一種重力鑄造專用dzr環(huán)保黃銅合金錠及其制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠，其特征在于：包含銅Cu61.0-63.0wt％、鉛Pb0.8-1.5wt％、鋁Al0.5-0.7wt％、錫Sn0.10-0.20wt％、鐵Fe0.05-0.20wt％、鎳Ni0.10-0.20wt％、砷As0.05-0.15wt％、硼B(yǎng)8-12PPM、鉍Bi0.05wt％、鋅Zn余量和不可避免的雜質(zhì)0.2wt％。其制作工藝依次為：a.配投料，b.電爐融化，c.除氣除渣，d.化驗，e.補(bǔ)料，f.精煉，g.檢驗，h.靜置，i.澆鑄，j.檢驗入倉。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點是：按上述配方及制作工藝生產(chǎn)的DZR黃銅錠，適合于水暖衛(wèi)浴重力鑄造，具有優(yōu)良的鑄造、機(jī)械加工、拋光、電鍍性能；配料及制作工藝合理、成本低，符合澳洲D(zhuǎn)ZR環(huán)保銅AS2345檢測標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】—種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠及其制作工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬，具體涉及一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠及其制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]水暖五金黃銅鑄件生產(chǎn)工序:黃銅錠一鑄造一機(jī)械加工一拋光一電鍍；目前，水暖五金行業(yè)鑄造件使用的原材料(黃銅錠)沒有固定的成分(牌號)規(guī)定，各鑄造廠家根據(jù)自己的經(jīng)驗要求配方，而水暖廠家的技術(shù)能力參差不齊，對原材料(黃銅錠)配方?jīng)]有一個通用可行的方案，直接影響黃銅鑄件加工及使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決上述不足，提供了一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠及其制作工藝。
[0004]本發(fā)明的上述目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn):一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠，其特征在于:包含銅 Cu61.0-63.0wt%jgPb0.8-1.5wt%、鋁 A10.5-0.7wt%,錫 Sn0.10-0.20wt%、鐵 Fe0.05-0.20wt%、鎳 Ni0.10-0.20wt%、砷 As0.05-0.15wt%、硼B(yǎng)8-12PPM、鉍Bi0.05wt%、鋅Zn余量和不可避免的雜質(zhì)0.2wt%。
[0005]所述黃銅錠維氏硬度80-100HV ;拋光檢驗為每塊銅錠斷面雜質(zhì)不多于2點，每點直徑小于0.2mm ；
[0006]所述黃銅錠微觀金相:用金相顯微鏡觀察，放大200倍,平均晶粒直徑小于50 μ m ;顯微組織中α相含量大于50%，晶粒大小均勻、呈顆粒狀分布，無嚴(yán)重的樹枝狀結(jié)晶，顯微組織無夾渣，鉛顆粒彌散細(xì)小、并且分布均勻，無團(tuán)狀聚集，無晶界偏聚；
