專利名稱：一種無(wú)鉛易切削鎂石墨黃銅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種金屬材料的制造技術(shù)，涉及無(wú)鉛易切削鎂石墨黃銅 的制造方法。
技術(shù)背景含鉛銅合金具有易切削和物理、化學(xué)、力學(xué)的性能，是廣泛使用的一類銅合金。目前我國(guó)僅鉛黃銅的年產(chǎn)量約50萬(wàn)噸。但是，這類 銅合金在生產(chǎn)和使用過程中會(huì)造成環(huán)境污染、危害人體健康，因而其 應(yīng)用日益受到嚴(yán)格的限制。美國(guó)自1998年8月6日起，要求飲用水 供給系統(tǒng)中鉛的浸出量在1.1乂10-3%以下，日本規(guī)定2003年飲用水 中含鉛小于0.03mg/L。歐盟的無(wú)鉛指令已經(jīng)于2006年7月1日生效。 而我國(guó)相應(yīng)地也從2007年3月1日開始執(zhí)行無(wú)鉛化。鉛即不固溶于 銅，也不與銅形成金屬間化合物，在飲用水中的雜質(zhì)及有機(jī)酸等的作 用下含鉛銅合金中的鉛會(huì)緩慢析出，現(xiàn)有的含鉛銅合金很難滿足上述 環(huán)保的要求。為了降低鉛的有害作用，科研人員就飲用水對(duì)黃銅的腐 蝕機(jī)理及添加元素對(duì)黃銅的腐蝕性影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并采取了 多種措施，如添加錫、鎳等合金元素來(lái)提高鉛黃銅的耐蝕性能，或?qū)?可溶性的鉛去除或抑制鉛的浸出等。由于黃銅中始終存在著鉛，所以 這些方法無(wú)法從根本上消除鉛的有害作用。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，發(fā)達(dá)國(guó) 家首先開發(fā)了鉍黃銅，在加入鉍的同時(shí)，大多數(shù)還添加了錫和鎳，少 數(shù)還添加了昂貴的硒。由于硒和鉍的資源非常有限，而且價(jià)格較高， 導(dǎo)致鉍黃銅的成本居高不下。顯然，現(xiàn)有的易切削黃銅有以下缺點(diǎn)1) 鉛黃銅不環(huán)保。2) 鉍黃銅成本偏高。本發(fā)明通過調(diào)整合金成分，優(yōu)化合金的微觀組織，使合金具有良 好的切削性能。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于有效解決鉛黃銅污染環(huán)境的問題和鉍黃銅成 分過高的問題，可以為電子器件、水暖衛(wèi)浴、結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域提供一種 低成本的無(wú)鉛易切削鎂石墨黃銅。本發(fā)明的內(nèi)容無(wú)鉛易切削黃銅的成分，銅(01)56.0%-64.0%， 鎂(Mg)0.P/。-3.5X，石墨(C) 0.1%-3.5%，但鎂和石墨的含量之和為 1.0%-4.0%，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的雜質(zhì)。本發(fā)明工藝流程如下本發(fā)明所述無(wú)鉛易切削鎂石墨黃銅的制備使用工頻有芯感應(yīng)電 爐或者中頻感應(yīng)電爐、電阻爐，在銅鋅合金熔體中，按成分配比和加 料順序，加入石墨粉、鋅錠和銅-鎂中間合金，出爐澆鑄，制備出圓柱形銅合金錠。合金成分控制銅(01)56.0%-64.0%，鎂(Mg)0.P/o-3.5 %，石墨(C) 0.1%-3.5%，其中鎂和石墨的含量之和為1.0%-4.0%， 其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的雜質(zhì)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1) 實(shí)現(xiàn)了易切削黃銅的無(wú)鉛化，合金成分中不含鉛，對(duì)環(huán)境友好， 對(duì)人體健康。2) 成本較低，所添加的鎂元素及石墨均為廉價(jià)物質(zhì)，故不會(huì)增加 合金的成本。3) 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)過洗爐后，可利用現(xiàn)有的鉛黃銅設(shè)備進(jìn)行生 產(chǎn)，不需要新的投資。