一種用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法
【專利摘要】一種用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法。其特征在于該添加劑的化學(xué)成分按重量百分比為：Bi：13-17％，Mn：59-63％，Ce：13-17％，Al：7-11％。添加劑的制備方法是：將純鉍粉、錳粉、鋁粉、鈰粉按比例稱重，加入到小型粉末混合機(jī)中充分混合，然后倒入金屬模，在常溫下用液壓機(jī)壓制成棒狀料，放入到黃銅管中，制成無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰中間合金。采用此制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，避免了用熔鑄法所導(dǎo)致的原料燒損，鉍的收得率最高，無(wú)需后續(xù)處理的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛黃銅因其良好的切削性能、物理性能、力學(xué)性能以及高的性價(jià)比，其中尤以HPb59-l(相當(dāng)于C3771)的生產(chǎn)、應(yīng)用量最大。被廣泛應(yīng)用于輕工、電器、衛(wèi)浴水暖接件、閥門(mén)等制作。但黃銅中的鉛在水中會(huì)浸出，進(jìn)入人體會(huì)嚴(yán)重危害人類健康。以無(wú)毒或低毒害物質(zhì)代替鉛，是減少鉛污染的主要途徑。為了減少多種制造業(yè)中鉛黃銅報(bào)廢后丟棄對(duì)環(huán)境造成的污染，必須采用不含鉛的易切削黃銅。無(wú)鉛易切削鉍黃銅就是通過(guò)改良黃銅中的成分組成，適當(dāng)加入其它少量無(wú)毒害的元素如鉍元素來(lái)代替鉛的功能，使其達(dá)到易切削的目的，即滿足工業(yè)上的需要又保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
[0003]鉍熔點(diǎn)比鉛低，只有271.3°C，單獨(dú)加入易燒損。而且單獨(dú)加入的話由于鉍質(zhì)硬而脆，在黃銅的β相與α相的相界分布，如果不能均勻混合而產(chǎn)生局部成分偏析，鉍容易產(chǎn)生連續(xù)薄膜，且以網(wǎng)狀或膜狀分布在晶界，導(dǎo)致合金出現(xiàn)熱脆和冷脆現(xiàn)象。傳統(tǒng)方法是將鉍金屬與其他金屬通過(guò)熔鑄法做成塊狀或者碎塊的中間合金，在黃銅熔煉過(guò)程中加入。而熔鑄法不僅需要提 前開(kāi)爐制備中間合金，而且在熔鑄的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致鉍和其他合金元素的燒損。最后制得的塊狀中間合金，由于其塊狀材料與熔液的接觸面積較小，反應(yīng)過(guò)程也較慢，導(dǎo)致鉍和其他貴重金屬燒損嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提出一種用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法，添加劑能夠用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的生產(chǎn)，改善鉍黃銅金相組織，提高鉍黃銅的切削性能。添加劑的制備方法能夠用于黃銅添加劑的制備，具有工藝簡(jiǎn)單，避免了用熔鑄法所導(dǎo)致的原料燒損，具有合金元素的收得率最高，制品為多孔材料，與熔體接觸面積大，反應(yīng)迅速，無(wú)需再破碎的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑和制備方法。
[0006](I)該添加劑的化學(xué)成分按重量百分比為:B1:13-17 %，Mn:59-63 %，Ce:
13-17%, Al:7-11%。
[0007](2)添加劑制備方法是:將全部粉末加入到小型粉末混合機(jī)中充分混合0.5^2小時(shí)，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機(jī)壓制成棒狀料，壓制壓力為520-720Mpa，保壓4-8分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，管兩端用黃銅塞封閉，也可不封閉，但要保持水平放置，制成無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產(chǎn)品。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(I)此添加劑中鉍元素以細(xì)小的顆粒均勻分布在合金基體時(shí)，基體中產(chǎn)生了微小的空間，從而割斷了基體的連續(xù)性，成為應(yīng)力集中源，產(chǎn)生所謂的“切口效應(yīng)”，構(gòu)成許多弱化微區(qū)。切削過(guò)程中，在刀刃的接觸線上就有大量脆而不硬的鉍粒存在，減小了切削層面積，所以使得刀具磨損減小，切削溫度和切削力降低。這些鉍粒分割基體后，促使剪切滑移變得容易，故剪切角增大，切削呈短小的螺旋狀，切削接觸長(zhǎng)度因此減小。錳通過(guò)影響鉍在合金中的分布狀態(tài)，從而提高合金的切削性能。稀土 Ce能夠加入有助于除氣、去雜質(zhì)、凈化金屬、細(xì)化晶粒、使合金組織致密的作用。少量的鋁，能明顯改善無(wú)鉛鉍黃銅的切削性能，使切屑更細(xì)小，切削表面光潔度更高。
[0009](2)添加劑制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，成本低，而且避免了用熔鑄法所導(dǎo)致的原料燒損，與其他方法比較具有鉍的收得率最高。由于其為無(wú)粘結(jié)劑的粉末冶金制品，故產(chǎn)品具有多孔性，與熔體接觸面積大，反應(yīng)迅速，無(wú)需再破碎的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]本發(fā)明無(wú)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0012]實(shí)施例1:
本發(fā)明的技術(shù)方案是:
(O將市場(chǎng)購(gòu)得的純鉍粉、錳粉、鋁粉、鈰粉按按元素重量百分比稱重，比例為:Bi:15%，Mn:61%，Ce:15%，Al:9%。
[0013](2)將全部粉末加入到小型粉末混合機(jī)中充分混合1.5小時(shí)，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機(jī)壓制成棒狀料，壓制壓力為600Mpa，保壓5分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，兩端用黃銅塞封閉，制成無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產(chǎn)品。
[0014]實(shí)施例2:
本發(fā)明的技術(shù)方案是:
(O將市場(chǎng)購(gòu)得的純鉍粉、錳粉、鋁粉、鈰粉按按元素重量百分比稱重，比例為:Bi:13%，Mn:62%，Ce:17%，Al:8%。
[0015](2)將全部粉末加入到小型粉末混合機(jī)中充分混合2小時(shí)，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機(jī)壓制成棒狀料，壓制壓力為650Mpa，保壓7分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，兩端不封閉，保持水平放置，制成無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種用于無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑，其化學(xué)成分按元素重量百分比為:B1:13-17%, Mn:59-63%, Ce:13-17%, Al:7_11%。
2.一種用于黃銅的添加劑制備方法，其特征在于:將全部粉末加入到小型粉末混合機(jī)中充分混合0.5^2小時(shí)，然后倒入金屬模，在常溫下用小型液壓機(jī)壓制成棒狀料，壓制壓力為520-800Mpa，保壓4_8分鐘，然后輕拿輕放，裝入到黃銅管中，兩端可以用黃銅塞封閉，也可不封閉但要保持 水平放置，制成無(wú)鉛易切削鉍黃銅的鉍錳鋁鈰添加劑產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C22C22/00GK104018047SQ201410285412
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】夏卿坤, 劉煜, 謝邵輝, 何勤求, 江峻, 唐子博, 魯嘯天, 高思思, 梁亮 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙學(xué)院