CN113061777B - 一种黄铜合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种黄铜合金及其制备方法。本发明提供了一种黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：La0.005～0.05％，Si0.01～0.15％，Mg0.015～0.20％，Cu64～76％，Zn为余量；所述黄铜合金的平均晶粒尺寸为4～8μm。实验结果表明，本发明提供的黄铜合金的抗拉强度为500～600MPa，屈服强度为450～550MPa，伸长率为15～25％，100℃下1000h的抗应力松弛率为85～90％，带材横截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0，纵截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0.5。

Description

一种黄铜合金及其制备方法
技术领域
本发明属于合金技术领域，具体涉及一种黄铜合金及其制备方法。
背景技术
铜基弹性合金主要以黄铜、锡磷青铜和铍青铜材料为主，其中，黄铜合金具有生产成本较低、强度和弹性优良的优点，广泛应用于家电、汽车和五金领域。
随着科学技术的发展，接插件和连接器等弹性元件对铜基弹性合金的需求量日益增加，也对铜基弹性合金的性能提出了更加苛刻的要求，如铜基弹性合金需要具有优良的抗应力松弛及折弯成形性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种黄铜合金，本发明提供的黄铜合金晶粒组织细小，具有抗应力松弛和折弯成形性能优良的特点。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：
La 0.005～0.05％，Si 0.01～0.15％，Mg 0.015～0.20％，Cu 64～76％，Zn为余量；
所述黄铜合金的平均晶粒尺寸为4～8μm。
优选的，所述黄铜合金中(001)[100]织构为3～20vol.％，(112)[11-1]织构为5～10vol.％，(110)[001]织构为2～10vol.％，(011)[2-11]织构为5～10vol.％，(123)[63-4]织构为2～20vol.％，(012)[100]织构为2～10vol.％，(124)[21-1]织构为5～20vol.％，(113)[12-1]织构为5～20vol.％，(362)[8-53]织构为5～20vol.％。
本发明还提供了上述技术方案所述黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述黄铜合金。
优选的，所述熔炼的温度为1200～1300℃；所述铸造的温度为1150～1200℃。
优选的，所述热轧前还包括：对所述合金铸锭进行预热保温；所述预热保温的温度为700～900℃，预热保温的时间为3～6h；所述热轧的终轧温度为600～700℃；所述热轧的总变形率为80～95％。
优选的，所述粗轧的总变形率为70～90％；所述第一退火的保温温度为500～600℃，保温时间为4～8h。
优选的，所述中轧的总变形率为60～80％；所述第二退火的保温温度为450～550℃，保温时间为4～8h。
优选的，所述中精轧的总变形率为50～70％；所述第一分级式退火包括第11阶段退火和第12阶段退火，所述第一阶段退火的保温温度为275～375℃，保温时间为2～6h；所述第二阶段退火的保温温度为300～400℃，保温时间为2～6h。
优选的，所述第一精轧的总变形率为40～60％；所述第二分级式退火包括第21阶段退火和第22阶段退火，所述第一阶段退火的保温温度为250～350℃，保温时间为2～6h；所述第二阶段退火的保温温度为300～400℃，保温时间为2～6h。
优选的，所述第二精轧的总变形率为10～40％；所述终退火的保温温度为200～300℃，保温时间为4～8h。
本发明提供了一种黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：La0.005～0.05％，Si 0.01～0.15％，Mg 0.015～0.20％，Cu 64～76％，Zn为余量；所述黄铜合金的平均晶粒尺寸为4～8μm。在本发明中，Zn和Cu为基体元素；La几乎不溶于Cu，常温下会析出形成质点相，阻碍再结晶晶粒的长大，有利于细化晶粒；Mg和Si固溶于Cu，有利于提高黄铜合金的抗软化性能，更有利于稳定退火的晶粒组织。同时，对于固溶强化型单相黄铜合金而言，本发明通过控制黄铜合金的晶粒尺寸，有利于在提高黄铜合金的强度的同时，获得优良的抗应力松弛和折弯成形性能。
实验结果表明，本发明提供的黄铜合金的抗拉强度为500～600MPa，屈服强度为450～550MPa，伸长率为15～25％，100℃下1000h的抗应力松弛率为85～90％，带材横截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0，纵截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0.5。
本发明还提供了上述技术方案所述黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述黄铜合金。本发明通过利用形变热处理技术和合金元素间协同作用原理对铜合金成分和微观组织进行调控，获得了超细晶粒组织，并在此基础上调控织构的种类及组份，获得具有优良抗应力松弛和折弯成形性能的黄铜合金。
具体实施方式
本发明提供了一种黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：
La 0.005～0.05％，Si 0.01～0.15％，Mg 0.015～0.20％，Cu 64～76％，Zn为余量；
所述黄铜合金的平均晶粒尺寸为4～8μm。
以质量百分含量计，本发明所述黄铜合金包括0.005～0.05％的La，优选为0.006～0.048％，更优选为0.008～0.040％。在本发明中，La有利于细化铸锭晶粒，在后续加工过程中阻碍再结晶晶粒的长大，有利于细化晶粒。
以质量百分含量计，本发明所述黄铜合金包括0.01～0.15％的Si，优选为0.011～0.014％，更优选为0.012～0.013％。在本发明中，Si固溶于铜基体，有利于提高黄铜合金的耐蚀性能和强度。
以质量百分含量计，本发明所述黄铜合金包括0.015～0.20％的Mg，优选为0.02～0.17％，更优选为0.03～0.15％。在本发明中，Mg有利于在铸造中除气，并提高黄铜合金的强度和抗疲劳特性。
以质量百分含量计，本发明所述黄铜合金包括64～76％的Cu，优选为64.5～75.5％，更优选为65～75％。在本方面中，Cu为黄铜合金的主体元素。
以质量百分含量计，本发明所述黄铜合金包括余量的Zn。在本发明中，Zn为基体元素。
在本发明中，所述黄铜合金的平均晶粒尺寸为4～8μm，优选为4～7μm。
在本发明中，所述黄铜合金优选包括(001)[100]织构、(112)[11-1]织构、(110)[001]织构、(011)[2-11]织构、(123)[63-4]织构、(012)[100]织构、(124)[21-1]织构、(113)[12-1]织构和(362)[8-53]织构。在本发明中，所述黄铜合金中(001)[100]织构优选为3～20vol.％，(112)[11-1]织构优选为5～10vol.％，(110)[001]织构优选为2～10vol.％，(011)[2-11]织构优选为5～10vol.％，(123)[63-4]织构优选为2～20vol.％，(012)[100]织构优选为2～10vol.％，(124)[21-1]织构优选为5～20vol.％，(113)[12-1]织构优选为5～20vol.％，(362)[8-53]织构优选为5～20vol.％。
在本发明中，所述黄铜合金的抗拉强度优选为500～600MPa，屈服强度优选为450～550MPa，伸长率优选为15～25％，100℃下1000h的抗应力松弛率优选为85～90％，带材横截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值优选为0，纵截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值优选为0.5。