實(shí)施例1:無(wú)鉛易切削黃銅的成分，銅(Cu)56.0X，鎂(Mg)0.1。/。，石墨(C) 1.1%，鎂和石墨的含量之和為1.2%，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05 %的雜質(zhì)。考慮各元素的市場(chǎng)價(jià)格、生產(chǎn)工藝進(jìn)行成本核算，合金價(jià) 格相當(dāng)于HPb59-l的95%，切削性能相當(dāng)于72%。實(shí)施例2:無(wú)鉛易切削黃銅的成分，銅(Cu)60.0X，鎂(Mg)0.7。/。，石墨(C) 0.8%，鎂和石墨的含量之和為1.5%，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05 %的雜質(zhì)?？紤]各元素的市場(chǎng)價(jià)格、生產(chǎn)工藝進(jìn)行成本核算，合金價(jià) 格相當(dāng)于HPb59-l的98%,切削性能相當(dāng)于74%。實(shí)施例3:無(wú)鉛易切削黃銅的成分，銅(Cu)60.0X，鎂(Mg)0.6。/。，石墨(C) 2.1%，鎂和石墨的含量之和為2.7%，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05 %的雜質(zhì)?？紤]各元素的市場(chǎng)價(jià)格、生產(chǎn)工藝進(jìn)行成本核算，合金價(jià) 格相當(dāng)于HPb59-l的94%，切削性能相當(dāng)于71%。實(shí)施例4:無(wú)鉛易切削黃銅的成分，銅(Cu)64.0X，鎂(Mg)3.5M，石墨(C) 0.5%，但鎂和石墨的含量之和為4.0%，其余為鋅(Zn)及總量不大于 0.05%的雜質(zhì)?？紤]各元素的市場(chǎng)價(jià)格、生產(chǎn)工藝進(jìn)行成本核算，合 金價(jià)格相當(dāng)于HPb59-l的105%，切削性能相當(dāng)于76%。實(shí)施例5:無(wú)鉛易切削黃銅的成分，銅(Cu)64.0X，鎂(Mg)O.P/0，石墨(C) 3.5%，但鎂和石墨的含量之和為3.6%,其余為鋅(Zn)及總量不大于 0.05%的雜質(zhì)?？紤]各元素的市場(chǎng)價(jià)格、生產(chǎn)工藝進(jìn)行成本核算，合 金價(jià)格相當(dāng)于HPb59-l的93%，切削性能相當(dāng)于70%。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)鉛易切削鎂石墨黃銅，其特征在于黃銅中各合金元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為銅56.0％-64.0％，鎂0.1％-3.5％，石墨0.1％-3.5％，鎂和石墨的含量之和為1.0％-4.0％，其余為鋅，雜質(zhì)總量不大于0.05wt％。
全文摘要
一種無(wú)鉛易切削鎂石墨黃銅，屬金屬材料的制造技術(shù)領(lǐng)域。黃銅中包含有銅、鋅、鎂、石墨等合金元素，各合金元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為銅56.0％-64.0％，鎂0.1％-3.5％，石墨0.1％-3.5％，鎂和石墨的含量之和為1.0％-4.0％，其余為鋅，雜質(zhì)總量不大于0.05％。本發(fā)明在現(xiàn)有易切削鉛黃銅的基礎(chǔ)上，針對(duì)該材料在使用環(huán)境與使用條件下的要求，采用鎂及石墨元素替代污染環(huán)境而且對(duì)人體健康危害很大的鉛元素，實(shí)現(xiàn)易切削鉛黃銅的無(wú)鉛化。該黃銅現(xiàn)時(shí)具有優(yōu)良的切削性能、熱加工性能和力學(xué)性能，應(yīng)用于電子器件、水暖衛(wèi)浴、結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域，替代現(xiàn)有的易切削鉛黃銅。
文檔編號(hào)C22C9/04GK101215653SQ200810030409
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日
發(fā)明者周忠誠(chéng), 黃勁松 申請(qǐng)人:中南大學(xué)