[0007]所述黃銅錠宏觀金相:拋光斷面，用30% -35%硝酸溶液10-15秒浸泡腐蝕，邊緣呈現(xiàn)連續(xù)結(jié)晶帶為合格；
[0008]所述黃銅錠澆杯實驗:光滑組織致密，流動性好；
[0009]所述黃銅錠收縮杯實驗:收縮深度小于35mm，內(nèi)壁光滑。
[0010]一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠的制作工藝，包括以下步驟:
[0011]a.配投料:
[0012]配主料:采用180KW工頻電爐熔銅；按每爐熔銅1800kg配料，紫銅、鋅、鋁總重控制在50%，具體為:紫銅30% -35%、鋅18% -22%、鋁0.2% -0.35%，剩余的50%為回收的黃銅廢料，按標(biāo)準(zhǔn)成份廢料與新料搭配使用；因熔煉中低熔點金屬(鋅)燒損會導(dǎo)致銅含量增高，故初次配料時銅Cu控制在61.3% -61.5%;其它如鋁Al為0.5% -0.7%、鐵Fe為
0.05% -0.20%、鉛Pb為0.8% -1.5%分別按中值配料，因錫Sn、鎳Ni具有抗脫鋅作用，此處可以適當(dāng)超出中值配料；砷As在本配方中為抗脫鋅主要元素，因砷As的氧化物有毒，故以銅砷合金(含砷30% )加入；因銅廢料中含硼B(yǎng)，故在配料時硼不做控制，在后續(xù)熔煉時加入硼砂，控制在中值IOppm;在其它成份確定后，鋅Zn為余量，不可高于37% ；[0013]配輔料:0.4kg鎂錠Mg, 3kg硼砂,4kg除氣除洛劑，Ikg工業(yè)鹽NaCl, IOkg石頭(主成分是碳酸鈣、石英及粘土)；
[0014]b.電爐融化:
[0015]加紫銅:每爐按25%-35%投料，最佳取30%，工頻爐電壓380V，分批加入紫銅，每次不超過300kg，至紫銅完全融化；
[0016]加黃銅廢料:每爐按45% -55%投料，最佳取50%，工頻爐電壓380V，分批加入黃銅廢料，每批料下爐后及時攪拌以加速熔化，減少損耗；每次加入熔爐的廢料重量不能超過150KG，至廢料完全融化；
[0017]加鋅:因黃銅廢料中含量一定的鋅、鉛、鉛，故每爐投料以配料單實際需求為準(zhǔn)，鋅投料15% -25%，最佳取20%，工頻爐電壓150V，分2批加入，每次加入所配鋅錠重量的一半，防止鋅揮發(fā)損耗；至完全融化；
[0018]c.除氣除渣:工頻爐電壓380V，加入2kg硼砂、4kg除氣除渣劑，壓入銅水內(nèi)部連續(xù)充分?jǐn)嚢杓s10分鐘；連續(xù)高電壓380V，使熔爐內(nèi)銅水翻滾，噴火造渣2-3分鐘，溫度1100-12000C ;低壓180V，靜置2_3分鐘，讓銅水內(nèi)爐灰、雜質(zhì)上浮，并除去銅水表面的爐灰爐渣；將鉛、鋁、砷壓入銅水內(nèi)部，至完全融化；
[0019]d.化驗:工頻爐電壓180V，徹底攪拌2-3分鐘，取爐中部位置銅水樣，送到實驗室用光譜儀化驗銅水的化學(xué)成份；
[0020]e.補(bǔ)料:根據(jù)成份化驗單，對于成份不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的，補(bǔ)入所需的鋁、鋅、鉛、砷，加入鎂錠(鎂有除氧作用，并使銅錠表面呈金黃色)；如硼B(yǎng)成份沒在8-12ppm范圍內(nèi)，則在后續(xù)精煉時加入硼砂(最佳值IOppm);補(bǔ)入原料后，升溫工頻爐電壓380V，攪拌至加入的原料至完全熔化，打灰渣；
[0021]f.精煉:工頻爐電壓380V，加入Ikg硼砂、Ikg工業(yè)鹽(NaCl)、10kg石頭，壓入銅水內(nèi)精煉約5-8分鐘，保持高壓380V至銅水翻滾、噴火；噴火后停電靜置2-3分鐘；
[0022]g.檢驗:工頻爐電壓210V，取樣做澆杯實驗、收縮杯實驗、化驗成份、斷面拋光檢驗、斷面宏觀金相檢驗、若成份不合格，補(bǔ)入相應(yīng)材料，其他項不合格則需再次精煉；