本发明还提供了上述技术方案所述黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述黄铜合金。
本发明将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭。
在本发明中，所述合金原料优选包括电解铜、铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌。在本发明中，所述铜镧中间合金的组成优选为Cu20La。在本发明中，所述铜镁中间合金的组成优选为Cu20Mg。在本发明中，所述铜硅中间合金的组成优选为Cu10Si。
在本发明中，所述熔炼的设备优选为工频感应炉。在本发明中，所述熔炼的温度优选为1200～1300℃，更优选为1220～1280℃。在本发明中，所述熔炼优选为将电解铜熔化后，再向所得熔炼体系中加入其它合金原料。本发明通过熔炼，得到合金熔液。
在本发明中，所述铸造的温度优选为1150～1200℃，更优选为1160～1190℃。所述铸造前，本发明优选将所述合金熔液进行保温；所述保温的温度优选为铸造的温度，保温的时间优选为30min。
得到合金铸锭后，本发明将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述黄铜合金。
在所述热轧前，本发明优选还包括对所述合金铸锭进行预热保温；所述预热保温的温度优选为700～900℃，更优选为725～875℃；预热保温的时间优选为3～6h，更优选为3.5～5.5h。在本发明中，进行所述预热保温的设备优选为步进箱式炉。在本发明中，在本发明中，所述热轧的终轧温度优选为600～700℃，更优选为620～680℃。在本发明中，所述热轧的总变形率为80～95％，更优选为82～93％。在本发明中，所述热轧的道次优选为15～17道次，更优选为16～17道次；所述热轧中每道次的变形率优选为8～25％，更优选为10～23％。所述热轧后，本发明优选将所得热轧品进行水冷。
本发明对所述铣面没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的铣面即可。本发明通过铣面，去除热轧表面氧化和缺陷。
在本发明中，所述粗轧的总变形率优选为70～90％，更优选为72～88％。在本发明中，所述粗轧的道次优选为7～10道次，更优选为8～10道次；所述粗轧中每道次的变形率优选为12～35％，更优选为15～30％。
在本发明中，所述第一退火的保温温度优选为500～600℃，更优选为520～580℃；保温时间优选为4～8h，更优选为4.5～7.5h。在本发明中，进行所述第一退火的设备优选为钟罩式退火炉。所述第一退火后，本发明优选将所得第一退火合金进行第一酸洗。在本发明中，所述第一酸洗中的酸洗液优选包括硫酸；所述硫酸的质量百分浓度优选为3～8％。本发明对所述第一酸洗没有特殊限定，以能够去除表面油污及氧化为准。
在本发明中，所述中轧的总变形率为60～80％，更优选为65～75％。在本发明中，所述中轧的道次优选为4～6道次，更优选为5～6道次，最优选为5道次；所述中轧中每道次的变形率优选为12～35％，更优选为15～30％，最优选为26％。
在本发明中，所述第二退火的保温温度优选为450～550℃，更优选为470～530℃；保温时间优选为4～8h，更优选为4.5～7.5h。在本发明中，进行所述第二退火的设备优选为钟罩式退火炉。所述第二退火后，本发明优选将所得第二退火合金进行第二酸洗。在本发明中，所述第二酸洗中的酸洗液优选包括硫酸；所述硫酸的质量百分浓度优选为3～8％。本发明对所述第二酸洗没有特殊限定，以能够去除表面油污及氧化为准。
在本发明中，所述中精轧的总变形率优选为50～70％，更优选为55～65％。在本发明中，所述中精轧的道次优选为3～6道次，更优选为4～5道次；所述中精轧中每道次的变形率优选为11～34％，更优选为15～30％，最优选为22％。
在本发明中，所述第一分级式退火包括第11阶段退火和第12阶段退火，所述第11阶段退火的保温温度优选为275～375℃，更优选为300～350℃；保温时间优选为2～6h，更优选为2.5～5.5h；所述第12阶段退火的保温温度优选为300～400℃，更优选为325～375℃；保温时间优选为2～6h，更优选为2.5～5.5h。在本发明中，所述第一分级式退火中第12阶段退火的保温温度优选由第11阶段退火的保温温度升温得到；所述升温的速率优选为0.5～2.5℃/min，更优选为0.8～2℃/min，最优选为1℃/min。在本发明中，进行所述第一分级式退火的设备优选为钟罩式退火炉。在本发明中，所述第一分级式退火有利于消除前工序因完全软化退火带来的粗大组织，形成较为细小的晶粒组织。
在本发明中，所述第一精轧的总变形率优选为40～60％，更优选为45～55％。在本发明中，所述第一精轧的道次优选为3～6道次，更优选为3～5道次；所述第一精轧中每道次的变形率优选为9～33％，更优选为14～28％，最优选为21％。
在本发明中，所述第二分级式退火包括第21阶段退火和第22阶段退火，所述第21阶段退火的保温温度优选为250～350℃，更优选为275～325℃；保温时间优选为2～6h，更优选为2.5～5.5h；所述第22阶段退火的保温温度优选为300～400℃，更优选为325～375℃；保温时间优选为2～6h，更优选为2.5～5.5h。在本发明中，所述第二分级式退火中第22阶段退火的保温温度优选由第21阶段退火的保温温度升温得到；所述升温的速率优选为0.5～2.5℃/min，更优选为0.8～2℃/min，最优选为1℃/min。在本发明中，进行所述第二分级式退火的设备优选为钟罩式退火炉。所述第二分级式退火后，本发明优选将所得第二分级式退火合金进行第三酸洗。在本发明中，所述第三酸洗中的酸洗液优选包括硫酸；所述硫酸的质量百分浓度优选为3～8％。本发明对所述第三酸洗没有特殊限定，以能够去除表面油污及氧化为准。在本发明中，所述第二分级式退火有利于稳定黄铜合金的细小晶粒组织，使晶粒尺寸更小且更加均匀。
在本发明中，所述第二精轧的总变形率优选为10～40％，更优选为15～35％。在本发明中，所述第二精轧的道次优选为1～3道次，更优选为1～2道次；所述第二精轧中每道次的变形率优选为5～30％，更优选为10～25％，最优选为20％。
在本发明中，所述终退火的保温温度优选为200～300℃，更优选为220～280℃；保温时间优选为4～8h，更优选为5～7h。在本发明中，进行所述终退火的设备优选为钟罩式退火炉。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的黄铜合金及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1200℃保温至合金原料完全熔化后，于1150℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于850℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在700℃，热轧总变形率为90％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为80％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于500℃保温8h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为75％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于480℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为55％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于315℃保温2h后以1℃/min的速率升温至340℃后，于340℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为60％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于250℃保温6h后，以1℃/min的速率升温至350℃，于350℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为40％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于290℃保温6h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例2
