一種多元微合金化黃銅合金制造技術

本發明專利技術公開了一種多元微合金化黃銅合金，包括占黃銅合金總重量56?63wt%的銅，0.3?2.5?wt%的鉛，0.001?0.0055?wt%的硫，0.001?0.06wt%的碲，0.001?0.1wt%的鉻，0.1?0.5wt%的錫，0.01?0.5wt%的鎳，0.1?0.5wt%的鐵，0.0001?0.0015wt%的硼，0.001?0.1wt%的鈷，余量為鋅以及不可避免的雜質。本發明專利技術具有如下有益效果：（1）在不減少黃銅合金中的鉛含量的情況下有效的減少鉛的析出；（2）保持了原有黃銅合金的加工性能；（3）能夠有效的降低黃銅合金的成本。

A multicomponent microalloyed brass alloy

The invention discloses a multielement microalloying brass alloy, including copper, 0.3, 2.5 wt%, 0.001, 0.0055, wt%, 0.001, 0.001, 0.001, 0.1wt%, 0.1, 0.5wt%, 0.01, 0.5wt%, 0.1, 0.5wt%, 0.0001, 0.0015wt%, boron, 0. The cobalt residue of 1? 0.1wt% is zinc and unavoidable impurities. The invention has the following beneficial effects: (1) the lead content can be reduced effectively without reducing the lead content in the brass alloy; (2) the processing property of the original brass alloy is maintained; (3) the cost of the brass alloy can be effectively reduced.

