CN113355555B - 一种铋黄铜棒材及其制备方法 - Google Patents

一种铋黄铜棒材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113355555B
CN113355555B CN202110584196.3A CN202110584196A CN113355555B CN 113355555 B CN113355555 B CN 113355555B CN 202110584196 A CN202110584196 A CN 202110584196A CN 113355555 B CN113355555 B CN 113355555B
Authority
CN
China
Prior art keywords
particles
bismuth
less
bismuth brass
bar
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
Application number
CN202110584196.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113355555A (zh
Inventor
周冰清
傅杰
巢国辉
夏文彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Jintian Copper Group Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Jintian Copper Group Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Jintian Copper Group Co Ltd filed Critical Ningbo Jintian Copper Group Co Ltd
Priority to CN202110584196.3A priority Critical patent/CN113355555B/zh
Publication of CN113355555A publication Critical patent/CN113355555A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113355555B publication Critical patent/CN113355555B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明公开了一种铋黄铜棒材，其特征在于：该铋黄铜的质量百分比组成为，铜：60～62wt％、铋：0.1～0.8wt％、铅：≤0.1wt％、磷：0.01～0.1wt％、锡≤0.2wt％、铁≤0.2wt％，其余为锌，其他杂质含量≤0.5wt％。本发明铋黄铜棒材的抗拉强度在500MPa以上时，延伸率为15‑30％，且各位置硬度最大偏差在5HV5以下，具有优异的冷加工性能与切削性能。

Description

一种铋黄铜棒材及其制备方法
技术领域
本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种铋黄铜棒材及其制备方法。
背景技术
铅黄铜优异的力学性能、耐蚀性能、成形性能特别是机加工性能，被广泛应用于电子电器、精密器件、卫浴阀门等诸多领域。但是，铅元素属于有毒元素，铅黄铜产品生产、加工和使用过程中均易造成环境污染和人体健康危害。世界各国或地区已出台相应的标准法规，限制或禁止含铅产品在电子电器等生活领域应用，黄铜的无铅化已逐步成为各领域的共识。
目前，硅黄铜、铋黄铜为无铅易切削黄铜中最为技术成熟的一种，并已实现一定的商业化。但易切削黄铜的无铅化更多的涉及卫浴水暖以及车削加工领域，随着无铅进程的逐步推行，电子电器领域对于无铅易切削黄铜型材需求逐步增加，但是电子电器连接件在切削、钻孔后可能还需进行铆接或铆压，该加工工艺要求材料不仅具有优异的切削、钻削能力，还要求材料能够承受一定大塑性冷变形能力，而目前对于同时满足冷加工性能及切削性要求的无铅易切削黄铜研究较少。