[0023]h.靜置:所有項檢驗合格后，停電靜置8-10分鐘；把銅水表面灰渣打撈出來；
[0024]1.澆鑄:工頻爐電壓150V，模具必須清理干凈無水分，澆鑄后需除去銅水表面浮渣；每爐留200-300mm深度的銅水，便于留住密度大于銅水下沉的雜質(zhì)，以及為后續(xù)熔煉留足夠的底水；
[0025]j.檢驗入倉:將最后一條銅錠鋸切拋光；取樣做抗脫鋅測試，每爐取上中下各一塊；合格的進(jìn)倉。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點是:按上述配方及制作工藝生產(chǎn)的DZR黃銅錠，適合于水暖衛(wèi)浴重力鑄造，具有優(yōu)良的鑄造、機(jī)械加工、拋光、電鍍性能；配料及制作工藝合理、成本低，符合澳洲D(zhuǎn)ZR環(huán)保銅AS2345檢測標(biāo)準(zhǔn)。24小時氯化銅浸泡實驗后，脫鋅層厚度在IOOum以內(nèi)，產(chǎn)品達(dá)到抗腐蝕的作用，從而減少供水管道(產(chǎn)品)脫鋅，從而延長管道(產(chǎn)品)使用壽命，減少鋅污染飲用水，保護(hù)人體健康，可以用此銅錠做原材料生產(chǎn)銷往澳洲及有抗脫鋅要求國家或地區(qū)的水暖衛(wèi)浴相關(guān)產(chǎn)品。
【專利附圖】

【附圖說明】[0027]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳述:
[0029]一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠，其特征在于:包含銅Cu61.0-63.0wt%、鉛 Pb0.8-1.5wt %、鋁 A10.5-0.7wt 錫 Sn0.10-0.20wt 鐵 Fe0.05-0.20wt 鎳Ni0.10-0.20wt%、砷As0.05-0.15wt%、硼 B8-12PPM、鉍Bi0.05wt%、鋅Zn余量和不可避免的雜質(zhì)0.2wt%。
[0030]如圖1所示，一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠的制作工藝，包括以下步驟:
[0031]a.配投料:
[0032]配主料:采用180KW工頻電爐熔銅；按每爐熔銅1800kg配料，紫銅、鋅、鋁總重控制在50%，具體為:紫銅30%-35% (最優(yōu)為33% )、鋅18%-22% (最優(yōu)為20%)、鋁
0.2% -0.4% (最優(yōu)為0.3% )，剩余的50%為回收的黃銅廢料，按標(biāo)準(zhǔn)成份廢料與新料搭配使用；因熔煉中低熔點金屬(鋅)燒損會導(dǎo)致銅含量增高，故初次配料時銅Cu控制在
61.3% -61.5%;其它如鋁 Al 為 0.5% -0.7% (最優(yōu)勝為 0.65% )、鐵 Fe 為 0.05% -0.2%(最優(yōu)為0.1% )、鉛Pb為0.8% -1.5% (最優(yōu)為1.2% )分別按中值配料(具體含量跟據(jù)原料中各元素的含量而定，保證符合標(biāo)準(zhǔn)范圍，可多或可少)，因錫Sn、鎳Ni具有抗脫鋅作用，此處可以適當(dāng)超出中值配料；砷As在本配方中為抗脫鋅主要元素，因砷As的氧化物有毒，故以銅砷合金(含砷30%)加入；因銅廢料中含硼B(yǎng)，故在配料時硼不做控制，在后續(xù)熔煉時加入硼砂，控制在中值IOppm;在其它成份確定后，鋅Zn為余量，不可高于37% ；
[0033]配輔料:0.4kg鎂錠Mg, 3kg硼砂,4kg除氣除洛劑，Ikg工業(yè)鹽NaCl, IOkg石頭(主成分是碳酸鈣、石英及粘土)；
