CN108342612B - 一种低铅溶出黄铜合金 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低铅溶出黄铜合金，包括占黄铜合金总重量50‑65wt%的铜，0.5‑1.5 wt%的铅，0.001‑0.0055 wt%的硫，0.001‑0.06wt%的碲，0.015‑0.2wt%的钼，0.1‑0.5wt%的锆，0.01‑0.5wt%的镍，0.001‑0.05wt%的锰，0.05‑0.5wt%的铁，0.0001‑0.0015wt%的硼，0.001‑0.1wt%的硅，余量为锌以及不可避免的杂质。本发明具有如下有益效果：（1）抑制含铅黄铜合金中铅溶出；（2）表面金属氧化膜致密不易脱落。

Description

一种低铅溶出黄铜合金
技术领域
本发明涉及一种黄铜合金，尤其是涉及一种低铅溶出黄铜合金。
背景技术
铅黄铜是极为重要的、应用最为广泛的一种复杂黄铜，具有优良切削性能、耐磨性能。铅黄铜含铅量低于3％，此外常加入少量Fe、Ni或Sn在组织中以游离态存在，割裂了基体，使铅黄铜具有良好的切削性和减摩性。
铅的成分对铜合金性能的影响：
1、铅不固溶于铜，在铜合金中固溶度也很小，与铜形成易熔共晶组织，固态下，铅在铜中以单质状态分布，可以分布在晶内和晶界，含铅的黄铜带，再发生相变和再结晶时，晶界的铅可以转移到晶内。
2、铅对黄铜带的导电和导热性能无显著影响，但可以改善其切削性能，铅质点又是固相，正是轴承材料所希望的，所以含铅铜以及铜合金是宝贵的易切削的材料与轴承材料，含铅黄铜带使用极为广泛，铅的质点越细小，分布越均匀，性能越优越，含铅铜以及铜合金可以铸态使用，也可以压力加工，含铅黄铜带在高温为单相，加热工性能优良，可以承受大的热变形，而在常温下冷变形时变形抗力大，塑性较差过大的加工会使合金材料产生裂纹。
3、随着科学技术的发展，常规使用的铅黄铜中含铅量以及由0.8％-2.5％增加至5％以上，新型的含铅紫铜，黄铜带，青铜，白铜正不断地被开发出来，特别应该指出的是，含铅铜合金对原料的适应性极强，可以直接使用再生铜生产含铅黄铜带，这对黄铜带厂家非常重要。
含铅黄铜带以及合金在使用中有铅的溶出，对环境造成污染，因此如何减少黄铜合金中的铅溶出对人民生活质量与环境有至关重要的作用。例如在中国专利文献上报道的一种无铅析出黄铜水龙头及其处理方法，其申请公布号为CN 105018898 A,该发明公开了一种无铅析出黄铜水龙头及其处理方法。先将铸造成型的金属铜龙头坯体内腔洗净吹干，放入真空化学气相沉积镀炉中，抽真空，通入碳氢气体，抽真空，升温,将多余的碳氢液体气化排出后，进行等离子辉光清洗，活化金属内外表面，然后通入硅烷偶联剂气体反应形成化学键；将金属铜龙头进行化学气相沉积固体膜：通入经高温裂解形成的活性单体，形成有机膜；对得到的金属铜龙头的外表进行机械抛光，获得精抛的铜龙头，再进行常规水电镀即可。该发明处理方法，使得金属铜龙头内表面具有一层有机膜，隔绝了水与金属之间的接触，从而实现无铅析出的铜龙头，该工艺通过长期水浸、高温水浸及酸性盐雾测试96H后测铅结果都是无铅。但是由于其表面的有机膜会在安装过程以及在水流的冲击下容易使得有机膜脱落，从而使得铅元素能够再次进入水中，从而影响饮用人的身体健康。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中黄铜合金中的铅易溶出，黄铜合金中的有机膜易脱落的问题，提供一种能够抑制含铅黄铜合金中铅溶出，能够在黄铜合金表面镀有一层不易脱落的无机镀层的一种低铅溶出黄铜合金。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低铅溶出黄铜合金，包括占黄铜合金总重量50-65wt％的铜，0.5-1.5wt％的铅，0.001-0.0055wt％的硫，0.001-0.06wt％的碲，0.015-0.2wt％的钼，0.1-0.5wt％的锆，0.01-0.5wt％的镍，0.001-0.05wt％的锰，0.05-0.5wt％的铁，0.0001-0.0015wt％的硼，0.001-0.1wt％的硅，余量为锌以及不可避免的杂质。
