CN107099693B - 一种环保无铅铜合金 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保无铅铜合金，包括以下质量百分比的组分：铝7.0‑8.5％、钛硅碳粉末4.5‑6.0％、镍0.2‑0.3％、铋0.2‑0.4％、磷1.0‑1.5％、合金锡粉0.3‑0.4％、稀土0.15‑0.3％、锰0.5‑1.3％、钼0.03‑0.1％、余量为铜。本发明用铋代替传统的铅，提高了合金的环保性能；在保留现有铝青铜性能的同时，还添加了钛硅碳粉末、镍和稀土等组分，使之具有较高的韧性，良好的力学性能和较高的稳定性等。

Description

一种环保无铅铜合金
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种环保无铅铜合金。
背景技术
铜合金在我国有几千年的历史，在古代人们用它做兵刃、宝鼎、盔甲等，现代铜合金也广泛的用于各种机械。青铜原指铜锡合金，后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。青铜铸造性好，耐磨、耐蚀性且化学性质稳定。但现有的青铜为了实现改善削切性能一般都添加铅元素，虽然效果较理想，但是铅元素对于人体和环境都是有害的，随着环境的恶化，人们的环保意识普遍提高，国内外市场也更加倾向于开发和使用不含铅的且性能保持的铜合金。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种环保无铅铜合金，在保留现有铝青铜性能的同时，增加入了钛硅碳粉末、镍和稀土等，使之具有较高的韧性，良好的力学性能和较高的稳定性等。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种环保无铅铜合金，包括以下质量百分比的组分：铝7.0-8.5％、钛硅碳粉末4.5-6.0％、镍0.2-0.3％、铋0.2-0.4％、磷1.0-1.5％、合金锡粉0.3-0.4％、稀土0.15-0.3％、锰0.5-1.3％、钼0.03-0.1％、余量为铜。
所述稀土为钒、镧、铈、钇中的一种或多种。
所述合金锡粉为Sn99Ag0.3Cu0.7无铅锡粉，其粒度为20-75目。
所述硅碳粉末的纯度不小于98％，粒度为5-15um。
所述镍、铋、铝、磷、稀土、锰、钼、铜的粒度在100-500目间。
上述环保无铅铜合金的制备方法为：
将各原料按照配比置于工频电炉内，加热至1000-1100℃完全熔化后保温至950℃；用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉防止其氧化，并继续保温；保温45-55min后，重新升温至1150℃，并开启工频电炉的振动装置，采用水平连铸方法铸制成规定外径和长度的实心合金棒材。
本发明的有益效果：本发明的环保无铅铜合金，用铋代替传统的铅，提高了合金的环保性能；在保留现有铝青铜性能的同时，还加入了钛硅碳粉末、镍、锰和稀土等，钛硅碳是一种新型三元层状陶瓷材料，具有陶瓷的优异性能，同时又具有金属的性能，可以像金属一样用高速钢刀具进行机械加工，高温下具有很好的塑性，且有比石墨更低的摩擦系数和更好的自润滑性能；镍和钛硅碳粉末会形成复合基体，再配以稀土增强合金的强度和耐摩擦性，可以减少铜合金的缺陷，使之具有较高的韧性，良好的力学性能和较高的稳定性等。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。实施例中，合金锡粉、镍、铋、铝、磷、稀土、锰、钼、铜为长沙天久金属材料有限公司产品，硅碳粉末为北京互通网艺有限公司的产品。
实施例1
一种环保无铅铜合金，包括以下质量百分比的组分：
铝7.5％、钛硅碳粉末5.0％、镍0.25％、铋0.3％、磷1.1％、合金锡粉0.35％、钒0.2％、锰0.75％、钼0.05％、余量为铜。
实施例2
一种环保无铅铜合金，包括以下质量百分比的组分：
铝7.8％、钛硅碳粉末5.5％、镍0.28％、铋0.32％、磷1.4％、合金锡粉0.4％、钇0.3％、锰1.05％、钼0.08％、余量为铜。
经检测，本发明制得的铜合金材料的技术参数如下：

Claims (4)

1.一种环保无铅铜合金，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：铝7.0-8.5％、钛硅碳粉末4.5-6.0％、镍0.2-0.3％、铋0.2-0.4％、磷1.0-1.5％、合金锡粉0.3-0.4％、稀土0.15-0.3％、锰0.5-1.3％、钼0.03-0.1％、余量为铜；
其中，所述合金锡粉为Sn99Ag0.3Cu0.7无铅锡粉，其粒度为20-75目；
上述环保无铅铜合金的制备方法为：
将各原料按照配比至于工频电炉内，加热至1000-1100℃完全熔化后保温至950℃；用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉防止其氧化，并继续保温；保温45-55min后，重新升温至1150℃，并开启工频电炉的振动装置，采用水平连铸方法铸制成规定外径和长度的实心合金棒材。
2.根据权利要求1所述的一种环保无铅铜合金，其特征在于：所述稀土为镧、铈、钇中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种环保无铅铜合金，其特征在于：所述钛硅碳粉末的纯度不小于98％，粒度为5-15μm。
4.根据权利要求1所述的一种环保无铅铜合金，其特征在于：所述镍、铋、铝、磷P、稀土、锰、钼、铜的粒度在100-500目间。
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