一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：鋁1.2-1.4、鈹0.15-0.19、錫3.2-3.4、硅0.15-0.19、鎂4.2-4.5、硼0.25-0.30、鋯0.05-0.09、鋅14.8-15.2、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.07、Ta0.12-0.16、余量為銅。本發(fā)明合金具有高溫抗氧化性能，良好的切削性能；該合金還具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)，而且鑄造、焊接性能優(yōu)良，適用于飲用水供給系統(tǒng)所需的零部件和其它結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右，明顯提高成品率。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬合金材料的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅因其良好的導(dǎo)電性，可塑性，耐腐蝕性，應(yīng)用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場(chǎng)所。目前我國(guó)現(xiàn)有的銅合金仍存在一些問題，如合金內(nèi)含有大量雜質(zhì)元素，高溫疲勞性差、高溫強(qiáng)度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數(shù)大，使用壽命短；導(dǎo)電性差，浪費(fèi)電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質(zhì)量重，施工困難；還不能滿足市場(chǎng)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有易切削，加工性能好，強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋁 1.2-1.4、鈹 0.15-0.19、錫 3.2-3.4、硅 0.15-0.19、鎂 4.2-4.5、硼 0.25-0.30、鋯 0.05-0.09、鋅 14.8-15.2、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.07、Ta0.12-0.16、余量為銅。
[0005]所述的無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.3-0.8比例作為銅基質(zhì)來(lái)源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鋅、硼；(2)錫、鎂、硅；(3)鈹、鋯、Sb ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210_230°C /小時(shí)速率升溫至280_290°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至580_590°C，保溫1-2小時(shí)；再以250_260°C /小時(shí)速率降溫至80-90°C，保溫1-2小時(shí)；再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至350_360°C，保溫1-2小時(shí)；再以250-2600C /小時(shí)速率降溫至80_90°C，保溫1-2小時(shí)；再以200-210°C /小時(shí)速率升溫至280-290°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:碳酸鈣粉4-5、鋁礬土 2.1-2.5、樹木灰燼1-2、納米二氧化硅1-2、明礬2-3、玉石粉3-4、電石粉4-5、氟鈦酸鉀2_3、四硼酸鈉1_2、Bi2O3 2-3 ;其制備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化硅、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明合金含有鎂，具有高溫抗氧化性能，通過添加硅、鋯、Sb、Sc、Ta等元素，提高了銅合金的切削性能；該合金還具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)，而且鑄造、焊接性能優(yōu)良，適用于飲用水供給系統(tǒng)所需的零部件和其它結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右，明顯提高成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋁 1.2-1.4、鈹 0.15-0.19、錫 3.2-3.4、硅 0.15-0.19、鎂 4.2-4.5、硼 0.25-0.30、鋯
0.05-0.09、鋅 14.8-15.2、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.07、Ta0.12-0.16、余量為銅。
[0010]所述的無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.5比例作為銅基質(zhì)來(lái)源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鋅、硼；(2)錫、鎂、硅；(3)鈹、鋯、Sb ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220°C /小時(shí)速率升溫至284°C，保溫55分鐘，再以245°C /小時(shí)速率升溫至585°C，保溫1.5小時(shí)；再以255°C /小時(shí)速率降溫至85°C，保溫1.5小時(shí)；再以245°C /小時(shí)速率升溫至355°C，保溫1.5小時(shí)；再以255°C /小時(shí)速率降溫至85°C，保溫1.5小時(shí)；再以205°C /小時(shí)速率升溫至285°C，保溫2.5小時(shí)，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:碳酸鈣粉5、鋁礬土 2.1、樹木灰燼1、納米二氧化硅2、明礬2、玉石粉4、電石粉4、氟鈦酸鉀3、四硼酸鈉2、Bi2O3 2 ;其制備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土`、樹木灰燼、納米二氧化硅、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013]本實(shí)施例無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料，抗拉強(qiáng)度6b為536Mpa，屈服強(qiáng)度482MPa，硬度值HB為132，導(dǎo)電率％IACS56，軟化溫度596°C，20°C延伸率17.8%。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋁 1.2-1.4、鈹 0.15-0.19、錫 3.2-3.4、硅 0.15-0.19、鎂 4.2-4.5、硼 0.25-0.30、鋯0.05-0.09、鋅 14.8-15.2、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.07、Ta0.12-0.16、余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.3-0.8比例作為銅基質(zhì)來(lái)源，將純銅加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鋅、硼；(2)錫、鎂、硅；(3)鈹、鋯、Sb ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210-230°C /小時(shí)速率升溫至280-290°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至580-590°C，保溫1_2小時(shí)；再以250_260°C /小時(shí)速率降溫至80-90°C，保溫1-2小時(shí)；再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至350_360°C，保溫1_2小時(shí)；再以250-260°C /小時(shí)速率降溫至80-90°C，保溫1_2小時(shí)；再以200-210°C /小時(shí)速率升溫至280-290°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鉛易切削鎂黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:碳酸鈣粉4-5、鋁礬土 2.1-2.5、樹木灰燼1-2、納米二氧化硅1-2、明礬2-3、玉石粉3-4、電石粉4-5、氟鈦酸鉀2-3、四硼酸鈉l_2、Bi203 2-3 ;其制備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化硅、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與 其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號(hào)】C22C1/06GK103757471SQ201310747577
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】徐佩康 申請(qǐng)人:安徽瑞慶信息科技有限公司