一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法，由以下重量份的原料制備而成：Ni 20～40份、Zn 30～35份、Mn 20～30份、P 12～18份、Fe 4～7份、Al 5～15份,其余為銅。本發(fā)明白銅合金能夠使得白銅合金的性能更好，抗拉強(qiáng)度腐蝕度等都更符合工藝品所需要求，對于后續(xù)所生產(chǎn)的工藝品不僅能夠保持白銅特有的顏色強(qiáng)度和硬度，且更環(huán)保更符合人們的日常使用需求。本發(fā)明中含有鋅，鋅能大量固溶于銅鎳之中，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，且抗腐蝕。本發(fā)明所述的白銅合金具有高的強(qiáng)度和耐蝕性，彈性也較好，外表美觀，且價格低廉能夠節(jié)約成本。
【專利說明】
一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及銅線材加工領(lǐng)域，具體涉及一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]白銅合金是以鎳為主要添加元素的銅合金，其色澤呈美麗溫和的銀白色，有良好的延展性和耐腐性。一般現(xiàn)有技術(shù)中的白銅合金成分中為了增強(qiáng)耐腐性及成型性能一般添加鐵、鉛等元素。白銅多用于耐蝕性的工業(yè)部件，適用于藝術(shù)鑄造用白銅合金及成型工藝的很少。
[0004]藝術(shù)鑄件由于與人接觸，合金元素需要安全且環(huán)保，并要求成分簡單、無鉛等重金屬合金元素?，F(xiàn)有的白銅由于含鐵、鉛等多種金屬材料，其中鉛在日常生活中對人體是有害的，危害性很大，具體表現(xiàn)在三個方面:
(I )對兒童知能、心理行為發(fā)育的影響:鉛的主要毒性作用在海馬回和大腦皮層，這是導(dǎo)致行為和智力防礙的病理基礎(chǔ)。兒童的中樞神經(jīng)系統(tǒng)正處在發(fā)育階段，對鉛損害十分敏感。主要表現(xiàn)為行為異常、多動、學(xué)習(xí)注意力下降。
[0005]( 2 )對體格發(fā)育的影響:對兒童的體重、身高及血液、消化、泌尿系統(tǒng)及視力、聽力均有損害。
[0006]( 3 )對兒童社會生活力的影響；有專家采用了日本S—M社會生活力量表(修定版)對兒童進(jìn)行調(diào)查，量表內(nèi)容包括獨(dú)立生活力、運(yùn)動能力、作業(yè)能力、交往能力、集體生活能力、自我管理能力六大領(lǐng)域，結(jié)果表明社會生活力與血鉛水平非常顯著負(fù)相關(guān)，強(qiáng)烈揭示鉛中毒嚴(yán)重?fù)p害兒童社會生活力。而最新國際研究表明智商是成材的基礎(chǔ)，社會商(情商)是成材的、關(guān)鍵。鑒于社會生活力與社會商關(guān)系密切，鉛中毒對社會生活力的損害引起社會的重視。
[0007]兒童鉛中毒后，一般沒有典型癥狀表現(xiàn)，因此其普遍性和嚴(yán)重性極易被人們所忽視。就處在生長發(fā)育期的兒童來說，鉛對中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的危害最嚴(yán)重。當(dāng)兒童血鉛含量每公升超過10微克時，即對智力發(fā)育產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損害，而此時往往沒有足以引起注意的臨床表現(xiàn)。
[0008]由上可知，如果在人們?nèi)粘＝佑|的工藝品中添加了鉛會對人體造成危害，同時增加多種元素也對制備過程造成了一定的困難。
[0009]參照《鑄造手冊》中白銅的熔煉工藝，先用磷銅脫氧，金屬錳終脫氧。
[0010]合金配料成份按Nil8% ,Zn8%,Sn4%，其余為Cu，熔煉合金150Kg，加料順序:先加入全部的銅和鎳以及1/3的鋅，后加覆蓋劑升溫至1300°C，加磷銅脫氧(0.2% )，再加全部錫及剩余的鋅升溫至1350°C，加金屬錳終脫氧(0.5% )，出爐澆分析試樣有點(diǎn)發(fā)漲，不是很明顯，澆注焊接試板、力學(xué)性能試棒、流動性試樣(砂型)，澆冒口明顯發(fā)漲，澆注鑄件澳門小觀音，修飾后為氣孔銅，此種熔煉工藝不適合白銅的熔煉。該工藝雖解決白銅熔煉過程吸氧問題，但氫在白銅由固相變成液相時(熔點(diǎn)10800C )，溶解量有一個突變，造成大量吸氫;相反溫度降至1080°C時，氫的在銅液中溶解度同樣有一個突變，急劇降低，在緩慢凝固過程中形成析出性氣孔，呈針孔，集聚較多時呈密集氣泡，導(dǎo)致鑄件后凝固部位有氣孔，冒口處發(fā)漲，從而嚴(yán)重降低了鑄件質(zhì)量白銅材料在熔煉時容易吸氧，澆鑄的鑄件易產(chǎn)生氣孔類缺陷，因此普通的熔煉工藝并不能達(dá)到工藝品所需的要求。
[0011]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法，由以下重量份的原料制備而成:
Ni 20?40份、Zn 30?35份、Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份，其余為銅。