【技術實現步驟摘要】
一種多元微合金化黃銅合金
本專利技術涉及一種黃銅合金，尤其是涉及一種多元微合金化黃銅合金。
技術介紹
眾所周知，含鉛黃銅合金中的鉛不溶于基體，是以游離相存在，若合金中含有鉛，在脫鋅的過程中鉛也會隨之脫出，進入介質中。近年來，人們更關心鉛在水中的可溶性，研究結果證實，微量鉛對人體有害。人們已經越來越認識到鉛對環境和健康的影響，國家的飲用水標準對鉛有嚴格的限制，RoHs指令已明確限制鉛的應用限量。鉛一直是銅合金中的重要合金元素，含有鉛的易切削合金應用范圍非常廣泛，盡管RoHs限定鉛的用量不大于0.1%，但仍然允許銅合金中的鉛不大于4%，足見該類合金地位的不可替代性，至少短期無法改變。近年來有大量的無鉛黃銅易切削合金的專利，其目的就是避免鉛的應用，避免對環境及健康可能造成的傷害。但無鉛黃銅合金的切削性、易成型性、生產成本、生產技術等，無法達到含鉛合金的綜合技術經濟水平。更重要的，相當數量的循環再生利用問題如何有效解決是一個重大問題。所以，我們考慮從另一個方面減少鉛的危害，即在不減少鉛的添加量的情況下，避免或減少脫鉛及鉛的溶出問題，從而能夠既滿足黃銅合金的切削性以及易成型性又能使含鉛銅合金安全性提高，不對人體產生危害。例如在中國專利文獻上報道的一種采用硅鋁元素抑制鉛溶出的黃銅合金棒及制備方法，其授權公告號為CN103045902B，包括以下重量百分數的組分：60%-65%銅，4%-7%硅，4-8%鋁，余量鋅。該專利技術所提供的采用硅鋁元素抑制鉛溶出的黃銅合金棒是在保持原含鉛錫青銅切削性及耐磨減摩性的基礎上，杜絕鉛的加入量，通過添加硅和鋁元素，抑制鉛溶出，控制鉛溶出量在0.01mg/L以下。原理是利用添加的硅和鋁元素在銅合金中形成彌散分布的單獨相，這些相在切削時起到斷屑作用，從而改善了黃銅的切削加工性能。該專利技術雖然在保持原含鉛錫青銅切削性及耐磨減摩性的基礎上，杜絕鉛的加入量起到抑制鉛溶出的效果，但其也存在許多的不足，例如其組分中的的硅和鋁的添加量較大，由于其工藝難度增加，價格較高，使得最終的黃銅合金的成本較高，無法滿足在民用領域內的應用。又例如在中國專利文獻上報道的一種無鉛析出黃銅水龍頭及其處理方法，其申請公布號為CN105018898A,該專利技術公開了一種無鉛析出黃銅水龍頭及其處理方法。先將鑄造成型的金屬銅龍頭坯體內腔洗凈吹干，放入真空化學氣相沉積鍍爐中，抽真空，通入碳氫氣體，抽真空，升溫,將多余的碳氫液體氣化排出后，進行等離子輝光清洗，活化金屬內外表面，然后通入硅烷偶聯劑氣體反應形成化學鍵；將金屬銅龍頭進行化學氣相沉積固體膜：通入經高溫裂解形成的活性單體，形成有機膜；對得到的金屬銅龍頭的外表進行機械拋光，獲得精拋的銅龍頭，再進行常規水電鍍即可。該專利技術處理方法，使得金屬銅龍頭內表面具有一層有機膜，隔絕了水與金屬之間的接觸，從而實現無鉛析出的銅龍頭，該工藝通過長期水浸、高溫水浸及酸性鹽霧測試96H后測鉛結果都是無鉛。但是由于其表面的有機膜會在安裝過程以及在水流的沖擊下容易使得有機膜脫落，從而使得鉛元素能夠再次進入水中，從而影響飲用人的身體健康。
技術實現思路
本專利技術是為了克服現有技術中普通含鉛黃銅合金鉛易溶出，無鉛黃銅合金加工困難，價格成本高的問題，提供一種能夠抑制含鉛黃銅合金中鉛溶出，加工方便，成本低廉的一種多元微合金化黃銅合金。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種多元微合金化黃銅合金，包括占黃銅合金總重量56-63wt%的銅，0.3-2.5wt%的鉛，0.001-0.0055wt%的硫，0.001-0.06wt%的碲，0.001-0.1wt%的鉻，0.1-0.5wt%的錫，0.01-0.5wt%的鎳，0.1-0.5wt%的鐵，0.0001-0.0015wt%的硼，0.001-0.1wt%的鈷，余量為鋅以及不可避免的雜質。一種多元微合金化黃銅合金，包括占黃銅合金總重量56-63wt%的銅，0.3-2.5wt%的鉛，0.002-0.0045wt%的硫，0.001-0.06wt%的碲，0.001-0.1wt%的鉻，0.1-0.5wt%的錫，0.01-0.5wt%的鎳，0.1-0.5wt%的鐵，0.0001-0.0015wt%的硼，0.001-0.1wt%的鈷，余量為鋅以及不可避免的雜質，其中黃銅合金中還含有一種或多種下列元素：鎂、鈣、銻、磷、砷、鋁以及鉍，其中的鎂、鈣、銻、鋁以及鉍每種元素的含量不超過黃銅合金總重量0.1wt%，磷以及砷每種元素的含量不超過黃銅合金總重量0.02wt%。作為優選，所述的黃銅合金中的各個組分通過單質、中間合金或者含有組分元素的角料的形式加入，以中間合金方式加入的中間合金包括Cu-S、Zn-S、Cu-Cr、Cu-Fe、Cu-Ni-Fe、Cu-Fe-Ni-Co、Cu-B、Al-B、Cu-Ca、Cu-P、Cu-As、Cu-Ni以及Cu-Co。熔煉過程中還可以在覆蓋劑中添加氟硼化物、氟鈣化物，增加熔體微量硼、鈣元素。采用含這些元素的廢料，作為原料使用，由于含量通常比中間合金低，用量就會較大，合金化的效果提高，也使廢銅的利用價值提升，從難利用的廢銅，變成有益元素。作為優選，所述的黃銅合金中含有硫、碲、硼以及磷時單質或中間合金在熔煉過程中最后加入。作為優選，所述的黃銅合金的制備方法包括如下步驟：（1）將各組分按照配比配料；（2）加熱至1000-1050℃進行熔煉，使用水平連鑄工藝生產鑄錠；（3）根據鑄錠的尺寸升溫至600-720℃，隨后在1350噸擠壓機進行擠壓，擠壓速度9-12mm/s，擠壓坯冷卻后中斷；（4）中斷后的擠壓坯經過做頭進行扒皮，去除表面不良，然后進行拉伸、矯直，經過消除應力退火得到黃銅合金成品。鉛在水中溶出的途徑主要有2種方式，一種是由于脫鋅腐蝕產生的后果，本專利技術合金是一種高鋅合金，是一種α+β雙相黃銅，若發生脫鋅，首先從β相開始，最終會變成疏松相，鉛將在該過程中脫離機體，進入介質；另一種方式，特別是在純凈的水中，如飲用水，脫鋅腐蝕不明顯，鉛的溶出是一種溶解性溶出。所以解決該問題的方法主要是減少鉛的溶解，以及減少脫鋅腐蝕。減少鉛溶解的途徑，一是使鉛難溶，生成化合物，二是增加鉛顆粒中的障礙離子，最好這些添加物能生成牢固的氧化膜或鈍化暴露界面，阻止進一步的浸出。元素硫、碲、鎂、鈣都能和鉛能生成較高熔點的化合物，能夠阻止鉛的浸出，由于黃銅合金中有大量的鋅元素，硫、碲和鋅容易生成更高熔點的硫化鋅、碲化鋅，因此硫、碲等元素在合金主元素銅、鋅中的溶解度就必須考慮，由于硫、碲的溶解度很低，所以設計合金中的硫、碲配比只能選擇微合金化含量合理添加，避免生成不需要的物質。鎂、鈣元素和鉛能生成化合物，改變鉛的溶解活性延緩鉛的溶解速度。元素鉻在銅合金中的溶解度很低，在凝固過程中，容易進入最后凝固的鉛顆粒中，成為障礙顆粒。在裸露表面形成氧化鉻膜，產生鈍化效果，有很好的保護作用。此外，鉻以合金元素加入，能夠促進鍍鉻銅合金廢料的直接利用，在回收再利用鍍鉻銅合金件時，不需再進行退鍍處理，從而能夠有效的降低成本。鈷在高鋅合金中，和鉻的親和力更大，能夠輔助強化鉻的作用。鐵在黃銅中的溶解度低，在合金凝固過程中起到形核作用，細化晶粒，減小晶界問題，避免鉛的聚集，與微量的鋁相配合能夠獲得更好的細化效果。多元微合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多元微合金化黃銅合金，其特征是，包括占黃銅合金總重量56?63wt%的銅，0.3?2.5?wt%的鉛，0.001?0.0055?wt%的硫，0.001?0.06wt%的碲，0.001?0.1wt%的鉻，0.1?0.5wt%的錫，0.01?0.5wt%的鎳，0.1?0.5wt%的鐵，0.0001?0.0015wt%的硼，0.001?0.1wt%的鈷，余量為鋅以及不可避免的雜質。

