CN114672690B

CN114672690B - 一种易镀色黄铜及其制备方法

Info

Publication number: CN114672690B
Application number: CN202210260406.8A
Authority: CN
Inventors: 叶东皇; 郑恩奇
Original assignee: Ningbo Jintian Copper Group Co Ltd
Current assignee: Ningbo Jintian Copper Group Co Ltd
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2023-02-24
Anticipated expiration: 2042-03-16
Also published as: CN114672690A

Abstract

本发明公开了一种易镀色黄铜，其特征在于：该黄铜的质量百分比组成为Cu：67.5～68.5wt％，Pb≤0.09wt％，Fe≤0.07wt％，余量为Zn；该黄铜的相组成为β相和α相；其中，β相的面积占比控制在5％以下，β相为细小的颗粒状，β相的尺寸≤3μm，α相的平均晶粒度控制在40～80μm。本发明黄铜通过限定黄铜中Cu、Zn含量、相组成以及相组成的晶粒大小，最终实现黄铜的易镀色。

Description

一种易镀色黄铜及其制备方法

技术领域

本发明属于黄铜技术领域，具体涉及一种易镀色黄铜及其制备方法。

背景技术

为了提高黄铜拉链的抗蚀性及装饰性能，通常在黄铜拉链线表面镀黑古铜色，目前常用SeO₂镀黑古铜色工艺，拉链线镀色后，时常出现发黑膜疏松，膜层不耐磨，颜色不纯正、易掉色等问题。

黄铜拉链线镀色问题一方面与客户的镀色工艺有很大关系，排除这方面因素后，其与黄铜扁线本身也有较大的关系，通过实验分析，黄铜的Cu、Zn含量，相组织，晶粒度，粗糙度等都影响最终黄铜拉链线的镀色效果。

因此，针对以上问题，需对现有的黄铜进行改进，解决黄铜的易镀色问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种膜层致密、耐磨、颜色纯正、不易掉色的易镀色黄铜。

本发明解决第一技术问题所采用的技术方案为：一种易镀色黄铜，其特征在于：该黄铜的质量百分比组成为Cu：67.5～68.5wt％，Pb≤0.09wt％，Fe≤0.07wt％，余量为Zn；该黄铜的相组成为β相和α相；其中，β相的面积占比控制在5％以下，β相为细小的颗粒状，β相的尺寸≤3μm，α相的平均晶粒度控制在40～80μm。

SeO₂溶于水后形成H₂SeO₃，溶液中的H₂SeO₃与铜拉链表面的的Cu反应生成黑色不溶性CuSe表面膜，由于反应所形成的CuSe的Cu是主要来自黄铜本身，而不是从溶液中沉积出来，因此，拉链扁线的Cu含量高越高越容易着色，故本发明黄铜的Cu含量控制在67.5％以上，同时考虑到产品的市场竞争力，上限控制在68.5％。

通过大量的实验验证，黄铜的镀色性能与黄铜的相组成密切相关，与α相相比，β相不易镀色，而且β相的形貌也影响镀色性能，即β相越细小，对镀色的影响越小。因此，β相的面积占比控制在5％以下，β相为细小的颗粒状，β相的尺寸≤3μm。

比表面积大小决定表面的吸附能力，提高黄铜拉链扁线的表面粗糙度，可以提高拉链扁线镀色时的着色能力。将α相的平均晶粒度控制在40～80μm，提高黄铜的比表面积，晶粒度越大，表面粗糙度也越大，越容易镀色，但当α相的晶粒度超过80μm时，晶粒过于粗大，拉链扁线表面会出现橘皮现象，影响美观。

作为优选，该黄铜中Sn≤0.005wt％，Si≤0.01wt％，Al≤0.01wt％。杂质元素Sn、Si、Al的锌当量系数分别为+4、+10和+6，这三种杂质元素锌当量系数高，当它们含量高时，会扩大黄铜中的β相比例，从而影响镀色，因此，Sn≤0.005wt％，Si≤0.01wt％，Al≤0.01wt％。

作为优选，该黄铜的粗糙度Ra为0.1～0.3μm。Ra值低于0.1μm以下，说明材料加工表面光洁度太高，镀色时不易着色；Ra值高于0.3μm以上，加工表面过于粗糙，镀色液不能完全覆盖金属表面，镀色后金属表面无光泽。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种易镀色黄铜的制备方法。

本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种易镀色黄铜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1)熔炼；

2)上引/水平连铸：铜水由结晶器从保温炉内向上/水平连续引出，保温炉内铜水温度控制在1020～1050℃，牵引速度：0.8～2.0m/min，杆坯规格Φ8～12mm；

3)中间拉伸：杆坯经过2～4道次拉伸至

的线坯；

4)中间退火：将圆线坯在炉体内退火，退火温度：400～580℃，升温时间：30～60min，起始温度为室温，保温时间：90～240min，到时间后出炉；

5)压扁：线坯经1～3道次压扁至宽厚为0.8～1.5*3.0～5.0mm的扁线坯；

6)留底退火：将扁线坯在炉体内退火，退火温度：480～620℃，升温时间：30～90min起始温度为室温，保温时间：120～240min，且随炉冷却；

7)成品拉伸：将扁线坯拉伸至宽厚为0.6～3.0*2.8～5.8mm的成品规格。

为了实现所需的黄铜表面粗糙度，作为优选，所述步骤6)中，拉伸模具工作区的粗糙度Ra控制在0.1～0.3μm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明黄铜通过限定黄铜中Cu、Zn含量、相组成以及相组成的晶粒大小，最终实现黄铜的易镀色。

2)本发明黄铜的制备方法中，退火后扁线坯α相的晶粒度控制在40～80μm，退火后坯料需随炉冷却，避免冷却速度快而析出β相，退火坯料中β相的面积占比控制在5％以下，β相为细小的颗粒状，β相的尺寸≤3μm。

附图说明

图1为本发明实施例1的金相组织照片(放大200倍)。

图2为本发明对比例的金相组织照片(放大200倍)。

图3为本发明实施例1镀色后的照片。

图4为本发明对比例镀色后的照片。

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。

本发明提供3个实施例和1个对比例，具体成分见表1。

实施例1：

一种易镀色黄铜线材，规格为宽0.88mm*厚3.95mm，具体制备方法如下：

1)熔炼：将紫铜、黄铜角料按所需比例加入工频感应熔炼炉，熔化后加入锌锭调整合金成分，成分符合要求后，加入清渣剂，升高温度至1035±5℃，喷锌后捞渣，然后通过潜液转流方式，熔炼合格的成分转入工频保温炉；

2)上引连铸：铜水由结晶器从保温炉内向上连续引出，保温炉内铜水温度控制在1030±5℃，牵引速度：1.45m/min，杆坯规格Φ8mm；

3)中间拉伸：杆坯经过3道次拉伸至Φ2.8mm的线坯；依次为Φ8mm→Φ5mm→Φ2.8mm；

4)中间退火：将Φ2.8线坯在炉体内退火，退火温度：480℃，升温时间：40min，起始温度为室温，保温时间：180min，到时间后出炉；

5)压扁：线坯经2道次压扁至宽厚为1.05mm宽*4.15mm厚的扁线坯；

6)留底退火：将扁线坯在炉体内退火，退火温度：520℃，升温时间：60min，起始温度为室温，保温时间：120min，且随炉冷却；

7)成品拉伸：将扁线坯拉伸至宽厚为0.88*3.95mm的成品规格，拉伸模材质为聚晶人造金刚石，工作区粗糙度0.16μm；

8)检验包装：成品检验合格后包装。

实施例2

一种易镀色黄铜线材，规格为宽2.2mm*厚6.85mm，具体制备方法如下：

1)熔炼：将紫铜、黄铜角料按所需比例加入工频感应熔炼炉，熔化后加入锌锭调整合金成分，成分符合要求后，加入清渣剂，升高温度至1040±5℃，喷锌后捞渣，然后通过潜液转流方式，熔炼合格的成分转入工频保温炉；

2)上引连铸：铜水由结晶器从保温炉内向上连续引出，保温炉内铜水温度控制在1035±5℃，牵引速度：1.2m/min，杆坯规格Φ12mm；

3)中间拉伸：杆坯经过2道次拉伸至Φ5.4mm的线坯；依次为Φ8mm→Φ5.4mm

4)中间退火：将Φ5.4线坯在炉体内退火，退火温度：520℃，升温时间：40min，起始温度为室温，保温时间：180min，到时间后出炉；

5)压扁：线坯经2道次压扁至宽厚为2.45mm宽*7.2mm厚的扁线坯；

6)留底退火：将扁线坯在炉体内退火，退火温度：540℃，升温时间：60min，起始温度为室温，保温时间：180min，且随炉冷却；

7)成品拉伸：将扁线坯拉伸至宽厚为2.2*6.85mm的成品规格，拉伸模材质为聚晶人造金刚石，工作区粗糙度0.19μm；

8)检验包装：成品检验合格后包装。

实施例3

一种易镀色黄铜线材，规格为宽0.86mm*厚3.9mm，具体制备方法如下：

3)中间拉伸：杆坯经过3道次拉伸至Φ2.8mm的线坯；依次为Φ8mm→Φ5mm→Φ2.8mm。

4)中间退火：将Φ5.4线坯在炉体内退火，退火温度：550℃，升温时间：50min，起始温度为室温，保温时间：180min，到时间后出炉；

5)压扁：线坯经2道次压扁至宽厚为1.0mm宽*4.05mm厚的扁线坯；

6)留底退火：将扁线坯在炉体内退火，退火温度：600℃，升温时间：60min，起始温度为室温，保温时间：150min，且随炉冷却；

6)成品拉伸：将扁线坯拉伸至宽厚为0.86*3.9mm的成品规格，拉伸模材质为聚晶人造金刚石，工作区粗糙度0.13μm。

7)检验包装：成品检验合格后包装。

对比例黄铜扁线的规格为0.88mm宽*3.95mm厚。

对3个实施例和1个对比例的扁线取样研磨抛光后，用“三氯化铁+乙醇”溶液侵蚀后，分别在显微镜下观察金相组织，结果见表2。

表面粗糙度利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值结果见表2。

对3个实施例和1个对比例的扁线进行镀色，镀色工艺为：除油→水洗→化学抛光(H₂SO₄+H₂O₂)→水洗→镀色(SeO₂水溶液)→水洗→甩干。

对镀色后的3个实施例和1个对比例的镀色膜层进行性能评价，评价维度为膜层的外观、膜厚、附着能力、抗腐蚀能力。

膜厚检测：利用X-RAY荧光膜厚仪对镀色膜厚进行检测。

附着能力检测：将镀色后的扁线用折弯器弯曲到90°以上，观察弯曲面是否有镀层起皮，剥落等现象。

抗腐蚀能力测试：按照GB/T 10125-2012(人造气氛腐蚀试验盐雾试验)试验方法(中性盐雾试验法)进行盐雾对比试验，试验条件为：温度：35±2℃，PH值：6.5-7.2，盐雾浓度：5％NaCl溶液，试验时间为24h，试样长度为150mm，试验结束后取出试样，洗净干燥后通过肉眼观察试样表面变色情况以及点蚀数量来判断耐腐蚀效果。表面只有轻微变色，点蚀数量5个以下表明镀色层耐腐蚀性能良好。

表1本发明实施例、对比例的化学成分

表2本发明实施例、对比例的金相组织及表面粗糙度

表3本发明实施例、对比例的镀色膜层的性能

Claims

1.一种易镀色黄铜，其特征在于：该黄铜的质量百分比组成为Cu：67.5~68.5wt%，Pb≤0.09wt%，Fe≤0.07wt%，余量为Zn；该黄铜的相组成为β相和α相；其中，β相的面积占比控制在5%以下，β相为细小的颗粒状，β相的尺寸≤3μm，α相的平均晶粒度控制在40~80μm；该黄铜中Sn≤0.005wt%，Si≤0.01wt%，Al≤0.01wt%；该黄铜的粗糙度Ra为0.1~0.3μm。

2.一种权利要求1所述的易镀色黄铜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1）熔炼；

2）上引/水平连铸：铜水由结晶器从保温炉内向上/水平连续引出，保温炉内铜水温度控制在1020~1050℃，牵引速度：0.8~2.0m/min，杆坯规格Φ8~12mm；

3）中间拉伸：杆坯经过2~4道次拉伸至Φ2.5~7.0mm的线坯；

4）中间退火：将圆线坯在炉体内退火，退火温度：400~580℃，升温时间：30~60min，起始温度为室温，保温时间：90~240min，到时间后出炉；

5）压扁：线坯经1~3道次压扁至宽厚为0.8~1.5*3.0~5.0mm的扁线坯；

6）留底退火：将扁线坯在炉体内退火，退火温度：480~620℃，升温时间：30~90min，起始温度为室温，保温时间：120~240min，且随炉冷却；

7）成品拉伸：将扁线坯拉伸至宽厚为0.6~0.88*2.8~3.59mm的成品规格。

3.根据权利要求2所述的易镀色黄铜的制备方法，其特征在于：所述步骤7）中，拉伸模具工作区的粗糙度Ra控制在0.1~0.3μm。