[0034]b.電爐融化:
[0035]加紫銅:每爐按25%-35%投料，最佳取30%，工頻爐電壓380V，分批加入紫銅，每次不超過300kg，至紫銅完全融化；
[0036]加黃銅廢料:每爐按45% -55%投料，最佳取50%，工頻爐電壓380V，分批加入黃銅廢料，每批料下爐后及時攪拌以加速熔化，減少損耗；每次加入熔爐的廢料重量不能超過150KG，至廢料完全融化；
[0037]加鋅:因黃銅廢料中含量一定的鋅、鉛、鋁，故每爐投料以配料單實際需求為準(zhǔn)，鋅投料15% -25%，最佳取20%，工頻爐電壓150V，分2批加入，每次加入所配鋅錠重量的一半，防止鋅揮發(fā)損耗；至完全融化；
[0038]c.除氣除渣:工頻爐電壓380V，加入2kg硼砂、4kg除氣除渣劑，壓入銅水內(nèi)部連續(xù)充分?jǐn)嚢杓s10分鐘；連續(xù)高電壓380V，使熔爐內(nèi)銅水翻滾，噴火造渣2-3分鐘，溫度1100-12000C ;低壓180V，靜置2_3分鐘`，讓銅水內(nèi)爐灰、雜質(zhì)上浮，并除去銅水表面的爐灰爐渣；將鉛、鋁、砷壓入銅水內(nèi)部，至完全融化；
[0039]d.化驗:工頻爐電壓180V，徹底攪拌2-3分鐘，取爐中部位置銅水樣，送到實驗室用光譜儀化驗銅水的化學(xué)成份；
[0040]e.補(bǔ)料:根據(jù)成份化驗單，對于成份不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的，補(bǔ)入所需的鋁、鋅、鉛、砷，加入鎂錠(鎂有除氧作用，并使銅錠表面呈金黃色)；如硼B(yǎng)成份沒在8-12ppm范圍內(nèi)，則在后續(xù)精煉時加入硼砂(最佳值IOppm);補(bǔ)入原料后，升溫工頻爐電壓380V，攪拌至加入的原料至完全熔化，打灰渣；
[0041]f.精煉:工頻爐電壓380V，加入Ikg硼砂、Ikg工業(yè)鹽(NaCl)、10kg石頭，壓入銅水內(nèi)精煉約5-8分鐘，保持高壓380V至銅水翻滾、噴火；噴火后停電靜置2-3分鐘；
[0042]g.檢驗:工頻爐電壓210V，取樣做澆杯實驗、收縮杯實驗、化驗成份、斷面拋光檢驗、斷面宏觀金相檢驗、若成份不合格，補(bǔ)入相應(yīng)材料，其他項不合格則需再次精煉；
[0043]h.靜置:所有項檢驗合格后，停電靜置8-10分鐘；把銅水表面灰渣打撈出來；
[0044]1.澆鑄:工頻爐電壓150V，模具必須清理干凈無水分，澆鑄后需除去銅水表面浮渣；每爐留200-300mm深度的銅水，便于留住密度大于銅水下沉的雜質(zhì)，以及為后續(xù)熔煉留足夠的底水；
[0045]j.檢驗入倉:將最后一條銅錠鋸切拋光；取樣做抗脫鋅測試，每爐取上中下各一塊；合格的進(jìn)倉。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利`保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠，其特征在于:包含銅CU61.0-63.0wt%、鉛 Pb0.8-1.5wt %、鋁 A10.5-0.7wt 錫 Sn0.10-0.20wt 鐵 Fe0.05-0.20wt 鎳Ni0.10-0.20wt%、砷As0.05-0.15wt%，硼B(yǎng)8-12PPM、鉍Bi0.05wt%、鋅Zn余量和不可避免的雜質(zhì)0.2wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重力鑄造專用DZR環(huán)保黃銅合金錠的制作工藝，其特征在于:包括以下步驟: a.