铝0.5～0.8％，砷0.01～0.14％，铁0.06～0.2％，硼0.0005～0.0025％，碲0.005～0.05％，铅≤0.10％，镍≤0.20％，镉≤0.01％，变质剂0.025～0.15％，余量为锌，其中所述的变质剂为铝硼合金和稀土变质剂。本发明可以显著改变铋黄铜金相组织特征，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低、铸造件在铸造成形及加工使用时易开裂的问题。本发明制备的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭成本低廉、环保健康，符合水暧卫浴接触水部件铜合金材料的无铅化升级换代要求。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及制其造方法。
背景技术
无铅易切削的铋硅锡黄铜是以铜锌为基础加入一定量铋、锡、铝、硅、砷等的黄铜合金，以铋代铅，其切削性能与铅黄铜相当或接近，铸造成形及加工性能优良。然而，目前已开发使用的铋黄铜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、热加工时开裂，使其应用受到约束。为进一步扩大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，使之能替代常用的含铅(0.8～1.5％)黄铜重熔抛光铜锭。
变质剂包括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。本发明针对铋黄铜重熔抛光铜锭生产、应用现状，通过调整形成新化学成分的的合金，并将变质剂包括稀土金属按一定比例添加到铋黄铜熔体中作变质处理，开发出一种性能优良的含稀土的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其适于大规模生产的熔炼、浇铸生产工艺。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭，包括以下按重量比计的成分：铜59.0～62.0％，铋0.4～1.2％，硅0.2～0.6％，锡0.1～0.5％，铝0.5～0.8％，砷0.01～0.14％，铁0.06～0.2％，硼0.0005～0.0025％，碲0.005～0.05％，铅≤0.10％，镍≤0.20％，镉≤0.01％，变质剂0.025～ 0.15％，余量为锌，其中所述的变质剂包括铝硼合金和稀土变质剂。
优选地，所述铝硼合金占总重量的0.015～0.05％，稀土变质剂占总重量的0.01～0.1％。
优选地，所述的稀土变质剂按重量百分比计为70％铈、10％镧和20％硒。
本发明的另一个目的是提供上述易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭的制造方法，包括以下步骤：
(1)按各成分物料的配比进行配料；
(2)在950～1080℃的熔炼炉中投入首批铜和少部分锌锭熔化搅拌，并同时加入变质剂铝硼合金；
(3)继续分批投入铜，待以上所述的铜熔化后，加入剩余的锌锭和铋锭、锡锭、铝硅合金、纯铝、铝铁合金；
(4)全部熔化后，调节温度至970～1020℃，加入碲/砷铜合金，搅拌合金液5～10分钟使其均匀；
(5)升温至1100～1150℃进行除渣精炼，时间为5～10分钟；
(6)升温至1150～1180℃进行喷火精炼，时间为2～5分钟；
(7)取样检测化学成分合格后，在1070～1110℃静置保温半小时；
(8)加入稀土变质剂，使其充分熔化搅拌均匀，在1050～1110℃静置保温并除渣；
(9)浇铸入铁模成船形锭后入库，或转流至铸造炉中进行水平连铸，铸造成型，锯切定长30cm后入库。
本发明的有益效果：
(1)本发明可以显著改变铋黄铜金相组织特征，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低、铸造件在铸造成形及加工使用时易开裂的问题；
(2)本发明可以有效细化晶粒，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；
(3)本发明制备的铜锭具有与铅黄铜相当或接近的切削加工性能，并且具有铸造成形性能优良和抛光电镀性能优良的优点；
(4)本发明制备的铜锭可作为常用的含铅(0.8～1.5％)黄铜重熔抛光铜锭的优良替代材料，为无铅易切削的黄铜重熔抛光铜锭市场提供了大批量、低成本的高性能、环保、健康新材料，适应了水暧卫浴接触水部件铜合金材料的无铅化升级换代要求。
附图说明
图1显示了本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。
在具体实施过程中，选用了六组成分配方(见表1)制造出易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭，制造方法如下：
(1)按各成分物料的配比进行配料；
(2)先在感应电炉中投入首批铜和少部分锌锭熔化搅拌，并同时加入变质剂铝硼合金；
(3)继续分批投入铜，待以上所述的铜熔化后，加入锌锭和铋锭、锡锭、铝硅合金、纯铝、铝铁合金；
(4)全部熔化后，调节温度至1020℃，加入碲/砷铜合金，搅拌合金液10分钟使其均匀；
(5)升温至1150℃进行除渣精炼，时间为10分钟；
(6)升温至1180℃进行喷火精炼，时间为10分钟；
(7)取样检测化学成分合格后，在1110℃静置保温半小时；
(8)加入稀土变质剂进行变质处理，使其充分熔化搅拌均匀，在1110℃静置保温并除渣；
(9)浇铸入铁模成船形锭后入库，或转流至铸造炉中进行水平连铸，铸造成型，锯切定长30cm后入库。
表1 易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭各组分配比(重量百分比)
表1中的稀土变质剂中按重量百分比计含70％铈、10％镧和20％硒。
表2 本发明的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭与铅黄铜HPb59-1合金铸造性能和切削性能比较
本发明易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭与现有技术HPb59-1铅黄铜铸造性能和切削性能的比较，结果见表2。其中切削指数以HPb59-1为100％，采用通用车床，车削转速为960r/min，送进量为，切削深度0.5mm，刀具前倾角为4度的车削工艺，分别收集各试样100个碎屑，测量出平均长度，用HPb59-1碎屑的平均长度分别除以各试样碎屑平均长度作为评价指标。