中国专利公开号101445885A公开的《一种易切削硅黄铜合金及其制备方法》，添加硅元素后，黄铜切削性能良好，但产品硬度和强度急剧增加，产品塑性差，不能满足精密加工和塑性冷加工性能，不适用于电子电器领域的应用。中国专利公开号1461815A公开的《无铅易切削黄铜合金材料和它的制造方法》，提供了一种铜-锌-铋合金，具有良好的强度、切削性和耐腐蚀性能，为了同时满足耐蚀性和切削性能，对组成和工艺进行了设计，特别是铋含量为0.5～2.2％，铜含量60～62％，并进行高温热处理，该成分组成与工艺条件下，铋颗粒易呈薄膜状分布，对产品冷加工塑性造成影响。
因此，急需开发一种满足冷加工性能的易切削黄铜棒材。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种冷加工性能与切削性能都优异的铋黄铜棒材。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种铋黄铜棒材，其特征在于：该铋黄铜的质量百分比组成为，铜：60～62wt％、铋：0.1～0.8wt％、铅：≤0.1wt％、磷：0.01～0.1wt％、锡≤0.2wt％、铁≤0.2wt％，其余为锌，其他杂质含量≤0.5wt％。
铜是本发明的主要元素，其含量关系合金的组织结构与成本。若铜含量低于60％，虽为α+β两相组织，且具有良好的切削性能与成本控制，但α相比例可能低于范围，影响产品冷加工塑性；而铜含量高于62％，则α相难呈孤岛分布状态，不利于铋颗粒的形态和分布，影响切削性能的同时也造成成本升高，因此本发明的铜合金含量为60～62wt％。
铋是本发明的主要元素，铋含量小于0.1％时，无法达到令人满意的切削性能；而含量大于0.8％易发生铋元素聚集而影响形貌分布，难以进一步提升本发明的切削性能，同时造成合金塑性下降，因此本发明的铋含量为0.1～0.8wt％。
铅是本发明的杂质元素。一般条件下，铅与铋共存易形成铅铋低温合金，极大降低材料的机械加工性能与冷热加工性能，同时增加合金在冷、热加工过程中的开裂风险。因此，常规含铋黄铜要求铅含量越低越好，甚至不含铅元素，这也造成含铋黄铜与含铅黄铜不能混合，是铋黄铜回料难以回收的根本原因。而本发明中，通过合金组织、切削性颗粒形貌管控，极大地避免了因含铅导致的开裂风险，微量的铅元素存在对本发明的冷、热加工塑性不造成影响。考虑到铅元素对环境的危害程度，本发明对铅的含量控制在0.1％以内。
磷是本发明的添加元素，添加磷可以起到熔铸过程脱氧、改善金属流动作用，同时在本发明中形成Cu3P硬质相，不仅提升切削性能，且能为铋颗粒提供形核位点，减少薄膜态铋分布生成。P含量低于0.01％时，则Cu3P硬质相形成少，作用不明显，P含量高于0.1％，合金脆性增加，冷加工塑性下降，因此本发明的磷含量为0.01～0.1wt％。
铁和锡为本发明的杂质元素，微量的铁和锡能起到细化晶粒的作用，同时锡和铋有一定溶解度，可起到增大黄铜晶界润湿角作用，促进铋颗粒形貌分布。而过量的铁和锡，易造成合金硬度、强度上升，降低材料塑性。一般情况下铁和锡在回料中存在，主要由回料中带入，因此本发明控制铁和锡元素不高于0.2％。
作为优选，还包括0.005～0.05wt％的镧、0.005～0.05wt％的铈。
镧和铈为本发明的添加元素，起到细化晶粒的作用，镧、铈能极大程度减少晶粒长大，增大晶界面积，增加了合金的扩散阻力，减少铋颗粒加工和热处理时在晶界的偏聚，降低薄膜状分布风险。镧、铈含量低于0.005％，效果不明显；含量高于0.05％，非真空烧损严重，难以稳定达到，增加熔炼难度，因此本发明的镧和铈含量分别控制在0.005～0.05％。
作为优选，该铋黄铜的微观组织晶粒为等轴晶，晶粒度为5～7μm。
作为优选，该铋黄铜以α相和β相为基体相，所述α相的面积含量为70～90％。α相作为一种塑性良好的组织，较高的面积含量能显著提高材料塑性，保证铆压等对材料塑性要求较高的加工过程中不发生开裂。而少量的、弥散分布的硬质β相可以阻断α相的联结，增加材料的切削性能。
作为优选，该铋黄铜含有第二相，第二相包括Bi颗粒，Bi颗粒椭圆度0～20％，1mm2上Bi颗粒数10000个以上，Bi颗粒粒径1-2μm的面积占比在70％以上，Bi颗粒粒径2-10μm以上面积占比在10％以下，Bi颗粒粒径1μm以下面积占比在15％以下。具有一定尺寸的铋颗粒才能在切削过程中发挥类似铅黄铜断屑的能力，粒径过小虽能起到润滑刀具的作用，但是相应断屑能力会降低；粒径过大则会完全丧失切削润滑与断裂能力，增加刀具磨损。因此本发明控制铋颗粒粒径1-2μm的面积占比在70％以上。