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1300℃保温至合金原料完全熔化后，于1200℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于800℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在600℃，热轧总变形率为92％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为70％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于600℃保温4h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为65％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于450℃保温8h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为70％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于310℃保温2h后以1℃/min的速率升温至330℃后，于330℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为45％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于250℃保温6h后，以1℃/min的速率升温至320℃，于320℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为20％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于280℃保温8h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例3
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1250℃保温至合金原料完全熔化后，于1175℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于850℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在650℃，热轧总变形率为88％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为80％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于550℃保温6h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为60％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于500℃保温6h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为60％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于290℃保温2h后以1.5℃/min的速率升温至350℃后，于350℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为45％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于270℃保温6h后，以1℃/min的速率升温至340℃，于340℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为15％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于270℃保温5h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例4
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1230℃保温至合金原料完全熔化后，于1165℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于825℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在620℃，热轧总变形率为93％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为75％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于530℃保温6h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为66％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于470℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为60％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于280℃保温2h后以1.5℃/min的速率升温至350℃后，于350℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为45％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于290℃保温6h后，以1.5℃/min的速率升温至330℃，于330℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为22％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于290℃保温8h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例5
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1230℃保温至合金原料完全熔化后，于1150℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于825℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在670℃，热轧总变形率为87％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为85％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于550℃保温8h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为60％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于460℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为52％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于300℃保温2h后以0.5℃/min的速率升温至310℃后，于310℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为43％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于280℃保温6h后，以0.5℃/min的速率升温至300℃，于300℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为12％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于250℃保温7h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例6