表3 本发明的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭与铅黄铜HPb59-1合金的力学性能和耐脱锌腐蚀性能测试
本发明的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭与铅黄铜HPb59-1合金制成标准拉伸试样，用万能材料拉力试验机进行常温拉伸性能测试，试验结果见表3。耐脱锌腐蚀性能测试按照 GB/T10119-2008《黄铜耐脱锌腐蚀性能测试》，按标准规定在恒温水浴缸中进行，腐蚀完成后，将试样从中心轴线处切开，制样，经研磨抛光清洗烘干处理，然后在金相显微镜下测定其脱锌腐蚀深度，测试结果见表3。
表4 合金元素水中溶出性能测试
| 编号 | 铜mg/L | 砷mg/L | 铅mg/L | 铬mg/L | 镉mg/L |
| 产品1 | 0.811 | 0.0089 | 0.0045 | 0.91 | 0.0039 |
| 产品4 | 0.915 | 0.007 | 0.005 | 0.89 | 0.004 |
合金元素水中溶出性能测试按照GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》进行测试并按照GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》判定。表4为本发明的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭产品合金元素水中溶出的浓度。依据合金元素水中溶出浓度，本发明的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭产品在水中溶出浓度低于GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中的控制浓度，符合环保健康安全标准的要求。
Claims (4)
1.一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭，其特征在于，包括以下按重量比计的成分：铜60.7～62.0％，铋0.4～1.2％，硅0.3～0.6％，锡0.1～0.2％，铝0.6～0.8％，砷0.01～0.14％，铁0.06～0.2％，硼0.0005～0.0025％，碲0.005～0.05％，铅≤0.10％，镍≤0.20％，镉≤0.01％，变质剂0.025～0.15％，余量为锌；
所述变质剂包括铝硼合金和稀土变质剂，所述铝硼合金占总重量的0.015～0.05％，稀土变质剂占总重量的0.01～0.1％，所述稀土变质剂包括按重量百分比计的成分：70％铈、10％镧和20％硒；
所述易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭的制造方法，包括以下步骤：
(1)按各成分物料的配比进行配料；
(2)在950～1080℃的熔炼炉中投入首批铜和少部分锌锭，熔化搅拌，并同时加入铝硼合金；
(3)继续分批投入铜，待以上所述的铜熔化后，加入剩余的锌锭和铋锭、锡锭、铝硅合金、纯铝、铝铁合金；
(4)全部熔化后，调节温度至970～1020℃，加入碲/砷铜合金，搅拌合金液5～10分钟使其均匀；
(5)升温至1100～1150℃进行除渣精炼，时间为5～10分钟；
(6)升温至1150～1180℃进行喷火精炼，时间为2～5分钟；
(7)取样检测化学成分合格后，在1070～1110℃静置保温半小时；
(8)加入稀土变质剂，使其充分熔化搅拌均匀，在1050～1110℃静置保温并除渣；
(9)浇铸入铁模成船形锭后入库，或转流至铸造炉中进行水平连铸，铸造成型，锯切定长30cm后入库。
2.根据权利要求1所述的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按各成分物料的配比进行配料；
(2)在950～1080℃的熔炼炉中投入首批铜和少部分锌锭，熔化搅拌，并同时加入铝硼合金；
(3)继续分批投入铜，待以上所述的铜熔化后，加入剩余的锌锭和铋锭、锡锭、铝硅合金、纯铝、铝铁合金；
(4)全部熔化后，调节温度至970～1020℃，加入碲/砷铜合金，搅拌合金液5～10分钟使其均匀；
(5)升温至1100～1150℃进行除渣精炼，时间为5～10分钟；
(6)升温至1150～1180℃进行喷火精炼，时间为2～5分钟；
(7)取样检测化学成分合格后，在1070～1110℃静置保温半小时；
(8)加入稀土变质剂，使其充分熔化搅拌均匀，在1050～1110℃静置保温并除渣；
(9)浇铸入铁模成船形锭后入库，或转流至铸造炉中进行水平连铸，铸造成型，锯切定长30cm后入库。
3.根据权利要求2所述的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭的制造方法，其特征在于，步骤(8)中的所述的铸造条件为采用59×59R10圆角方形铸棒，铸造温度1030～1080℃、速度8～16m/h。
4.根据权利要求2所述的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭的制造方法，其特征在于，所述的铸造条件为采用纯铜质内衬和高纯石墨引铸模、带二次水冷的结晶器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611161000.5A CN106756221B (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611161000.5A CN106756221B (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106756221A CN106756221A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106756221B true CN106756221B (zh) | 2019-03-26 |
Family
ID=58887600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611161000.5A Active CN106756221B (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106756221B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110586851A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-20 | 卓然(靖江)设备制造有限公司 | 一种铸钢涂料 |