本发明中的黄铜合金中主体为铜、锌和铅以及其他微量元素，添加微量元素能够使得黄铜合金中产生微合金化结构，从而能够将黄铜合金中的铅元素固定在黄铜合金中，从而达到抑制黄铜合金中的铅溶出的问题。
作为优选，所述的黄铜合金中铜、铅、碲、铁、锆以及锌以金属单质形式添加至黄铜合金中。
作为优选，所述的黄铜合金中硫、钼、铁、镍、锰、硼以及硅以中间合金形式添加至黄铜合金中。
作为优选，所述的中间合金形式包括Cu-S、Zn-S、Mn-Cu、Cu-Fe、Cu-Ni-Fe、Cu-B、Si-B、Ni-Mo、Cu-Zn-Si、Si-Mo以及Ni-Mn。
作为优选，所述的黄铜合金中含硫元素以及含硼元素的中间合金在熔炼过程中最后加入。
作为优选，所述的黄铜合金的制备方法包括配料、熔铸、无氧退火、挤压、扒皮、拉伸、矫直以及消除应力退火后得到黄铜合金。
作为优选，所述的熔铸温度为1080-1150℃；无氧退火温度为450-600℃，保温时间为1.5-3小时。
作为优选，所述的黄铜合金表面经过钝化，所述的钝化方法包括以下步骤：
(a)除油：将加工好的黄铜合金用去污粉刷洗干净，然后用无水乙醇清洗黄铜合金，烘干得到除油后的黄铜合金；
(b)除氧化膜：将除油后的黄铜合金置于pH值为3.3-4.0的硫酸溶液中，静置5分钟后捞出沥干，然后用流水冲洗干净，然后置于蒸馏水中超声处理10-15分钟，取出烘干得到除氧化膜后的黄铜合金；
(c)钝化：将除去氧化膜后的黄铜合金置于钝化液中，钝化温度为40-45℃，钝化时间为60-75秒。
本发明中得到的黄铜合金表面经过钝化，能够使得黄铜合金表面生成一层致密的氧化膜，能够很好的将黄铜合金中的铅与外界相隔绝，从而能够实现减少铅溶出的效果。同时，其表面的氧化膜非常致密牢固，而不会发生氧化膜脱落的情况。
作为优选，所述的钝化液配方如下：水1000份、植酸7-10份、硼酸5份、氯化铵15份、酒石酸钠5份、双氧水1-3份以及聚乙二醇10-12份。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)抑制含铅黄铜合金中铅溶出；(2)表面金属氧化膜致密不易脱落。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作以进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
本发明的范围不旨在限于所述示范性实施例。此处说明的本发明特征的变更和另外改动以及此处说明的本发明原理的其他应用被认为是在本发明范围之内。
实施例
实施例1-5以及对比组1和对比组2的样品的合金成分如表1，制造Φ22mm的棒材。
表1所列合金生产过程相同，尽量保证可比性。生产工艺流程如下：
(1)将各组分按照配比配料；
(2)加热至1000-1050℃进行熔炼，使用水平连铸工艺生产铸锭；
(3)将铸锭升温至550℃，随后在1350吨挤压机进行挤压，挤压速度10mm/s，挤压坯冷却后中断；
(4)中断后的挤压坯经过做头进行扒皮，去除表面不良，然后进行拉伸、矫直，经过消除应力退火得到黄铜合金成品。
所述的黄铜合金表面经过钝化，所述的钝化方法包括以下步骤：
(a)除油：将加工好的黄铜合金用去污粉刷洗干净，然后用无水乙醇清洗黄铜合金，烘干得到除油后的黄铜合金；
(b)除氧化膜：将除油后的黄铜合金置于pH值为3.5的硫酸溶液中，静置5分钟后捞出沥干，然后用流水冲洗干净，然后置于蒸馏水中超声处理10分钟，取出烘干得到除氧化膜后的黄铜合金；
(c)钝化：将除去氧化膜后的黄铜合金置于钝化液中，钝化温度为45℃，钝化时间为60秒，其中所述的钝化液配方如下：水1000份、植酸8份、硼酸5份、氯化铵15份、酒石酸钠5份、双氧水3份以及聚乙二醇10份。
表1中为两种对比组和5种降低铅溶出的多元微合金化黄铜合金配比，各组分单位为重量百分比(wt％)。在相同条件下进行制样，参照《水嘴铅析出限量》标准中的方法，进行样品制备和测试，结果也列于表1。从表1可看出，本发明合金的铅溶出有明显减少，可以达到饮用水的要求。
表1对比组与实施例1-5的配比及铅析出含量