配投料: 配主料:采用180KW工頻電爐熔銅；按每爐熔銅1800kg配料，紫銅、鋅、鋁總重控制在50%，具體為:紫銅30% -35%、鋅18% -22%、鋁0.2 % -0.35%，剩余的50%為回收的黃銅廢料，按標(biāo)準(zhǔn)成份廢料與新料搭配使用；因熔煉中低熔點金屬鋅燒損會導(dǎo)致銅含量增高，故初次配料時銅Cu控制在61.3% -61.5% ;其它如鋁Al為0.5% -0.7%、鐵Fe為.0.05% -0.20%、鉛Pb為0.8% -1.5%分別按中值配料，因錫Sn、鎳Ni具有抗脫鋅作用，此處可以適當(dāng)超出中值配料；砷As在本配方中為抗脫鋅主要元素，因砷As的氧化物有毒，故以含砷30%的銅砷合金加入；因銅廢料中含硼B(yǎng)，故在配料時硼不做控制，在后續(xù)熔煉時加入硼砂，控制在中值IOppm;在其它成份確定后，鋅Zn為余量，不可高于37% ； 配輔料:0.4kg鎂錠Mg, 3kg硼砂,4kg除氣除洛劑，Ikg工業(yè)鹽NaCl, IOkg石頭； b.電爐融化: 加紫銅:每爐按25% -35%投料，最佳取30%，工頻爐電壓380V，分批加入紫銅，每次不超過300kg，至紫銅完全融化； 加黃銅廢料:每爐按45 % -55 %投料，最佳取50 %，工頻爐電壓380V，分批加入黃銅廢料，每批料下爐后及時攪拌以加速熔化，減少損耗；每次加入熔爐的廢料重量不能超過.150KG，至廢料完全融化； 加鋅:因黃銅廢料中含量一定的鋅、鉛、鋁，故每爐投料以配料單實際需求為準(zhǔn)，鋅投料.15% -25%，最佳取20%，工頻爐電壓150V，分2批加入，每次加入所配鋅錠重量的一半，防止鋅揮發(fā)損耗；至完全融化； c.除氣除渣:工頻爐電壓380V，加入2kg硼砂、4kg除氣除渣劑，壓入銅水內(nèi)部連續(xù)充分?jǐn)嚢杓s10分鐘；連續(xù)高電壓380V，使熔爐內(nèi)銅水翻滾，噴火造渣2-3分鐘，溫度.1100-12000C ;低壓180V，靜置2_3分鐘，讓銅水內(nèi)爐灰、雜質(zhì)上浮，并除去銅水表面的爐灰爐渣；將鉛、鋁、砷壓入銅水內(nèi)部，至完全融化； d.化驗:工頻爐電壓180V，徹底攪拌2-3分鐘，取爐中部位置銅水樣，送到實驗室用光譜儀化驗銅水的化學(xué)成份； e.補(bǔ)料:根據(jù)成份化驗單，對于成份不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的，補(bǔ)入所需的鋁、鋅、鉛、砷，加入鎂錠；如硼B(yǎng)成份沒在8-12ppm范圍內(nèi)，則在后續(xù)精煉時加入硼砂，最佳值IOppm ;補(bǔ)入原料后，升溫工頻爐電壓380V，攪拌至加入的原料至完全熔化，打灰渣； f.精煉:工頻爐電壓380V，加入Ikg硼砂、Ikg工業(yè)鹽NaCl、IOkg石頭，壓入銅水內(nèi)精煉約5-8分鐘，保持高壓380V至銅水翻滾、噴火；噴火后停電靜置2-3分鐘； g.檢驗:工頻爐電壓210V，取樣做澆杯實驗、收縮杯實驗、化驗成份、斷面拋光檢驗、斷面宏觀金相檢驗、若成份不合格，補(bǔ)入相應(yīng)材料，其他項不合格則需再次精煉； h.靜置:所有項檢驗合格后，停電靜置8-10分鐘；把銅水表面灰渣打撈出來；`1.澆鑄:工頻爐電壓150V，模具必須清理干凈無水分，澆鑄后需除去銅水表面浮渣；每爐留200-300mm深度的銅水，便于留住密度大于銅水下沉的雜質(zhì)，以及為后續(xù)熔煉留足夠的底水； j.檢驗入倉:將最后一條銅錠鋸切拋光；取樣做抗脫鋅測試，每爐取上中下各一塊；合格的進(jìn) 倉。
【文檔編號】C22C1/02GK103509967SQ201310021608
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月22日
【發(fā)明者】阮媛清 申請人:阮媛清