| CN115044799B (zh) * | 2022-06-02 | 2023-03-14 | 广东中欧卫浴用品有限公司 | 一种无铅dr抗脱锌铜合金的制作方法及其制作生产设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1521281A (zh) * | 2003-02-13 | 2004-08-18 | ͬ�Ϳ�ҵ��ʽ���� | 耐脱锌性优良的铜基合金 |
| JP4210706B1 (ja) * | 2007-09-27 | 2009-01-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐応力緩和特性に優れた銅合金板 |
| CN103484710A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-01-01 | 阮伟光 | 含微量稀土的铋黄铜合金拉制棒及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101180412B (zh) * | 2005-07-07 | 2010-05-19 | 株式会社神户制钢所 | 具备高强度和优异的弯曲加工性的铜合金及铜合金板的制造方法 |
-
2016
- 2016-12-15 CN CN201611161000.5A patent/CN106756221B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1521281A (zh) * | 2003-02-13 | 2004-08-18 | ͬ�Ϳ�ҵ��ʽ���� | 耐脱锌性优良的铜基合金 |
| JP4210706B1 (ja) * | 2007-09-27 | 2009-01-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐応力緩和特性に優れた銅合金板 |
| CN103484710A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-01-01 | 阮伟光 | 含微量稀土的铋黄铜合金拉制棒及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106756221A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI550106B (zh) | Low lead free bismuth no silicon brass alloy | |
| CN105624463B (zh) | 一种无铅易切削黄铜合金及其制备方法 | |
| CN104388773B (zh) | 一种工模具和工装用铝合金精密铸造板的铸造方法 | |
| CN103509967B (zh) | 一种重力铸造专用dzr环保黄铜合金锭及其制作工艺 | |
| CN103952609A (zh) | 一种新型高锌铝合金及其制备方法 | |
| CN103911525B (zh) | 一种废料再生无铅黄铜合金及其制备方法 | |
| CN103882255B (zh) | 一种无铅青铜合金及其应用 | |
| CN106756221B (zh) | 一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法 | |
| CN107974573B (zh) | 一种含锰易切削硅黄铜合金及其制备方法和应用 | |
| CN105543548A (zh) | 一种铸造用低成本无铅抗脱锌黄铜合金 | |
| CN107164648B (zh) | 一种环保黄铜的晶粒细化剂及其制备和使用方法 | |
| CN104388748A (zh) | 易切削、耐腐蚀、可热锻的锡青铜 | |
| CN104674056A (zh) | 一种环保含铋黄铜铸锭的制备方法 | |
| CN107299249B (zh) | 一种废旧料再生无铅青铜合金及其制备方法 | |
| TWI550105B (zh) | Lead - free bismuth - free silicon - brass alloy | |
| CN102400010A (zh) | 一种无铅易切削磷镁钙黄铜合金 | |
| CN103725919B (zh) | 一种无铅黄铜合金 | |
| CN101994024A (zh) | 抗脱锌的铜合金及其物品的制备方法 | |
| CN101942582A (zh) | 低铅黄铜合金及其物品的制备方法 | |
| CN103667782A (zh) | 一种黄铜合金及其制造方法 | |
| CN103509968B (zh) | 一种重力铸造专用低铅环保黄铜合金锭的制作工艺 | |
| CN101423905A (zh) | 一种无铅易切削锑镁黄铜合金 | |
| CN105886835A (zh) | 无铅易切削硅铋黄铜及其制备方法 | |
| CN1916210B (zh) | 重力铸造用铜锭及其铸造方法 | |
| CN112095028A (zh) | 一种高强度耐腐蚀黄铜合金的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A free cutting bismuth silicon tin brass remelting polishing copper ingot and its manufacturing method Effective date of registration: 20220627 Granted publication date: 20190326 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Kaiping sub branch Pledgor: GUANGDONG WEIQIANG COPPER INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980009121 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |