CZ2015703A3 - Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena - Google Patents

Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena Download PDF

Info

Publication number
CZ2015703A3
CZ2015703A3 CZ2015-703A CZ2015703A CZ2015703A3 CZ 2015703 A3 CZ2015703 A3 CZ 2015703A3 CZ 2015703 A CZ2015703 A CZ 2015703A CZ 2015703 A3 CZ2015703 A3 CZ 2015703A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
brass
lead
content
bismuth
machinability
Prior art date
Application number
CZ2015-703A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ306429B6 (cs
Inventor
Peter Sláma
Pavel Podaný
Miroslav Roško
Original Assignee
Comtes Fht A.S.
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 Comtes Fht A.S. filed Critical Comtes Fht A.S.
Priority to CZ2015-703A priority Critical patent/CZ2015703A3/cs
Publication of CZ306429B6 publication Critical patent/CZ306429B6/cs
Publication of CZ2015703A3 publication Critical patent/CZ2015703A3/cs

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

Obrobitelná dvoufázová mosaz se sníženým obsahem olova, vhodná pro tváření válcováním za studena, obsahující Bi a sulfidy manganu/zinku. Mosaz obsahuje 57 až 60 hmotn. % Cu, 0,4 až 1,0 hmotn. % Bi, 0,4 až 1,0 hmotn. % Sn, 0,1 až 0,8 hmotn. % Fe, 0,005 až 1,0 hmotn. % Mn, 0,01 až 0,5 hmotn. % S. Dále může obsahovat až 0,4 hmotn. % Pb, zbytek do 100 % je tvořen zinkem.

Description

Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studená
Oblast techniky
Vynález se týká obrobitelné mosazi se sníženým obsahem olova/vhodné pro plechy válcované za studená.
Dosavadní stav techniky
Mosazi určené pro obrábění jsou obvykle slitiny na bázi Cu-Zn-Pb, u kterých přítomnost olova zlepšuje obrobitelnost a vznik krátké třísky při obrábění. Olovo se přidává v rozmezí od ne. b 0,4 do 4 hm(f %, přičemž slitiny s nejvyšším obsahem olova mají nejlepší obrobitelnost. Jako srovnávací standard se 100% obrobitelností je v USA uváděna slitina C36000 (CuZn36Pb3). V Evropě jsou jako standard se 100% obrobitelností uváděny slitiny CW603N a CW614N (CuZn36Pb3 a CuZn39Pb3).
Slitiny s vyšším obsahem olova se používají pro tváření za tepla, pro výrobu tyčí pro třískové obrábění a výkovků pro kování za tepla. Pro výrobu plechů válcováním za studená se používají slitiny s nižším obsahem olova kolem 1 % (slitina CuZn39Pbl), které mají vyhovující obrobitelnost (70 % ve srovnání se slitinou C36000 nebo CuZn39Pb3).
Vzhledem ke škodlivým účinkům olova na lidský organizmus je snaha snižovat obsah olova ve všech výrobcích, se kterými člověk přichází do styku. U výrobků určených pro styk s pitnou vodou musí výrobky vyhovovat standardu NSF/ANSI Standard 61 (Drinking Water System Components - Health Effects), který stanovuje množství olova vylouhovaného při testech do vody na 5 pg/l. Na jeho základě byl v normě EN 12164 (Měď a slitiny mědi - Tyče (9c.1 OL") pro třískové obrábění) obsah olova snížen na maximálně 0,10 hmč %fpopř. na 0,20 hm. %.'(Ostatní výrobky ze slitin mědi, které nepřicházejí do styku s pitnou vodou, musí splňovat požadavky směrnic ES (2002/95/ES, 2000/53/ES), podle kterých je povolen obsah olova ve slitinách mědi do 4 hn^ %, lze ale očekávat snahy o snížení obsahu olova.
Například v obrobitelných slitinách hliníku určených pro automobilový průmysl byl povolen r-ťl Ok, ^ obsah olova do 2 hnu %, v současné době je již ale snížen na hodnotu 0,4 hm( %. / y
Snižování obsahu olova se většinou řeší jeho náhradou bismutem, kterjř má podobné vlastnosti jako olovo. V případě obrobitelných bizmutových mosazí existuje řada patentových spisů, kde je olovo nahrazováno bismutem, popřípadě bismutem a dalšími prvky pro zabránění segregace bismutu po hranicích zrn (Sn) nebo pro zvýšení korozní odolnosti (P, Sn, Mn).
Dosavadní patentové spisy řeší spíš mosazi, které by nahradily vysoce obrobitelnou mosaz C36000 (CuZn36Pb3) se 100% obrobitelností. Tyto slitiny se používají ve formě tyčí a výkovků po tváření za tepla. Také mají vzhledem k použití pro vodovodní aplikace (pro styk s pitnou vodou) co nejnižší obsah olova. Toho je dosaženo náhradou olova netoxickým bismutem nebo křemíkem (křemíkové mosazi, ty ale mají vyšší obsah mědi a jsou cenově nevýhodné). Velká část patentových spisů je také věnována slitinám pro odlitky, u kterých nejsou kladeny požadavky na tvařitelnost za tepla ani za studená.
Patent CZ 29^190 uvádí obrobitelnou tvářenou mosaz obsahující 57 až 60 hm/ % mědi, po ot··’ ol/\ 0,5 až 2,5 hm( % bismutu, dále může obsahovat 0,01 až 0,4 hm( % olova, 0,15 až 0,3 hm( %
gO fosforu, do 0,4 hm/ % železa, přičemž zbytek tvoří zinek. Mosaz je dále vhodná pro výrobu tyčí tažením.
Patentový spis EP lj50^965 (resp. CZ 294^91) uvádí automatovou mosaz obsahující 55 až 75 hml % mědi, 0,5 až 4 hny: % bismutu, dále může obsahovat 0,001 až 0,2 hnf. % o O od olova, 0,001 až 0,3 hm^ % fosforu, 0,001 až 3 hny. % křemíku, 0,001 až 2 hn/ % cínu, 0-i.h do 0,4 hml % železa, přičemž zbytek tvoří zinek. Tato mosaz je vhodná pro tyče a výkovky. V q
Patent CZ 294891 uvádí automatovou mosaz obsahující 60 až 75 hm( % mědi, 0,5 až 4 hnv. % Λ <pc/)
bismutu, dále může obsahovat 0,001 až 0,2 hn/ % olova, 0,001 až 0,3 hny % fosforu, Q0L·» W 0,001 až 3 hmf. % křemíku, 0,001 až 2 hnif % cínu, do 0,4 hn/ % železa, přičemž zbytek tvoří zinek. Struktura mosazi je jednofázová alfa struktura.
Patentový spis US 201/()132569A1 uvádí mosaz obsahující 59 až 64 hm/ % mědi o Ol 7 λ A Λ o-n itc n 0,4 až 1 hn/ % bismutu, 0,6 až 1,4 hn/ % cínu, 0,6 až 1,2 hm/ % železa, 0,6 až 1 hn/ % manganu, přičemž zbytek tvoří zinek. Mosaz je určena pro lití do písku a pro kování za tepla OL/»
Patentový spis JP 2003277855 uvádí mosaz obsahující 60,0 až 62,0 hm/ % mědi ϋθ\ 0oM ’ 0,5až2,2hm( % bismutu, 0,01 až 0,1 hm( % hliníku, 0,15 až 1,6 hm/ % cínu o <4i ’ 0,04 až 0,15 hn/ % fosforu, přičemž zbytek tvoří zinek. \j
Patentový spis JFJ2006322059 uvádí mosaz obsahující 60,0 až 62,50 hmí % mědi 0L·)1 Λ n m 0,4 až 2,0 hm. % bismutu, maximálně 0,10 hm/ % olova, 0,2 až 1,0 hm/ % cínu ycl< -v 0,01 až 0,05 hny. % fosforu, maximálně 0,1 hny. % železy a zbytek tvoří zinek. y eť*
Patentový spis CNÍ102383004 uvádí mosaz pro kování obsahující 57 až 62 hm. % mědi, Ot-4 A o-bl 0,3 až 2,5 hm/ % bismutu, 0,5 až 4,0 hm/ % manganu a zbytek tvoří zinek.
V
Patentový spis CNft03045903 uvádí mosaz obsahující 58 až 64 hip/ % mědi, A Otfl 0,5 až 3 hm/. % bismutu, l až 4 hm/ % hliníku, 0,5 až 1 hnť % cínu, zbytek tvoří zinek. V V Qbi
Patent EP 2208802 uvádí mosaz se sníženým obsahem bismutu, obsahující 57 až 63 hrr^ %
Λ A mědi, 0,3 až 0,7 hm/' % hliníku, 0,l až 0,5 hm/. % bismutu, 0,2 až 0,4 hm/ % cínu, 0,1 až 0,5 hm/ % křemíku, 0,01 až 0,15 hm/ % fosforu, zbytek tvoří zinek.
Obrobitelnou mosaz s obsahem sulfidů zinku uvádí patentový spis CNU 03114221. Jedná se o křemíkovou mosaz s obsahem zinku v množství 28 až 34 hrr^ %, obsah křemíku je n OL·/) 2,2 až 3,5 hm/ %, obsah sulfidu zinkuje 0,5 až 1,8 hny %, zbytek tvoří zinek. Cílem vynálezu je mosaz, která by nahradila slitinu CuZn39Pbl slitinou s nižším obsahem olova a se srovnatelnou obrobitelností a byla by vhodná pro tváření válcováním za studená.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je vytvoření dvoufázové mosazi se sníženým obsahem olova, vhodné pro
0.UJ tváření za studená. Mosaz na bázi Cu-Zn-Bi-Sn. Obsahuje Cu v rozsahu 57 až 60 hm/ %, Bi π&amp;η v rozsahu 0,4 až l hm/ %, Sn v rozsahu 0,4 až l hm/ %, S v rozsahu 0,01 až 0,5 hny %, Mn , OUl 0^ v rozsahu 0,005 až l hny% a zbytek do 100 hm. % tvoří Zn. ^
Ve výhodném provedení může dále obsahovat Fe v rozsahu 0,l až 0,8 hn£ %. V některých případech může být výhodné, pokud je obsah Mn větší/než obsah S. V jiném výhodném provedení může obsahovat Pb v maximálním množství 0,4 hny %. S ohledem na toxicitu olova je však žádoucí držet jeho množství na co nejnižších hodnotách. Podstatné je tady snížení obsahu olova a jeho nahrazení bismutem v kombinaci s cínem a zvýšení obrobitelností přítomností sulfidů zinku a manganu. Jako základní prvek zvyšující obrobitelnost je použit bismut, který má v mosazích podobný účinek jako olovo. Jeho nevýhodou je, že při tuhnutí segreguje po hranicích zrn, kde tvoří kontinuální film, a tím zhoršuje tvařitelnost za tepla. Pro zachování tvařitelnosti za studená je obsah bismutu omezen na 0,4 až l hmí %.
Pro zabránění segregace bismutu po hranicích zrn je použit cín. Cín je převážně v tuhém roztoku, kde zvyšuje podíl beta fáze. Vyšší obsah cínu způsobuje rychlejší zpevňování při tváření a tím omezení tvařitelnosti za studená.
Obsah cínuje v rozmezí 0,4 až 1 hm^ %. Vyšší obsah cínu zvyšuje vsázkovou cenu materiálu a má také za následek rychlejší zpevňování materiálu při tváření za studená.
Mangan také zůstává v tuhém roztoku, také zvyšuje podíl beta fáze a brání segregaci bismutu po hranicích zrn. V přítomnosti síry se, podobně jako v ocelích/tvoří sulfidy manganu MnS, které zlepšují obrobitelnost. Obsah manganu by měl být větší/ než obsah síry, je v rozmezí Oč# 0,005 až 1 hntf %. Cín a mangan působí příznivě na pevnost a odolnost proti korozi.
S Železo tvoří v mosazi drobné fáze bohaté na železo, které také připívají k lámání třísek při qtí obrábění. Také zjemňuje velikost zrna. Obsah železa je v rozmezí 0,1 až 0,8 hnvf %· Při vyšším obsahu železa se snižuje korozní odolnost. Síra v mosazích může tvořit sulfidy zinku ZnS s teplotou tavení 1185 °C, v přítomnosti manganu tvoří přednostně sulfidy manganu MnS s teplotou tavení 1610 °C.
Oih
Obsah síry je v rozmezí 0,01 až 0,5 hm( %. Přítomnost sulfidů také přispívá k lámání třísek při obrábění a tím zlepšuje obrobitelnost. p«_4
Pro zvýšení obrobitelnosti může mosaz také obsahovat až do 0,4 hřmí % Pb.
Objasnění výkresů Příkladné provedení navrhovaného vynálezu je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na obr. 1 - sulfidy manganu MnS v tavbě T26 (po válcování za studená); obr. 2 - EDS analýza sulfidů v tavbě T26; obr. 3 - fotografie ze srovnávací zkoušky obrobitelnosti při podélném soustružení odlitků (tavba T26); obr. 4 - fotografie ze srovnávací zkoušky obrobitelnosti při podélném soustružení odlitků (tavba T27); obr. 5 - fotografie ze srovnávací zkoušky obrobitelnosti při podélném soustružení odlitků (tavba T40); obr. 6 - fotografie ze srovnávací zkoušky obrobitelnosti při podélném soustružení odlitků (referenční materiál CuZn39Pbl); obr. 7 - fotografie ze srovnávací zkoušky obrobitelnosti při podélném soustružení odlitků (tavba T25); -s- · ··♦·· : : : o ·***... ,, ,, ·..· v Příklad uskutečnění vynálezu V indukční peci byly připraveny 4 tavby se složením uvedeným v tabulce 1. Odlitím do grafitové kokily byly připraveny čepy o průměru 80 mm a délce 35 cm. Čepy byly ofrézovány na tloušťku 40 mm pro válcování za tepla a byly válcovány za teploty 700 až 720 °C celkem 6 úběry na tloušťku 10 mm. Pro další válcování za studená byly vy válcované plechy vyžíhány na měkko režimem 600 °C / 3 a byly válcovány na tloušťku 5 mm s redukcí cca 50 %. Pro další válcování na tloušťku 3 mm byly plechy opět vyžíhány na měkko režimem 600 °C / 3 1φ4 a válcovány na tloušťku 3 mm s redukcí cca 40 %. Mechanické vlastnosti plechů po válcování na tloušťku 3 mm jsou uvedeny v tabulce 2.
Otio
Tabulka 1. Chemické složení připravených taveb v hm( %.
U taveb byla očekávána přítomnost sulfidů manganu, jejich přítomnost ukazuje EDS analýza na obr. 1.
Tabulka 2. Mechanické vlastnosti po válcování za studená na 3 mm
Obrobitelnost byla hodnocena srovnávací zkouškou s referenčním materiálem CzZn39Pbl podle tvorby třísky při podélném soustružení vzorků v litém stavu. Obrobitelnost vzorků je srovnatelná s obrobítelností referenčního materiálu CuZn39Pbl.