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1270℃保温至合金原料完全熔化后，于1170℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于900℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在670℃，热轧总变形率为87％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为75％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于550℃保温6h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为69％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于490℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为52％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于320℃保温2h后以1℃/min的速率升温至350℃后，于350℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为50％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于300℃保温6h后，以1℃/min的速率升温至340℃，于340℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为19％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于290℃保温5h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例7
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1300℃保温至合金原料完全熔化后，于1170℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于800℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在670℃，热轧总变形率为91％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为80％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于500℃保温6h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为70％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于500℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为65％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于340℃保温2h后以1.5℃/min的速率升温至380℃后，于380℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为53％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于310℃保温6h后，以1℃/min的速率升温至350℃，于350℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为22％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于270℃保温8h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例8
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1200℃保温至合金原料完全熔化后，于1150℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于800℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在600℃，热轧总变形率为92％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为70％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于500℃保温6h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为65％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于520℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为68％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于350℃保温2h后以1℃/min的速率升温至390℃后，于390℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为48％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于330℃保温6h后，以1℃/min的速率升温至360℃，于360℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为28％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于300℃保温4h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例9
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1250℃保温至合金原料完全熔化后，于1150℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于900℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在600℃，热轧总变形率为94％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为80％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于550℃保温6h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为60％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于520℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为52％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于330℃保温2h后以1℃/min的速率升温至370℃后，于370℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为50％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于310℃保温6h后，以1℃/min的速率升温至350℃，于350℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为21％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于240℃保温8h进行终退火，得到所述黄铜合金。