Claims (9)

1.一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，包括占黄铜合金总重量50-65wt%的铜，0.5-1.5wt%的铅，0.001-0.0055 wt%的硫，0.001-0.06wt%的碲，0.015-0.2wt%的钼，0.1-0.5wt%的锆，0.01-0.5wt%的镍，0.001-0.05wt%的锰，0.05-0.5wt%的铁，0.0001-0.0015wt%的硼，0.001-0.1wt%的硅，余量为锌以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的黄铜合金中铜、铅、碲、铁、锆以及锌以金属单质形式添加至黄铜合金中。
3.根据权利要求1所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的黄铜合金中硫、钼、铁、镍、锰、硼以及硅以中间合金形式添加至黄铜合金中。
4.根据权利要求3所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的中间合金形式包括Cu-S、Zn-S 、Mn-Cu、Cu-Fe、Cu-Ni-Fe、Cu-B、Ni-Mo、Cu-Zn-Si、Si-Mo以及Ni-Mn。
5.根据权利要求4所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的黄铜合金中含硫元素以及含硼元素的中间合金在熔炼过程中最后加入。
6.根据权利要求1所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的黄铜合金的制备方法包括配料、熔铸、无氧退火、挤压、扒皮、拉伸、矫直以及消除应力退火后得到黄铜合金。
7.根据权利要求6所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的熔铸温度为1080-1150℃；无氧退火温度为450-600℃，保温时间为1.5-3小时。
8.根据权利要求1所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的黄铜合金表面经过钝化，所述的钝化方法包括以下步骤：
（a）除油：将加工好的黄铜合金用去污粉刷洗干净，然后用无水乙醇清洗黄铜合金，烘干得到除油后的黄铜合金；
（b）除氧化膜：将除油后的黄铜合金置于pH值为3.3-4.0的硫酸溶液中，静置5分钟后捞出沥干，然后用流水冲洗干净，然后置于蒸馏水中超声处理10-15分钟，取出烘干得到除氧化膜后的黄铜合金；
（c）钝化：将除去氧化膜后的黄铜合金置于钝化液中，钝化温度为40-45℃，钝化时间为60-75秒。
9.根据权利要求8所述的一种低铅溶出黄铜合金，其特征是，所述的钝化液配方如下：水1000份、植酸7-10份、硼酸5份、氯化铵15份、酒石酸钠5份、双氧水1-3 份以及聚乙二醇10-12份。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109266900A (zh) * 2018-12-07 2019-01-25 宁波艾维洁具有限公司 一种无铅耐腐蚀的抗脱锌黄铜合金及其制备方法
CN112458334A (zh) * 2020-11-27 2021-03-09 台州正兴阀门有限公司 水龙头本体铸造用低铅易切削铜合金及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2181156A (en) * 1985-10-04 1987-04-15 London Scandinavian Metall Grain refining copper-bowed metals
KR900006701B1 (ko) * 1987-12-19 1990-09-17 기아자동차 주식회사 고력황동합금과 그 제조방법
CN1236086C (zh) * 2003-12-03 2006-01-11 浙江海亮股份有限公司 耐腐蚀抗失锌黄铜合金
TW200702458A (en) * 2005-03-28 2007-01-16 Sumitomo Metal Ind Copper alloy and process for producing the same
WO2013115363A1 (ja) * 2012-02-01 2013-08-08 Toto株式会社 耐食性に優れた黄銅
CN103233140A (zh) * 2013-04-27 2013-08-07 上海大学 同步器齿环材料、其铸造工艺方法及其电磁搅拌铸造装置
CN104651660B (zh) * 2015-02-02 2017-10-13 九牧厨卫股份有限公司 一种易加工硅黄铜合金及其制备方法

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