Claims (3)

Patentové nároky
1. Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studená, na bázi Cu-Zn-Bi-Sn, obsahující 9tn Cu v rozsahu 57 až 60 hm^ % <?t7 Bi v rozsahu 0,4 až 1 hn^" % ot./) Sn v rozsahu 0,4 až 1 hm( % S v rozsahu 0,01 až 0,5 hny. % 0' 4 kde zbytek do 100 hm/í % tvoří Zn. T ' Ob* vyznačující se tín^že dále obsahuje Mn v rozsahu 0,005 až 1 hrxV %.
2. Obrobitelná mosaz podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje Fe v rozsahu 0,1 až 0(0 0,8 hnv %.
3. Obrobitelná mosaz podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsah Mn je většýnež obsah S. ^ Obrobitelná mosaz podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje Pb v maximálním množství 0,4 hrty %.
CZ2015-703A 2015-10-07 2015-10-07 Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena CZ2015703A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-703A CZ2015703A3 (cs) 2015-10-07 2015-10-07 Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-703A CZ2015703A3 (cs) 2015-10-07 2015-10-07 Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ306429B6 CZ306429B6 (cs) 2017-01-18
CZ2015703A3 true CZ2015703A3 (cs) 2017-01-18

Family

ID=57793818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-703A CZ2015703A3 (cs) 2015-10-07 2015-10-07 Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2015703A3 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023116139A1 (de) * 2023-06-20 2024-12-24 Sundwiger Messingwerk GmbH Bleifreie Messinglegierung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004244672A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Dowa Mining Co Ltd 耐脱亜鉛性に優れた銅基合金
CZ20032094A3 (cs) * 2003-08-01 2005-04-13 Kovohutě Čelákovice A. S. Automatová mosaz
US20100303667A1 (en) * 2009-03-09 2010-12-02 Lazarus Norman M Novel lead-free brass alloy
CN102206772A (zh) * 2010-03-30 2011-10-05 Lclip有限公司 黄铜合金
JP5143948B1 (ja) * 2011-12-27 2013-02-13 Jマテ.カッパープロダクツ 株式会社 熱間加工用無鉛黄銅合金
CN103911525B (zh) * 2014-03-25 2016-05-11 安新县华昌合金厂 一种废料再生无铅黄铜合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CZ306429B6 (cs) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6239767B2 (ja) 無鉛、高硫黄、かつ易切削性の銅マンガン合金、およびその調製方法
CN100354443C (zh) 耐脱锌性优良的铜基合金
TWI707047B (zh) 麻田散鐵系s快削不鏽鋼
EP3121302A1 (en) Aluminum alloy for die casting, and die-cast aluminum alloy using same
US20140294665A1 (en) Cu-Ni-Zn-Mn Alloy
US8303737B2 (en) Brass material
US20250283197A1 (en) Shaped parts made of a corrosion-resistant and machinable copper alloy
RS61025B1 (sr) Legura mesinga
CZ2015703A3 (cs) Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena
US20140112821A1 (en) Lead-free brass alloy for hot working
JP6814655B2 (ja) フェライト系快削ステンレス線材
TWI662140B (zh) 耐磨損性銅合金
Junk Material properties of copper alloys containing arsenic, antimony, and bismuth: The material of Early Bronze Age ingot torques
CZ28914U1 (cs) Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studená
US20110129385A1 (en) Copper-zinc alloy
JP6919727B2 (ja) 係留チェーン用鋼および係留チェーン
TW202444932A (zh) 快削性銅合金、及快削性銅合金的製造方法
US20110129384A1 (en) Copper-zinc alloy
CN111971404B (zh) 铜锌镍锰合金
AU2014350243B2 (en) Brass alloy comprising ceramic alumina nanoparticles and having improved machinability
US20250059630A1 (en) Components For Drinking Water Pipes, And Method For Manufacturing Same
US20130323114A1 (en) High-strength copper alloy forging material
CZ9904367A3 (cs) Obrobitelná mosaz
Podaný et al. Free machining brasses with minimized lead content
GB2627162A (en) Components for drinking water pipes, and method for manufacturing same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20201007