作为优选，所述第二相还包括Cu3P颗粒，Cu3P颗粒的椭圆度0～10％，1mm2上Cu3P颗粒的数量在3000个以上，Cu3P颗粒粒径0.5～1.5μm的面积占比在60％以上，Cu3P颗粒粒径1.5～4μm的面积占比在15％以下，Cu3P颗粒粒径0.5μm以下的面积占比在25％以下。弥散分布的硬质脆相Cu3P颗粒可以提高合金的切削性能，也能为铋颗粒的析出提供形核位置，降低薄膜状铋颗粒的形成。粒径过大则无法为铋颗粒形核提供位置，增加形成薄膜状铋颗粒风险，粒径过小则会损失部分切削性能，因此优选的Cu3P颗粒粒径为0.5-1.5μm的面积占比在60％以上。
作为优选，该铋黄铜棒材的抗拉强度在500MPa以上时，延伸率为15-30％，且各位置硬度最大偏差在5HV5以下。硬度最大偏差表现为材料的硬度均匀性，可能因不同截面加工率选择问题会出现截面间硬度偏差过大情况，这势必会引起材料加工的不稳定性，因此本发明通过棒材硬度偏差值来判定材料的加工均匀性。
作为优选，该铋黄铜棒材为异型材。异型材具体包括圆形棒、方形棒、矩形棒、六角形棒等。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种铋黄铜棒材的制备方法。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种铋黄铜棒材的制备方法，包括以下制备步骤：
1)铸造：按照所需组分配料后进行熔炼，铸造出铸锭；
2)挤压：将铸锭加热后通过挤压机挤压形成异型棒坯，挤压温度为600～720℃，挤压比：200～350；
3)联合拉拔：将异型棒坯进行联合拉拔，得到成品异型棒，拉拔加工率控制在8～25％，拉拔速度控制在40～80m/min；
4)退火：将异型棒退火，退火温度为250～350℃，保温时间为1h～5h。
挤压温度为600～720℃，挤压比：200～350，控制挤压坯晶粒为等轴细晶，α相比例高于70％。
联合拉拔加工率控制在8～25％，拉拔速度控制在40～80m/min，一定的拉拔加工率控制是保证型材成型的尺寸、R角、直度等几何参数，且保留材料部分塑性，方便切削、铆压等加工。
低温退火温度为250～350℃，保温时间为1h～5h，消除异型棒的内应力且保证晶粒基本不长大。
作为优选，所述步骤2)中，铸锭采用四段梯度加热，第一段温度加热至250～400℃，加热时间10～30min；第二段温度加热至450～560℃，加热时间10～30min；第三段温度加热至570～630℃；加热时间5～30min；第四段加热至640～700℃，加热时间5～20min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)应用范围广：普通铋黄铜中铋元素以单质颗粒与薄膜两种形式存在，在一定温度范围内加工会发生开裂，因此其冷加工性能不佳。而本发明的铋黄铜使铋析出相更细小、分布均匀、无薄膜状，提高了该铜合金产品的冷加工性能，能适用于各类冷加工制品，应用范围广。
2)可加工型材种类多样：普通铋黄铜基本只生产圆形棒，加工成矩形、六角棒等异型材常发生开裂导致成材率低，而本发明铋黄铜可以生产包括圆形棒、方形棒、矩形棒、六角形棒等，加工过程不发生开裂，成材率高。
3)回料生产要求低：铅与铋共存易形成铅铋低温合金，极大降低材料的机械加工性能与冷热加工性能，同时增加开裂风险。因此，普通含铋黄铜要求铅含量越低越好，甚至不含铅元素。而本发明中，通过合金组织、切削性颗粒形貌管控，极大地避免了因含铅导致的开裂风险，微量的铅元素存在对本发明的冷加工塑性不造成影响。
4)产品切削性能、冷加工塑性优异：普通铋黄铜通过增加铋元素含量提高其切削性能，成品只能通过使用切削、钻削等方式加工；而本发明铋黄铜在降低了铋含量的同时不损失、甚至提升了切削性能，也通过特殊的合金化与生产工艺调控，综合提升了材料的塑性，使该产品不仅能适用于切削、钻削等加工，也能应用于需要一定冷加工塑性变形的场合。
5)本发明铋黄铜棒材的抗拉强度在500MPa以上时，延伸率为15-30％，且各位置硬度最大偏差在5HV5以下。
附图说明
图1为本发明实施例1成品棒材的金相照片(500X)；
图2为本发明对比例1成品棒材的金相照片(500X)。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本申请提供5个实施例和1个对比例，具体成分见表1。5个实施例按照本发明制备方法进行制备。
实施例1
铋黄铜棒材的制备步骤：
