專(zhuān)利名稱(chēng)：：含砷低鉛黃銅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬合金材料制造領(lǐng)域，尤其涉及一種黃銅合金。技術(shù)背景黃銅被廣泛應(yīng)用于電子、建筑、機(jī)械等
技術(shù)領(lǐng)域：
，黃銅性能包括可鑄性，可加工性，抗腐蝕性，熱傳導(dǎo)性和導(dǎo)電性。主要的一個(gè)缺點(diǎn)涉及可切削性。由于銅的某種粘性，在切削中會(huì)因產(chǎn)生高溫，進(jìn)而使銅粘附刀具和增大能量的消耗。其中加入鉛的黃銅合金在高溫下具有較好的塑性，可進(jìn)行鍛造及鑄造，同時(shí)可使其獲得良好的機(jī)械性能、力學(xué)性能和切削性能。目前衛(wèi)浴制造行業(yè)所用的黃銅合金一般為C37700鍛造拋光銅合金，C37710普通銅合金，C85700鑄造普通銅合金，C85710鑄造拋光銅合金，然而以上銅合金的含鉛量的范圍大約在1.5%-2.5%。以上含鉛銅合金鑄造鍛造件在衛(wèi)浴管道行業(yè)使用時(shí)，合金中的鉛會(huì)部分溶解于水中，據(jù)科學(xué)測(cè)定水中的鉛含量能達(dá)50ppm以上。鉛是一種對(duì)環(huán)境和人體有害的元素，鉛對(duì)人體的血液和神經(jīng)系統(tǒng)特別是對(duì)兒童的腎和腦神經(jīng)造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，嚴(yán)重的會(huì)造成血鉛、腦鉛中毒、智力遲鈍、癡呆、好動(dòng)等不良后果。近年來(lái)世界各地的醫(yī)學(xué)專(zhuān)家已發(fā)現(xiàn)鉛黃銅對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境衛(wèi)生構(gòu)成了威脅，因而各國(guó)政府相繼出臺(tái)了對(duì)含鉛銅合金應(yīng)用的限令，美國(guó)、歐盟、日本等國(guó)對(duì)銅合金中的鉛含量和在飲用水中鉛的浸出量分別作了嚴(yán)格限制。2000年美國(guó)環(huán)境保護(hù)局專(zhuān)門(mén)針對(duì)飲用水中的鉛含量做了限定，要求飲用水鉛含量必須從原來(lái)的50ppm降低到15ppm。2006年7月1日生效的ROHS指令要求2006年7月1日以后投放歐盟的電氣和電子產(chǎn)品不得含有鉛、鎘等有害物質(zhì)，其鉛含量<0.01°/。、鎘含量<0.001°/。。衛(wèi)浴制造行業(yè)也需符合ANSI/NSF61以及飲水系統(tǒng)成分健康要求。對(duì)過(guò)水的金屬鉛的滲出量不能超過(guò)11PPB,美國(guó)加州更是要求不能超過(guò)5PPB。隨著人們環(huán)境保護(hù)和健康意識(shí)的日益提高，低鉛且易切削銅合金已越來(lái)越被人們所關(guān)注，往在銅中減少和去除鉛的方向發(fā)展。目前在低鉛黃銅的加工上，主要是加工難度大，尺寸不易控制，刀具易磨損壽命短，低鉛黃銅在銅壓鑄銅鑄造上，存在縮水率偏大，晶體粗大。在銅鍛造上易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，流動(dòng)性差，并且成型硬度增加，后期加工更難。因此，急需研制出一種具有好的切削性的低鉛黃銅合金，可以代替目前為止的含鉛材料，在產(chǎn)品壓鑄.鑄造.鍛造能改變其組織性能，及晶體從而在無(wú)需改變加工條件。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中重金屬鉛引發(fā)的對(duì)環(huán)境和人體健康的危害，已有的低鉛黃銅加工難度大，尺寸不易控制，刀具易磨損壽命短，在銅壓鑄銅鑄造上，縮水率偏大、晶體粗大、易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，流動(dòng)性差，并且成型硬度增加，后期加工更難等的不足，本發(fā)明提供一種不影響黃銅合金力學(xué)性能和切削加工性能，又更加符合環(huán)境保護(hù)和人們健康的含砷低鉛黃銅合金。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案為一種含砷低鉛黃銅合金，其特征在于含有銅、鋅，鋁、鉍、砷，其各組份的組成按重量百分比計(jì)分別為57-62%銅、37-43%鋅，0.01-1.0%鋁、0.05-2.5%鉍、0.005-0.3%砷。本發(fā)明中，加入鉍以基本代替現(xiàn)有黃銅合金中的鉛。因鉍和鉛一樣，可與銅生成低熔點(diǎn)共晶，使銅產(chǎn)生熱脆；而脆性的鉍呈薄膜狀分布在晶界時(shí)，又使銅產(chǎn)生冷脆。