【技術特征摘要】
1.一種多元微合金化黃銅合金，其特征是，包括占黃銅合金總重量56-63wt%的銅，0.3-2.5wt%的鉛，0.001-0.0055wt%的硫，0.001-0.06wt%的碲，0.001-0.1wt%的鉻，0.1-0.5wt%的錫，0.01-0.5wt%的鎳，0.1-0.5wt%的鐵，0.0001-0.0015wt%的硼，0.001-0.1wt%的鈷，余量為鋅以及不可避免的雜質。2.一種多元微合金化黃銅合金，其特征是，包括占黃銅合金總重量56-63wt%的銅，0.3-2.5wt%的鉛，0.002-0.0045wt%的硫，0.001-0.06wt%的碲，0.001-0.1wt%的鉻，0.1-0.5wt%的錫，0.01-0.5wt%的鎳，0.1-0.5wt%的鐵，0.0001-0.0015wt%的硼，0.001-0.1wt%的鈷，余量為鋅以及不可避免的雜質，其中黃銅合金中還含有一種或多種下列元素：鎂、鈣、銻、磷、砷、鋁以及鉍，其中的鎂、鈣、銻、鋁以及鉍每種元素的含量不超過黃銅合金總重量0.1wt%，磷以及砷每種元素的含量不超...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋長洪，宋卡迪，郭淑梅，李志國，江溢川，夏永奇，
申請(專利權)人：寧波長振銅業有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33