1、熔炼铸造：按组成配比称取相应原料，将铋黄铜角料、普黄铜角料、紫铜、电解锌、精铋、磷铜合金、混合稀土分批依次加入感应电炉内，熔炼温度1170℃。待金属全部熔化后搅拌均匀，静置20min，测试成分如表1所示。进行水平连铸，温度970℃，铸造规格145mm，锯切长度500mm。
2、挤压：铸锭采用四段梯度加热，第一段温度加热至300℃，加热时间20min；第二段温度加热至500℃，加热时间20min；第三段温度加热至580℃；加热时间20min；第四段加热至660℃，加热时间15min。加热完成后在1250T反向挤压机上脱皮双孔挤压，规格4.6*7.4mm，盘圆收线。
3、酸洗：将挤压坯接头后，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋3min，高压水冲洗干净。
4、联合拉拔：将酸洗坯料在2T联合拉拔机上进行拉拔作业，拉拔速度55m/min，拔出规格3.94*6.98mm。
5、退火：将拉拔后坯料在340℃下退火，保温2h。
6、酸洗：将退火后产品，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋2.5min，高压水冲洗干净。
7、矫直：将产品在矫直机下进行矫直，矫直速度45m/min；
8、定尺3m；
9、成品检验入库。
实施例2
铋黄铜棒材的制备步骤：
1、熔炼铸造：按组成配比称取相应原料，将铋黄铜角料、普黄铜角料、紫铜、电解锌、精铋、磷铜合金、混合稀土分批依次加入感应电炉内，熔炼温度1160℃。待金属全部熔化后搅拌均匀，静置20min，测试成分如表1所示。进行水平连铸，温度1000℃，铸造规格245mm，锯切长度800mm。
2、挤压：铸锭采用四段梯度加热，第一段温度加热至320℃，加热时间20min；第二段温度加热至510℃，加热时间25min；第三段温度加热至600℃，加热时15min；第四段加热至670℃，加热时间15min。加热完成后在3150T反向挤压机上脱皮双孔挤压，规格6.0*8.0mm，盘圆收线。
3、酸洗：将挤压坯接头后，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋3.5min，高压水冲洗干净。
4、联合拉拔：将酸洗坯料在2T联合拉拔机上进行拉拔作业，拉拔速度60m/min，拔出规格4.8*7.2mm。
5、退火：将拉拔后坯料在335℃下退火，保温2.5h。
6、酸洗：将退火后产品，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋2min，高压水冲洗干净。
7、矫直：将产品在矫直机下进行矫直，矫直速度50m/min；
8、定尺2.5m；
9、成品检验入库。
实施例3
铋黄铜棒材的制备步骤：
1、熔炼铸造：按组成配比称取相应原料，将铋黄铜角料、普黄铜角料、紫铜、电解锌、精铋、磷铜合金、混合稀土分批依次加入感应电炉内，熔炼温度1180℃。待金属全部熔化后搅拌均匀，静置20min，测试成分如表1所示。进行半连铸，出炉温度1040℃铸造规格240mm，锯切长度900mm。
2、挤压：铸锭采用四段梯度加热，第一段温度加热至310℃，加热时间20min；第二段温度加热至520℃，加热时间20min；第三段温度加热至600℃；加热时间20min；第四段加热至680℃，加热时间15min。加热完成后在3150T反向挤压机上脱皮双孔挤压，规格5.6*7.8mm，盘圆收线。
3、酸洗：将挤压坯接头后，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋3min，高压水冲洗干净。
4、联合拉拔：将酸洗坯料在2T联合拉拔机上进行拉拔作业，拉拔速度70m/min，拔出规格4.4*6.9mm。
5、退火：将拉拔后坯料在345℃下退火，保温2h。
6、酸洗：将退火后产品，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋1min，高压水冲洗干净。
7、矫直：将产品在矫直机下进行矫直，矫直速度45m/min；
8、定尺2.5m。
9、成品检验入库。
实施例4
铋黄铜棒材的制备步骤：
1、熔炼铸造：按组成配比称取相应原料，将铋黄铜角料、普黄铜角料、紫铜、电解锌、精铋、磷铜合金、混合稀土分批依次加入感应电炉内，熔炼温度1200℃。待金属全部熔化后搅拌均匀，静置20min，测试成分如表1所示。进行半连铸，出炉温度1030℃，铸造规格145mm，锯切长度600mm。