由鉍來(lái)代替鉛，可大大降低鉛對(duì)人體的危害，又不影響黃銅合金力學(xué)性能和切削加工性能。同時(shí)，本發(fā)明中含有37-43%的鋅，但在含鋅量高于20%的高鋅黃銅，易發(fā)生脫鋅腐蝕。本發(fā)明中加入適量的砷便可以抑制其脫鋅腐蝕。因砷在銅中有很大的固溶度，砷在銅中存在強(qiáng)烈的降低其導(dǎo)電率和導(dǎo)熱性能，能夠降低銅的電極電位，從而降低了電化學(xué)腐蝕傾向，防止黃銅脫鋅腐蝕。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金其中含有不超過(guò)0.2%的鉛。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金還含有0.02-1.0°/。錫、0.1-1.0%鎳、0.01-1.0%鐵、0.OH.0%硫、0-O.0"/。錸。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金含有59.5%銅、36.5%鋅、0.60%鋁、1.60%鉍、0.醇申、0.65°/錫、0.25%鎳、0.20%鐵、0.10%硫和0.01%錸。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金含有58.0%銅、37.5%鋅、0.60%鋁、1.35%鉍、0.05°/。砷、0.65°/。錫、0.25%鎳、0.50°/鐵、0.10%硫和0.01%錸。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金含有60.0%銅、36.0%鋅、0.65%鋁、1.20%鉍、0.05%砷、0.45%錫、0.25%鎳、0.30%鐵、和0.10%石克、0.01%錸。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金還含有各不超過(guò)0.01%的》粦和硒。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金還含有各不超過(guò)不超過(guò)0.05%的硅和鉻。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金還含有0.02%的錳和不超過(guò)0.08%的4美。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明一種低鉛黃銅合金還含有0.005-0.1°/。的銻。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明運(yùn)用金屬鉍來(lái)取代合金中的鉛，并添加一些少量元素，如砷；從而改變壓鑄，鑄造的成型性能，和鍛造的材料流動(dòng)性能，及銅棒成型，以改善后期的銅合金的切削性能差的缺陷，減少有毒元素的含量，具有好的切削性、成型性、高的耐腐蝕性。與含鉛的切削黃銅相比，具備相同的切削性能，成型性能及金屬流動(dòng)性能。具備更好的拋旋光性能，耐腐蝕性能，和更好的強(qiáng)度性能。所得到的合金用于砂型鑄造，重力鑄造，低壓鑄造，壓力鑄造，及鍛壓，沖壓，銅棒成型，機(jī)械加工，拋光，及表面處理制備各種產(chǎn)品。本發(fā)明是不影響黃銅合金力學(xué)性能和切削加工性能，又更加符合環(huán)境保護(hù)和人們健康的低鉛黃銅合金。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1利用中頻感應(yīng)引鑄爐，在銅熔體中，按成分配比和加料順序，加入鋅、鋁、金屬鉍、砷、錫、鎳、鐵、硫、錸、稀土銅中間合金，一些微量細(xì)化劑，攪拌均勻后，澆鑄成/42-2500mm合金銅棒。其中各成分按重量百分比計(jì)分別為59.5%銅、36.5%鋅、0.60%鋁、1.60%鉍、0.靜申、0.65%錫、0.25°/。鎳、0.20%鐵、0.10%硫、0.01%錸,還包括不可避免雜質(zhì)。采用上述生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的低鉛銅合金擠壓并拉制成圓棒后的力學(xué)性能為<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)驗(yàn)證明該合金具有很好的熱鍛性能，及延展性表面組織細(xì)化無(wú)龜裂，具有良好的拋光性能其性能，各項(xiàng)應(yīng)力試驗(yàn)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2利用中頻感應(yīng)引鑄爐，在銅熔體中，按成分配比和加料順序，加入鋅、鋁、金屬鉍、砷、錫、鎳、鐵、硫、錸、磷銅中間合金，和少量的硒、硅、鉻、錳、鎂、銻、稀土銅中間合金，一些微量細(xì)化劑，攪拌均勻后，澆鑄成/27—2500mm合金銅棒。