实施例10
按照表1进行合金原料的配料，在工频感应炉中加入电解铜，待电解铜熔化后，向所得熔炼体系中加入铜镧中间合金、铜镁中间合金、铜硅中间合金和纯锌，于1300℃保温至合金原料完全熔化后，于1150℃保温30min后浇铸，得到合金铸锭；
将所得合金铸锭置于步进箱式炉中，于900℃保温4h后进行热轧，终轧温度控制在700℃，热轧总变形率为87％，进行水冷至室温后铣面；将铣面后的合金进行粗轧，粗轧总加工率为80％；将粗轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于550℃保温5h进行第一退火，将所得的第一退火合金酸洗后，进行中轧，其中，中轧的总变形量为65％；将中轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于520℃保温4h进行第二退火，将所得的第二退火合金酸洗后，进行中精轧，其中，中精轧的总变形量为65％；将中精轧后的合金置于钟罩式退火炉中，于370℃保温2h后以1℃/min的速率升温至400℃后，于400℃保温2h进行第一分级式退火，将所得的第一分级式退火合金进行第一精轧，其中第一精轧的总变形量为68％；将第一精轧所得的合金置于钟罩式退火炉中，于340℃保温6h后，以1.5℃/min的速率升温至380℃，于380℃保温2h进行第二分级式退火，将所得的第二分级式退火合金进行酸洗后，进行第二精轧，其中，第二精轧的总变形量为30％；将第二精轧所得的合金带材置于钟罩式退火炉中，于300℃保温5h进行终退火，得到所述黄铜合金。
表1实施例1～10的元素组成(wt.％)
Figure BDA0002991999140000131
Figure BDA0002991999140000141
对实施例1～10所得的黄铜合金进行XRD织构分析，测试结果见表2。
表2实施例1～10所得的黄铜合金进行微观结构测试结果
Figure BDA0002991999140000142
由表2可见，本发明提供的黄铜合金的平均晶粒尺寸为4～8μm，晶粒细小；黄铜合金中(001)[100]织构为3～20vol.％，(112)[11-1]织构为5～10vol.％，(110)[001]织构为2～10vol.％，(011)[2-11]织构为5～10vol.％，(123)[63-4]织构为2～20vol.％，(012)[100]织构为2～10vol.％，(124)[21-1]织构为5～20vol.％，(113)[12-1]织构为5～20vol.％，(362)[8-53]织构为5～20vol.％。
对实施例1～10所得的黄铜合金进行性能测试，其中，按照GB/T34505-2017测试抗拉强度、屈服强度和伸长率，按照GB/T 39152-2020测试抗应力松弛性，按照GB/T 232-2010测试折弯成型性能，测试结果见表3。
表3实施例1～10所得的黄铜合金的性能测试结果
Figure BDA0002991999140000143
Figure BDA0002991999140000151
由表3可见，本发明提供的黄铜合金的抗拉强度为500～600MPa，屈服强度为450～550MPa，伸长率为15～25％，100℃下1000h的抗应力松弛率为85～90％，带材横截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0，纵截面方向经180°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0.5，具有高的力学性能、优良的抗应力松弛和折弯成形性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种黄铜合金，其特征在于，由以下质量百分含量的元素组成：
La 0.005～0.05％，Si 0.01～0.15％，Mg 0.015～0.20％，Cu 64～76％，Zn为余量；
所述黄铜合金的平均晶粒尺寸为4～8μm；
所述黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述黄铜合金；
所述热轧的终轧温度为600～700℃；所述热轧的总变形率为80～95％；
所述粗轧的总变形率为70～90％；所述第一退火的保温温度为500～600℃，保温时间为4～8h；
所述中轧的总变形率为60～80％；所述第二退火的保温温度为450～550℃，保温时间为4～8h；
所述中精轧的总变形率为50～70％；所述第一分级式退火包括第11阶段退火和第12阶段退火，所述第一阶段退火的保温温度为275～375℃，保温时间为2～6h；所述第二阶段退火的保温温度为300～400℃，保温时间为2～6h；
所述第一精轧的总变形率为40～60％；所述第二分级式退火包括第21阶段退火和第22阶段退火，所述第一阶段退火的保温温度为250～350℃，保温时间为2～6h；所述第二阶段退火的保温温度为300～400℃，保温时间为2～6h；
所述第二精轧的总变形率为10～40％；所述终退火的保温温度为200～300℃，保温时间为4～8h。
2.根据权利要求1所述的黄铜合金，其特征在于，所述黄铜合金中(001)[100]织构为3～20vol.％，(112)[11-1]织构为5～10vol.％，(110)[001]织构为2～10vol.％，(011)[2-11]织构为5～10vol.％，(123)[63-4]织构为2～20vol.％，(012)[100]织构为2～10vol.％，(124)[21-1]织构为5～20vol.％，(113)[12-1]织构为5～20vol.％，(362)[8-53]织构为5～20vol.％。
3.权利要求1或2所述黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述黄铜合金；
所述热轧的终轧温度为600～700℃；所述热轧的总变形率为80～95％；
所述粗轧的总变形率为70～90％；所述第一退火的保温温度为500～600℃，保温时间为4～8h；
所述中轧的总变形率为60～80％；所述第二退火的保温温度为450～550℃，保温时间为4～8h；
所述中精轧的总变形率为50～70％；所述第一分级式退火包括第11阶段退火和第12阶段退火，所述第一阶段退火的保温温度为275～375℃，保温时间为2～6h；所述第二阶段退火的保温温度为300～400℃，保温时间为2～6h；
所述第一精轧的总变形率为40～60％；所述第二分级式退火包括第21阶段退火和第22阶段退火，所述第一阶段退火的保温温度为250～350℃，保温时间为2～6h；所述第二阶段退火的保温温度为300～400℃，保温时间为2～6h；
所述第二精轧的总变形率为10～40％；所述终退火的保温温度为200～300℃，保温时间为4～8h。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1200～1300℃；所述铸造的温度为1150～1200℃。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述热轧前还包括：对所述合金铸锭进行预热保温；所述预热保温的温度为700～900℃，预热保温的时间为3～6h。
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