2、挤压：铸锭采用四段梯度加热，第一段温度加热至290℃，加热时间18min；第二段温度加热至490℃，加热时间20min；第三段温度加热至560℃；加热时间20min；第四段加热至660℃，加热时间25min。加热完成后，1250T反向挤压机上脱皮双孔挤压，规格4.8*7.6mm，盘圆收线。
3、酸洗：常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋3min，高压水冲洗干净。
4、联合拉拔：将酸洗坯料在2T联合拉拔机上进行拉拔作业，拔出规格3.9*6.8mm。
5、退火：将拉拔后坯料在320℃下退火，保温3h。
6、酸洗：将退火后产品，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋2min，高压水冲洗干净。
7、矫直：将产品在矫直机下进行矫直，矫直速度55m/min；
8、定尺3.2m。
9、成品检验入库。
实施例5
铋黄铜棒材的制备步骤：
1、熔炼铸造：按组成配比称取相应原料，将铋黄铜角料、普黄铜角料、紫铜、电解锌、精铋、磷铜合金、混合稀土分批依次加入感应电炉内，熔炼温度1180℃。待金属全部熔化后搅拌均匀，静置20min，测试成分如表1所示。进行半连铸，出炉温度1040℃，铸造规格200mm，锯切长度600mm。
2、挤压：铸锭采用四段梯度加热，第一段温度加热至300℃，加热时间16min；第二段温度加热至510℃，加热时间22min；第三段温度加热至590℃；加热时间18min；第四段加热至680℃，加热时间23min。加热完成后，3150T反向挤压机上脱皮双孔挤压，规格4.2*5.6mm，盘圆收线。
3、酸洗：常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋2.5min，高压水冲洗干净。
4、联合拉拔：将酸洗坯料在2T联合拉拔机上进行拉拔作业，拔出规格3.7*4.8mm。
5、退火：将拉拔后坯料在340℃下退火，保温2h。
6、酸洗：将退火后产品，常温下使用含硫酸20％的酸液喷淋1.5min，高压水冲洗干净。
7、矫直：将产品在矫直机下进行矫直，矫直速度45m/min；
8、定尺2.5m
9、成品检验入库。
对比例为HBi59-1，规格3.95*6.97mm。
对于实施例和对比例，在以下条件下进行特性评价。
室温拉伸试验按照《GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》在电子万能力学性能试验机上进行，对实施例和对比例均采用型材试样测试方法，拉伸速度为5mm/min。
晶粒度以及相比例测试按照《GB/T 6394-2017金属平均晶粒度测定方法》，其中晶粒度测试方法为截点法，相比例测试方法为面积法。
参见图1，铋黄铜型材晶粒度细小，铋颗粒分布弥散、均匀，晶粒度为10μm，α相比例的占比为78％，挤压、切削、铆压不开裂。参见图2，对比例的铋颗粒分布不均匀、颗粒大小不一，晶粒度为25μm，α相比例的占比为59％，挤压后有一定程度开裂，且经一定程度冷加工变形后有开裂现象。
测试第二相尺寸是在扫描电镜以及透射电镜下观察样品的组织，根据观察结果计算合金析出的第二相的平均粒径、椭圆度、数量，并分别计算其数量密度及析出相面积占比。实施例1中Bi颗粒的椭圆度5％，1mm2上Bi颗粒数14570个，Bi颗粒粒径1～2μm的面积占比在80％，Bi颗粒粒径2～10μm面积占比在8％，Bi颗粒粒径1μm以下面积占比在11％。Cu3P颗粒的椭圆度4％，1mm2上Cu3P颗粒的数量在5500个，Cu3P颗粒粒径0.5-1.5μm的面积占比在75％，Cu3P颗粒粒径1.5～4μm的面积占比在10％，Cu3P颗粒粒径1μm以下的面积占比在15％。
硬度值测试方法为《GB/T4340.1-2009金属材料维氏硬度试验第1部分》，最大偏差硬度为矩形棒横截面、2个纵截面间的维氏硬度最大偏差。
切削试验统一参数设计为：进刀1mm，车床转速1000r/min。
铆压性能测试：将矩形铜材车削、钻孔加工成一端外圆直径5mm、壁厚0.5mm的喇叭状开口，使用铆压机对试样沿某一直径进行铆压，铆压深度为2、3、4mm，观察变形区域是否开裂。
表1本发明实施例与对比例的化学成分测试结果(wt％)
成分 Cu Bi P Fe Sn La Ce Zn
实施例1 60.2 0.71 0.02 0.08 0.10 0.02 0.05 Rem.