其各成分按重量百分比計(jì)分別為58.0%銅、37.5%鋅、0.60%鋁、1.35%鉍、0.05%砷、0.65%錫、0.25%鎳、0.50°/。鐵、0.10%硫、0.01%錸，0.008%磷、0.006%竭、0.03%硅、0.02°/。鉻、0.02%的錳和0.01%的鎂、0.006%的銻，還包括不可避免雜質(zhì)。采用上述生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的低鉛銅合金擠壓并拉制成圓棒后的力學(xué)性能為:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)驗(yàn)證明該合金流動(dòng)性能好，具有良好的切削性能，切削性能與H59-l相當(dāng)，縮松少，型腔之間壁在8Kgl氣壓下不滲漏，有很好的型腔結(jié)構(gòu)，各項(xiàng)應(yīng)力試驗(yàn)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，抗脫鋅性能有提升，拋光性能優(yōu)。明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種含砷低鉛黃銅合金，其特征在于含有銅、鋅，鋁、鉍、砷，其各組份的組成分別為57-62％銅、36-43％鋅，0.01-1.0％鋁、0.05-2.5％鉍、0.005-0.3％砷。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低鉛黃銅合金，其特征在于其中含有不超過(guò)0.2%的鉛。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低鉛黃銅合金，其特征在于還含有0.02-1.0%錫、0.1-1.0%鎳、0.01-1.0%鐵、0.Ol-l.0%硫、0-0.01%錸。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低鉛黃銅合金，其特征在于含有59.5%銅、36.5%鋅、0.60%鋁、1.60%鉍、0.10%砷、0.65%錫、0.25%鎳、0.20%鐵、0.10%疏和0.01%錸。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低鉛黃銅合金，其特征在于含有58.0°/。銅、37.5%鋅、0.60%鋁、1.35%鉍、0.05%砷、0.65%錫、0.25%鎳、0.50%鐵、0.10%硫和0.01°/。錸。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低鉛黃銅合金，其特征在于:含有60.0%銅、36.0%鋅、0.65%鋁、1.20%鉍、0.05%砷、0.45%錫、0.25%鎳、0.30%4失、0.10%硫和0.01%錸。7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低鉛黃銅合金，其特征在于還含有各不超過(guò)0.01%的磷和硒。8、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低鉛黃銅合金，其特征在于還含有各不超過(guò)不超過(guò)0.05%的硅和鉻。9、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低鉛黃銅合金，其特征在于還含有O.02%的錳和不超過(guò)0.08%的鎂。10、根據(jù)權(quán)利要求3所述的低鉛黃銅合金，其特征在于還含有0.005—0.1°/。的銻。全文摘要本發(fā)明屬于金屬合金材料制造領(lǐng)域，尤其涉及一種黃銅合金。本發(fā)明一種含砷低鉛黃銅合金，含有銅、鋅，鋁、鉍、砷，其各組份的組成分別為57-62％銅、36-43％鋅，0.01-1.0％鋁、0.05-2.5％鉍、0.005-0.3％砷。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備更好的拋旋光性能，耐腐蝕性能，和更好的強(qiáng)度性能，是一種不影響黃銅合金力學(xué)性能和切削加工性能，又更加符合環(huán)境保護(hù)和人們健康的低鉛黃銅合金。文檔編號(hào)C22C9/04GK101225487SQ20081006590公開(kāi)日2008年7月23日申請(qǐng)日期2008年1月15日優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日發(fā)明者胡旭紅申請(qǐng)人:胡旭紅