[0014]進(jìn)一步地，一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金，由以下重量份的原料制備而成:
Ni 22?38份、Zn 30?35份、Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份，其余為銅。
[0015]進(jìn)一步地，一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金，所述Zn 33份、Mn 25份、P 15份、Fe 6份、Al11份，其余為銅。
[0016]一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金的制備方法，包括如下步驟:
S1:先稱取Ni 22?38份、Zn 30?35份和銅加入到熔煉爐內(nèi)，加入二氧化錳作為氧化劑混合之后，在溫度1200-1400°C下進(jìn)行熔化，熔化時間為2?4小時得到熔融金屬液；
S2:稱取Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份加入到步驟SI得到的熔融金屬液的熔煉爐內(nèi)，繼續(xù)加熱至1430°C?1660°C，制得合金溶液；
S3:將步驟S2得到合金溶液加入脫氧劑磷銅合金進(jìn)行脫氧，最后形成液態(tài)的白銅合金進(jìn)行澆注。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟SI的熔化溫度為1300°C，熔化時間為3小時。
[0018]進(jìn)一步地，所述步驟S2的熔化溫度為1500°C。
[0019]進(jìn)一步地，所述步驟S3中的磷銅合金為CuP12或CuP14。
[0020]本發(fā)明白銅合金能夠使得白銅合金的性能更好，抗拉強(qiáng)度腐蝕度等都更符合工藝品所需要求，對于后續(xù)所生產(chǎn)的工藝品不僅能夠保持白銅特有的顏色強(qiáng)度和硬度，且更環(huán)保更符合人們的日常使用需求。本發(fā)明中含有鋅，鋅能大量固溶于銅鎳之中，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，且抗腐蝕。本發(fā)明所述的白銅合金具有高的強(qiáng)度和耐蝕性，彈性也較好，外表美觀，且價格低廉能夠節(jié)約成本。
[0021]本發(fā)明采用高溫精練使合金熔煉充分，雜質(zhì)上浮，靜置降溫后，用工具清除掉表面的氧化雜質(zhì)，使得制成的白銅合金雜質(zhì)更少，更加安全環(huán)保。
[0022]鎳金屬是具有硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，它能夠高度磨光和抗腐蝕。市場上，鎳的價格一直居高不下，如果在白銅合金中采用過多的鎳金屬，雖然能夠使得白銅合金達(dá)到很好的性能，但是對于生產(chǎn)成本會增加很多，達(dá)不到價格低廉能夠節(jié)約成，采用CuP12或CuP14，且CuP14中，P含量為13?15%，且Fe不大于0.15%，熔化溫度為900?1020度，脆性。用于白銅合金的熔煉，能夠有效去除銅熔體中的氧，顯著減少氧化夾雜，從而能夠改善合金的力學(xué)性能。用氧化法熔煉，二氧化錳作為氧化劑，加入量為1%，利用二氧化錳能夠很好的解決合金熔煉過程中的吸氧問題，使制備的白銅合金澆注時氣孔少，生產(chǎn)的鑄件質(zhì)量好。
[0023]
【具體實施方式】
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明由以下重量份的原料制備而成:
Ni 20?40份、Zn 30?35份、Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份，其余為銅。
[0025]—種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金，由以下重量份的原料制備而成:
Ni 22?38份、Zn 30?35份、Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份，其余為銅。
[0026]一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金，所述Zn 33份、Mn 25份、P 15份、Fe 6份、Al 11份，其余為銅。
[0027]—種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金的制備方法，包括如下步驟:
S1:先稱取Ni 22?38份、Zn 30?35份和銅加入到熔煉爐內(nèi)，加入二氧化錳作為氧化劑混合之后，在溫度1200-1400°C下進(jìn)行熔化，熔化時間為2?4小時得到熔融金屬液；
S2:稱取Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份加入到步驟SI得到的熔融金屬液的熔煉爐內(nèi)，繼續(xù)加熱至1430°C?1660°C，制得合金溶液；