实施例2 60.7 0.64 0.05 0.07 0.08 0.03 0.06 Rem.
实施例3 61.1 0.57 0.07 0.05 0.09 0.05 0.03 Rem.
实施例4 61.5 0.42 0.06 0.06 0.08 0.04 0.04 Rem.
实施例5 61.8 0.24 0.04 0.10 0.08 0.03 0.05 Rem.
对比例 59.5 1.75 / / 0.20 / / Rem.
表2本发明实施例、对比例的微观组织
平均晶粒度/μm α相面积比例/％
实施例1 10 78
实施例2 11 82
实施例3 5 85
实施例4 9 84
实施例5 13 87
对比例 25 57
表3本发明实施例、对比例的力学性能与切削性能对比
Figure BDA0003086501140000091
表4本发明实施例、对比例的铆压性能对比
编号 铆压深度2mm 铆压深度3mm 铆压深度4mm
实施例1 无开裂 无开裂 无开裂
实施例2 无开裂 无开裂 无开裂
实施例3 无开裂 无开裂 无开裂
实施例4 无开裂 无开裂 无开裂
实施例5 无开裂 无开裂 无开裂
对比例1 轻微开裂 开裂 开裂

Claims (7)

1.一种铋黄铜棒材，其特征在于：该铋黄铜的质量百分比组成为，铜：60～62wt％、铋：0.1～0.57wt％、铅：≤0.1wt％、磷：0.01～0.1wt％、锡≤0.1wt％、铁≤0.2wt％，其余为锌，其他杂质含量≤0.5wt％；该铋黄铜以α相和β相为基体相，所述α相的面积含量为70～90％；该铋黄铜含有第二相，第二相包括Bi颗粒，Bi颗粒椭圆度0～20％，1mm2上Bi颗粒数10000个以上，Bi颗粒粒径1～2μm的面积占比在70％以上，Bi颗粒粒径2～10μm面积占比在15％以下，Bi颗粒粒径1μm以下面积占比在15％以下；该铋黄铜棒材的抗拉强度在500MPa以上时，延伸率为15-30％，且各位置硬度最大偏差在5HV5以下。
2.根据权利要求1所述的铋黄铜棒材，其特征在于：还包括0.005～0.05wt％的镧、0.005～0.05wt％的铈。
3.根据权利要求1所述的铋黄铜棒材，其特征在于：该铋黄铜的微观组织晶粒为等轴晶，晶粒度为5～7μm。
4.根据权利要求1所述的铋黄铜棒材，其特征在于：所述第二相还包括Cu3P颗粒，Cu3P颗粒的椭圆度0～10％，1mm2上Cu3P颗粒的数量在3000个以上，Cu3P颗粒粒径0.5～1.5μm的面积占比在60％以上，Cu3P颗粒粒径1.5～4μm的面积占比在15％以下，Cu3P颗粒粒径0.5μm以下的面积占比在25％以下。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的铋黄铜棒材，其特征在于：该铋黄铜棒材为异型材。
6.一种权利要求5所述的铋黄铜棒材的制备方法，包括以下制备步骤：
1)铸造：按照所需组分配料后进行熔炼，铸造出铸锭；
2)挤压：将铸锭加热后通过挤压机挤压形成异型棒坯，挤压温度为600～720℃，挤压比：200～350；
3)联合拉拔：将异型棒坯进行联合拉拔，得到成品异型棒，拉拔加工率控制在8～25％，拉拔速度控制在40～80m/min；
4)退火：将异型棒退火，退火温度为250～350℃，保温时间为1h～5h。
7.根据权利要求6所述的铋黄铜棒材的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，铸锭采用四段梯度加热，第一段温度加热至250～400℃，加热时间10～30min；第二段温度加热至450～560℃，加热时间10～30min；第三段温度加热至570～630℃；加热时间5～30min；第四段加热至640～700℃，加热时间5～20min。
CN202110584196.3A 2021-05-27 2021-05-27 一种铋黄铜棒材及其制备方法 Active CN113355555B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110584196.3A CN113355555B (zh) 2021-05-27 2021-05-27 一种铋黄铜棒材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110584196.3A CN113355555B (zh) 2021-05-27 2021-05-27 一种铋黄铜棒材及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113355555A CN113355555A (zh) 2021-09-07
