一種無鉛易切削鋅白銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種無鉛易切削鋅白銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：鎳10-11、鋅28-30、Sb0.3-0.4、Ce0.12-0.15、Nb0.06-0.08、V0.05-0.08、Mo1.5-1.8、余量為銅。本發(fā)明黃銅合金通過添加鎳、Sb、V等元素，提高了銅合金的強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐磨性能；通過添加Ce、Nb、Mo，使得合金切削性能好，摩擦系數(shù)小，耐高溫；本發(fā)明銅合金冷熱加工成型性好,易切削,適用于制造儀器儀表、醫(yī)療器械、日用品和通訊等領(lǐng)域的精密零件。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級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種無鉛易切削鋅白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，尤其涉及一種無鉛易切削鋅白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(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；還不能滿足市場要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種無鉛易切削鋅白銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有高強(qiáng)度度、冷熱加工性能好、易切削、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種無鉛易切削鋅白銅合金材料，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 M 10-11、鋅 28-30,Sb0.3-0.4,Ce0.12-0.15,Nb0.06-0.08,V0.05-0.08,Mol.5-1.8、余量為銅。 [0005]所述的無鉛易切削鋅白銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.4-0.8比例作為銅基質(zhì)來源，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)?(1)鋅；(2)鎳、513、￥;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為20-24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(shí)速率升溫至350_360°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至550_560°C，保溫1_2小時(shí)；再以260-2700C /小時(shí)速率降溫至110-120°C，保溫1_2小時(shí)；再以240_250°C /小時(shí)速率升溫至330-340°C，保溫1-2小時(shí)；再以250_260°C /小時(shí)速率降溫至100-110°C，保溫1_2小時(shí)；再以200-210°C /小時(shí)速率升溫至260-270°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:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土
4-8、粘土 30-35、欽白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氟硅酸鈉3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，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)明黃銅合金通過添加鎳、Sb、V等元素，提高了銅合金的強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐磨性能；通過添加Ce、Nb、Mo，使得合金切削性能好，摩擦系數(shù)小，耐高溫；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)明銅合金冷熱加工成型性好，易切削，適用于制造儀器儀表、醫(yī)療器械、日用品和通訊等領(lǐng)域的精密零件。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級左右，明顯提聞成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種無鉛易切削鋅白銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鎳10-11、鋅 28-30、Sb0.3-0.4、Ce0.12-0.15、Nb0.06-0.08、V0.05-0.08、Mol.5-1.8、余量為銅。
[0010]所述的無鉛易切削鋅白銅合金材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、準(zhǔn)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(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)?(1)鋅；(2)鎳、513、￥;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22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(shí)速率升溫至355°C，保溫55分鐘，再以245°C /小時(shí)速率升溫至555°C，保溫1.5小時(shí)；再以265°C /小時(shí)速率降溫至115°C，保溫1.5小時(shí)；再以245°C /小時(shí)速率升溫至335°C，保溫1.5小時(shí)；再以255°C /小時(shí)速率降溫至105°C，保溫1.5小時(shí)；再以205°C /小時(shí)速率升溫至265°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:二氧化硅15、白云石3、苦菱土
4、粘土 30、 鈦白粉2、瑩石8、玉石粉4、蒙脫石1、樹木灰燼2、Na2TiF68、氟硅酸鈉3 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，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)施例無鉛易切削鋅白銅合金材料，抗拉強(qiáng)度6 b為547Mpa，屈服強(qiáng)度487MPa，硬度值HB為140，導(dǎo)電率％IACS66，軟化溫度620°C，20°C延伸率14%。
【權(quán)利要求】
1.一種無鉛易切削鋅白銅合金材料，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:鎳 10-11、鋅 28-30、Sb0.3-0.4、Ce0.12-0.15、Nb0.06-0.08、V0.05-0.08、Mol.5-1.8、余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛易切削鋅白銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.4-0.8比例作為銅基質(zhì)來源，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)?(1)鋅；(2)鎳、513、￥;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉛易切削鋅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(shí)速率升溫至350-360°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至550-560°C，保溫1-2小時(shí)；再以260_270°C /小時(shí)速率降溫至110-120°C，保溫1-2小時(shí)；再以240-250°C /小時(shí)速率升溫至330_340°C，保溫1_2小時(shí)；再以250-2600C /小時(shí)速率降溫至100-110°C，保溫1-2小時(shí)；再以200-210°C /小時(shí)速率升溫至260-270°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉛易切削鋅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:二氧化硅15-20、白云石3-5、苦菱土 4-8、粘土 30-35、欽白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊1-2、Na2TiF6 8-10、氟娃酸鈉3-4 ；其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2600-300 0°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】C22C9/04GK104032174SQ201410197554
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)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