專利名稱：一種含硅和鋁的銅基合金棒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含硅和鋁的銅基合金棒及其制備方法。
背景技術(shù)：
含鉛銅合金之所以具有好的切削性能和減摩耐磨性能，主要是由于鉛在銅合金以單項(xiàng)存在，在切削時(shí)能起到良好的斷屑作用。在摩擦磨損環(huán)境下，由于鉛的剪切強(qiáng)度非常低，銅合金零件表面的鉛使得含鉛銅合金的摩擦系數(shù)比較低。所以，鉛元素在黃銅合金中較普遍使用。但是，鉛在加熱到400-500°C時(shí)會(huì)有鉛蒸汽逸出并形成鉛煙，在用鉛錠制造鉛粉和極板的過(guò)程中都會(huì)有鉛塵散發(fā)，污染空氣，當(dāng)空氣中鉛煙塵達(dá)到一定濃度對(duì)人體是有害的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含硅和鋁的銅基合金棒，該銅基合金棒在保持或不明顯地降低原含鉛錫青銅切削性及耐磨減摩性的基礎(chǔ)上，杜絕了鉛的加入并通過(guò)添加硅和鋁元素抑制鉛溶出。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。一種含硅和鋁的銅基合金棒，其質(zhì)量百分比組成為:銅72-76% ;娃0.05-0.5% ;招1-1.8% ;余量為鋅。優(yōu)選的，本發(fā)明提供的含硅和鋁的銅基合金棒，其質(zhì)量百分比組成為:銅72% ;娃
0.5% ;招1% ;余量為鋅。優(yōu)選的，本發(fā)明提供的含硅和鋁的銅基合金棒，其質(zhì)量百分比組成為:銅76% ;娃
0.05% ;鋁1.8% ;余量為鋅。優(yōu)選的，本發(fā)明提供的含硅和鋁的銅基合金棒，其質(zhì)量百分比組成為:銅74% ;硅
0.275% ;鋁1.4% ;余量為鋅。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用上述含硅和鋁的銅基合金棒的制備方法，包括以下步驟:I)按照配比將電解銅、硅、鋁、鋅置于工頻電爐內(nèi)，加熱至1200-1250度，完全熔化后保溫至1150度；2)用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為10-15cm ；3)保溫1-1.5小時(shí)后，用光譜儀對(duì)從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；4)進(jìn)一步保溫1- 1.5小時(shí)后，重新升溫至1200度，并開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，采用水平連鑄方法鑄造成外徑為160_、長(zhǎng)度為550_的實(shí)心毛還合金棒材；5)用箱式退火爐對(duì)銅棒進(jìn)行退火處理，退火溫度為200-300度，退火時(shí)間為1.5-2小時(shí)，使銅棒的硬度下降至60-70HB ；6)用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛還銅棒進(jìn)行表面加工,加工為表面光潔、直徑為155_、長(zhǎng)度為500mm的銅棒，采用2000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓，合金錠加熱溫度為300-350度，擠壓溫度為500度，擠壓速度V=15mm/s，經(jīng)過(guò)多次擠壓后銅棒的直徑為110_、公差為+/-1_、長(zhǎng)度為 1050mm ；7)用箱式退火爐對(duì)擠壓后的銅棒進(jìn)行退火處理，退火溫度為150-220度，退火時(shí)間為1.5-2小時(shí)；8)將擠壓并退火完成的銅棒進(jìn)行探傷，探傷比例為100%，將探傷合格的產(chǎn)品切割為長(zhǎng)度為IOOOmm的成品進(jìn)行包裝。進(jìn)一步地，所述步驟3)中的光譜儀為斯派克直讀光譜儀。進(jìn)一步地，所述步驟3)中的成分檢驗(yàn)次數(shù)為3-6次。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的含硅和鋁的銅基合金棒在保持或不明顯地降低原含鉛錫青銅切削性及耐磨減摩性的基礎(chǔ)上，杜絕鉛的加入量并通過(guò)添加硅和鋁元素抑制鉛溶出，有效地降低了污染。


圖1為本發(fā)明的用硅和鋁的銅基合金棒的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。(I)實(shí)施例1一種含硅和鋁的銅基合金棒，其質(zhì)量百分比組成為:銅72% ;硅0.5% ;鋁1% ;余量為鋅。實(shí)施例1的銅基合金制備棒的制備方法，如圖1所示，包括如下步驟:I)按照配比將電解銅、硅、鋁、鋅置于工頻電爐內(nèi)，加熱至1200-1250度，完全熔化后保溫至1150度；2)用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬螅谄渖厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為10-15cm ；3)保溫1-1.5小時(shí)后，用德國(guó)產(chǎn)斯派克直讀光譜儀對(duì)從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行3-6次成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；4)進(jìn)一步保溫1-1.5小時(shí)后，重新升溫至1200度，并開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，采用水平連鑄方法鑄造成外徑為160mm、長(zhǎng)度為550mm的實(shí)心毛還合金棒材；5)用箱式退火爐對(duì)銅棒進(jìn)行退火處理，退火溫度為200-300度，退火時(shí)間為1.5-2小時(shí)，使銅棒的硬度下降至60-70HB ；6)用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛坯銅棒進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔、直徑為155mm、長(zhǎng)度為500mm的銅棒，采用2000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓，合金錠加熱溫度為300-350度，擠壓溫度為500度，擠壓速度V=15mm/s，經(jīng)過(guò)多次擠壓后銅棒的直徑為110mm、公差為+/-1mm、長(zhǎng)度為 1050mm ；7)用箱式退火爐對(duì)擠壓后的銅棒進(jìn)行退火處理，退火溫度為150-220度，退火時(shí)間為1.5-2小時(shí)；8)將擠壓并退火完成的銅棒進(jìn)行探傷，探傷比例為100%，將探傷合格的產(chǎn)品切割為長(zhǎng)度為IOOOmm的成品進(jìn)行包裝。(2)實(shí)施例 2一種含硅和鋁的銅基合金棒，其質(zhì)量百分比組成為:銅76% ;娃0.05% ;招1.8% ;余量為鋅。實(shí)施例2的含娃和招的銅基合金棒的制備方法與實(shí)施例1相似，不同之處在于原料的配比比例。(3)實(shí)施例 3一種含硅和鋁的銅基合金棒，其質(zhì)量百分比組成為:銅76% ;娃0.05% ;招1.8% ;余量為鋅。實(shí)施例3的含娃和招的銅基合金棒的制備方法與實(shí)施例1相似，不同之處在于原料的配比比例。本發(fā)明提供的用于焊接的無(wú)鉛銅合金新材料以及傳統(tǒng)焊接材料的性能如表I所
/Jn ο
表I含硅和鋁的銅基合金棒與含鉛錫青銅的性能對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種含硅和鋁的銅基合金棒，其特征在于，其質(zhì)量百分比組成為:銅72-76% ;硅0.05-0.5% ;鋁 1-1.8% ;余量為鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅和鋁的銅基合金棒，其特征在于，其質(zhì)量百分比組成為:銅72% ;娃0.5% ;招1% ;余量為鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅和鋁的銅基合金棒，其特征在于，其質(zhì)量百分比組成為:銅76% ;硅0.05% ;鋁1.8% ;余量為鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅和鋁的銅基合金棒，其特征在于，其質(zhì)量百分比組成為:銅74% ;娃0.275% ;鋁1.4% ;余量為鋅。
5.一種用上述1-4任一權(quán)利要求所述的含娃和招的銅基合金棒的制備方法,其特征在于，包括以下步驟: 1)按照配比將電解銅、硅、鋁、鋅置于工頻電爐內(nèi)，加熱至1200-1250度，完全熔化后保溫至1150度; 2)用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬螅谄渖厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，石墨粉的厚度為10-15cm ； 3)保溫1-1.5小時(shí)后，用光譜儀對(duì)從工頻電爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)； 4)進(jìn)一步保溫1-1.5小時(shí)后，重新升溫至1200度，并開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，采用水平連鑄方法鑄造成外徑為160_、長(zhǎng)度為550_的實(shí)心毛還合金棒材； 5)用箱式退火爐對(duì)銅 棒進(jìn)行退火處理，退火溫度為200-300度，退火時(shí)間為1.5-2小時(shí)，使銅棒的硬度下降至60-70HB ； 6)用光錠機(jī)對(duì)退火后的毛坯銅棒進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔、直徑為155_、長(zhǎng)度為500mm的銅棒，采用2000噸雙動(dòng)擠壓機(jī)擠壓，合金錠加熱溫度為300-350度，擠壓溫度為500度，擠壓速度V=15mm/s，經(jīng)過(guò)多次擠壓后銅棒的直徑為110mm、公差為+/-lmm、長(zhǎng)度為1050mm ； 7)用箱式退火爐對(duì)擠壓后的銅棒進(jìn)行退火處理，退火溫度為150-220度，退火時(shí)間為1.5-2小時(shí)； 8)將擠壓并退火完成的銅棒進(jìn)行探傷，探傷比例為100%，將探傷合格的產(chǎn)品切割為長(zhǎng)度為IOOOmm的成品進(jìn)行包裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含硅和鋁的銅基合金棒的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中的光譜儀為斯派克直讀光譜儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含硅和鋁的銅基合金棒的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中的成分檢驗(yàn)次數(shù)為3-6次。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含硅和鋁的銅基合金棒及其制備方法，該含硅和鋁的銅基合金棒的各成分質(zhì)量百分比為銅72-76%；硅0.05-0.5%；鋁1-1.8%；余量為鋅。本發(fā)明的含硅和鋁的銅基合金在保持或不明顯地降低原含鉛錫青銅切削性及耐磨減摩性的基礎(chǔ)上，杜絕了鉛的加入量并通過(guò)添加硅和鋁元素抑制鉛的溶出，有效地降低了污染。
文檔編號(hào)B22D11/045GK103194646SQ20131012366
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者孫飛, 趙勇 申請(qǐng)人:蘇州金倉(cāng)合金新材料有限公司