CN113355555B true CN113355555B (zh) 2022-08-30

Family

ID=77527825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110584196.3A Active CN113355555B (zh) 2021-05-27 2021-05-27 一种铋黄铜棒材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113355555B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115125414B (zh) * 2022-07-27 2023-05-09 宁波金田铜业(集团)股份有限公司 一种黄铜合金及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1916209B (zh) * 2006-08-25 2010-05-12 江西铜业集团(贵溪)新材料有限公司 一种稀土碲铋黄铜合金及其制备方法
CN101440442B (zh) * 2007-11-22 2010-12-22 北京有色金属研究总院 一种无铅易切削铋黄铜合金
CN111926214B (zh) * 2020-08-18 2021-12-07 宁波金田铜业(集团)股份有限公司 一种冷加工塑性优异的易切削铅黄铜棒材及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113355555A (zh) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111235427B (zh) 一种易切削黄铜合金及其制备方法和应用
CN111926214B (zh) 一种冷加工塑性优异的易切削铅黄铜棒材及其制备方法
CN110952019B (zh) 一种易切削锌白铜及其制备方法和应用
CN109266901B (zh) 一种Cu15Ni8Sn高强耐磨合金杆/丝的制备方法
WO2022134290A1 (zh) 一种抗高温软化和应力松弛的易车削铍铜合金制备方法
CN111304488A (zh) 一种耐应力开裂铅黄铜棒材及其制备方法
CN113355555B (zh) 一种铋黄铜棒材及其制备方法
CN111411256B (zh) 一种电子元器件用铜锆合金及其制备方法
CN111979446A (zh) 一种用于制造棒线材的碲铍铜合金及其制备方法
CN111809079A (zh) 一种高强高导铜合金导线材料及其制备方法
CN108411150B (zh) 插套用高性能铜合金材料及制造方法
US4238249A (en) Process for the preparation of a copper-zinc material
CN105908012A (zh) 一种环保型无铅易切削抗热裂黄铜合金材料及其制备方法
CN113981268B (zh) 一种黄铜线材的制备方法
CN113462925B (zh) 一种易切削黄铜及其制备方法
CN114277280B (zh) 一种析出强化型锡黄铜合金及其制备方法
CN111663063B (zh) 一种适用于高速自动化加工的铅黄铜棒材及其制备方法
CN114438368A (zh) 一种无铅易切削锡磷青铜合金及其制备方法
CN113106289B (zh) 一种热锻性能优异的易切削铜合金及其制备方法
CN115233031B (zh) 一种高性能铜合金及其制备方法
CN114875270B (zh) 锡磷青铜合金及其制备方法
CN113337752B (zh) 一种耐应力腐蚀性能优异的铋黄铜及其制备方法
CN117187618A (zh) 一种薄壁部件用铅黄铜及其制备方法
CN117926070A (zh) 一种无铅黄铜合金及其制备方法
CN116219223A (zh) 一种黄铜合金棒材及其制备方法

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