一種易切削的環(huán)保白銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種易切削的環(huán)保白銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為：鎳12.2-12.4、錫3.5-3.9、鐵0.1-0.2、銻0.15-0.18、鋅7.5-7.9、Si0.15-0.18、As0.05-0.09、V0.25-0.28、余量為銅。本發(fā)明合金含較高的鎳、鋅、錫元素，具有較高的強度和耐腐蝕性能，而且加工性能好；通過添加銻、Si元素，使得切削性好，而且環(huán)保無毒；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致,合金品質(zhì)均一。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級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種易切削的環(huán)保白銅合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種易切削的環(huán)保白銅合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場所。目前我國現(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、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數(shù)大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質(zhì)量重，施工困難；還不能滿足市場要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種易切削的環(huán)保白銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有強度高、耐腐蝕、加工容易的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:
一種易切削的環(huán)保白銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:鎳 12.2-12.4、錫 3.5-3.9、鐵 0.1-0.2、銻 0.15-0.18、鋅 7.5-7.9、S1.15-0.18、As0.05-0.09、V0.25-0.28、余量為銅。 [0005]所述的易切削的環(huán)保白銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)、準備純銅與廢銅按1:0.4-0.7比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學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為:(I)鎳、鐵；(2 )鋅、As ; (3 )錫、硅；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為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240_250°C /小時速率升溫至340_360°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時速率升溫至580_600°C，保溫1-2小時；再以270_280°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以210-220°C /小時速率升溫至350_360°C，保溫1-2小時；再以220-2400C /小時速率降溫至90-110，保溫I_2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至330-340°C，保溫2-3小時，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，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡
1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，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)明合金含較高的鎳、鋅、錫元素，具有較高的強度和耐腐蝕性能，而且加工性能好；通過添加銻、Si元素，使得切削性好，而且環(huán)保無毒；通過合理控制鑄后處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致，合金品質(zhì)均一。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級左右，明顯提高成品率。
【具體實施方式】
[0009]一種易切削的環(huán)保白銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:鎳
12.2-12.4、錫 3.5-3.9、鐵 0.1-0.2、銻 0.15-0.18、鋅 7.5-7.9,S1.15-0.18,As0.05-0.09、V0.25-0.28、余量為銅。
[0010]所述的易切削的環(huán)保白銅合金材料的生產(chǎn)方法如下:
(I)、準備純銅與廢銅按1:0.6比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學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為:(I)鎳、鐵；(2 )鋅、As ; (3 )錫、硅；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以245°C /小時速率升溫至350°C，保溫55分鐘，再以245°C /小時速率升溫至590°C，保溫1.5小時；再以275°C /小時速率降溫至110°C，保溫1.5小時；再以215°C /小時速率升溫至355°C，保溫1.5小時；再以230°C /小時速率降溫至100，保溫1.5小時；再以205°C /小時速率升溫至335°C，保溫2.5小時，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2600-30000C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013]本實施例易切削的環(huán)保白銅合金材料，抗拉強度6 b為508Mpa，屈服強度479MPa，硬度值HB為126，導電率％IACS66，軟化溫度590°C，20°C延伸率13%。
【權利要求】
1.一種易切削的環(huán)保白銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:鎳 12.2-12.4、錫 3.5-3.9、鐵 0.1-0.2、銻 0.15-0.18、鋅 7.5-7.9、S1.15-0.18、As0.05-0.09、V0.25-0.28、余量為銅。
2.根據(jù)權利要求1所述的易切削的環(huán)保白銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (I)、準備純銅與廢銅按1:0.4-0.7比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學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為:(I)鎳、鐵；(2 )鋅、As ; (3 )錫、硅；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權利要求2所述的易切削的環(huán)保白銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以240-250°C /小時速率升溫至340-360°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時速率升溫至580-600°C，保溫1_2小時；再以270_280°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以210-2200C /小時速率升溫至350_360°C，保溫1-2小時；再以220-240°C /小時速率降溫至90-110，保溫1_2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至330-340°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權利要求2所述的易切削的環(huán)保白銅合金材料的生產(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2600-30000C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號】C22C1/02GK104032183SQ201410197544
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陳大軍 申請人:蚌埠市宏威濾清器有限公司