S3:將步驟S2得到合金溶液加入脫氧劑磷銅合金進(jìn)行脫氧，最后形成液態(tài)的白銅合金進(jìn)行澆注。
[0028]所述步驟SI的熔化溫度為1300°C，熔化時間為3小時。
[0029]所述步驟S2的熔化溫度為1500°C。
[0030]所述步驟S3中的磷銅合金為CuP12或CuP14。
[0031]
實施例1:
S1:先稱取Ni 22份、Zn 35份和銅加入到熔煉爐內(nèi)，加入二氧化錳作為氧化劑混合之后，在溫度1400°C下進(jìn)行熔化，熔化時間為4小時得到熔融金屬液；
S2:稱取Mn 30份、P 18份、Fe 4份、Al 15份加入到步驟SI得到的熔融金屬液的熔煉爐內(nèi)，繼續(xù)加熱至1430°C，制得合金溶液；
S3:將步驟S2得到合金溶液加入脫氧劑磷銅合金進(jìn)行脫氧，最后形成液態(tài)的白銅合金進(jìn)行澆注。
[0032]實施例2:
S1:先稱取Ni 22份、Zn 30份和銅加入到熔煉爐內(nèi)，加入二氧化錳作為氧化劑混合之后，在溫度1400°C下進(jìn)行熔化，熔化時間為2小時得到熔融金屬液；
S2:稱取Mn30份、P 18份、Fe7份、A115份加入到步驟SI得到的熔融金屬液的熔煉爐內(nèi)，繼續(xù)加熱至1430°C，制得合金溶液； S3:將步驟S2得到合金溶液加入脫氧劑磷銅合金進(jìn)行脫氧，最后形成液態(tài)的白銅合金進(jìn)行澆注。
[0033]
實施例3:
S1:先稱取Ni 22份、Zn 30份和銅加入到熔煉爐內(nèi)，加入二氧化錳作為氧化劑混合之后，在溫度1200°C下進(jìn)行熔化，熔化時間為2小時得到熔融金屬液；
S2:稱取Mn 25份、P 15份、Fe 5份、Al 11份加入到步驟SI得到的熔融金屬液的熔煉爐內(nèi)，繼續(xù)加熱至1560°C，制得合金溶液；
S3:將步驟S2得到合金溶液加入脫氧劑磷銅合金進(jìn)行脫氧，最后形成液態(tài)的白銅合金進(jìn)行澆注。
[0034]本發(fā)明白銅合金能夠使得白銅合金的性能更好，抗拉強(qiáng)度腐蝕度等都更符合工藝品所需要求，對于后續(xù)所生產(chǎn)的工藝品不僅能夠保持白銅特有的顏色強(qiáng)度和硬度，且更環(huán)保更符合人們的日常使用需求。本發(fā)明中含有鋅，鋅能大量固溶于銅鎳之中，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，且抗腐蝕。本發(fā)明所述的白銅合金具有高的強(qiáng)度和耐蝕性，彈性也較好，外表美觀，且價格低廉能夠節(jié)約成本。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成: Ni 20?40份、Zn 30?35份、Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份，其余為銅。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成: Ni 22?38份、Zn 30?35份、Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份，其余為銅。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金，其特征在于，所述Zn33份、Mn 25份、P 15份、Fe 6份、Al 11份，其余為銅。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:先稱取Ni 22?38份、Zn 30?35份和銅加入到熔煉爐內(nèi)，加入二氧化錳作為氧化劑混合之后，在溫度1200-1400°C下進(jìn)行熔化，熔化時間為2?4小時得到熔融金屬液； S2:稱取Mn 20?30份、P 12?18份、Fe 4?7份、Al 5?15份加入到步驟SI得到的熔融金屬液的熔煉爐內(nèi)，繼續(xù)加熱至1430°C?1660°C，制得合金溶液； S3:將步驟S2得到合金溶液加入脫氧劑磷銅合金進(jìn)行脫氧，最后形成液態(tài)的白銅合金進(jìn)行澆注。5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法，其特征在于，所述步驟SI的熔化溫度為13000C，熔化時間為3小時。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法，其特征在于，所述步驟S2的熔化溫度為1500°C。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鎳鋅高強(qiáng)度白銅合金及其制備方法，其特征在于，所述步驟S3中的磷銅合金為CuP12或CuP14。
【文檔編號】C22C1/02GK106086517SQ201610772122
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月31日
【發(fā)明人】吳明輝, 王權(quán), 李麗興, 謝道金, 狄風(fēng)雨, 蔣云才, 李云飛, 黃景彪
【申請人】蕪湖楚江合金銅材有限公司