一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金棒材領(lǐng)域，具體涉及一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的錫青銅材料為了實(shí)現(xiàn)其易切肩性能往往會(huì)添加鉛元素，但是隨著環(huán)保意識(shí)的日益提高，含鉛元素的青銅合金已經(jīng)不能滿足國內(nèi)外高端市場(chǎng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒及其制備方法，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)可替代現(xiàn)有含鉛錫青銅的無鉛環(huán)保合金材料的制備。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒，由以下組分組成:占合金材料棒總重量2-5%的鋅，占合金材料棒總重量2-4%的錫，占合金材料棒總重量0.5-1.5%的鋁，占合金材料棒總重量0.05-0.8%的銻，占合金材料棒總重量0.1-1.05%的硅，占合金材料棒總重量0.05-0.3%的磷，占合金材料棒總重量0.5-1.5%的錳，余量為銅。
[0006]優(yōu)選地，由以下組分組成:占合金材料棒總重量2%的鋅，占合金材料棒總重量2%的錫，占合金材料棒總重量0.5%的鋁，占合金材料棒總重量0.05%的銻，占合金材料棒總重量0.1 %的硅，占合金材料棒總重量0.05%的磷，占合金材料棒總重量0.5%的錳，余量為銅。
[0007]優(yōu)選地，由以下組分組成:占合金材料棒總重量3%的鋅，占合金材料棒總重量3%的錫，占合金材料棒總重量1%的鋁，占合金材料棒總重量0.4%的銻，占合金材料棒總重量0.5%的娃，占合金材料棒總重量0.15%的磷，占合金材料棒總重量I %的猛，余量為銅。
[0008]優(yōu)選地，由以下組分組成:占合金材料棒總重量5%的鋅，占合金材料棒總重量4%的錫，占合金材料棒總重量1.5%的鋁，占合金材料棒總重量0.8%的銻，占合金材料棒總重量1.05%的娃，占合金材料棒總重量0.3%的磷，占合金材料棒總重量1.5%的猛，余量為銅。
[0009]優(yōu)選地，由以下組分組成:占合金材料棒總重量4%的鋅，占合金材料棒總重量2%的錫，占合金材料棒總重量0.5%的鋁，占合金材料棒總重量0.05%的銻，占合金材料棒總重量1.05%的硅，占合金材料棒總重量0.3%的磷，占合金材料棒總重量1.5%的錳，余量為銅。
[0010]優(yōu)選地，由以下組分組成:占合金材料棒總重量3%的鋅，占合金材料棒總重量4%的錫，占合金材料棒總重量1.5%的鋁，占合金材料棒總重量0.8%的銻，占合金材料棒總重量0.1%的娃，占合金材料棒總重量0.05%的磷，占合金材料棒總重量0.5%的猛，余量為銅。
[0011]一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒的制備方法，包括以下步驟:
[0012]I)按照配比將磷、銅、錫、鋅、硅、錳、鋁、銻置于工頻電爐內(nèi)，加熱至1250-1300攝氏度，待完全熔化后保溫至1200攝氏度；
[0013]2)用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬螅谄渖厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為ll_13cm ；
[0014]3)保溫1.2-1.5小時(shí)后，用光譜儀對(duì)從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；
[0015]4)進(jìn)一步保溫40-60分鐘后，重新升溫至1300攝氏度，并開啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)規(guī)定尺寸的實(shí)心合金材料棒；
[0016]5)消除應(yīng)力退火，用退火爐對(duì)合金材料棒進(jìn)行退火處理:退火溫度為200-300攝氏度，退火時(shí)間為20-30分鐘；
[0017]6)將退火完成后的合金材料棒用超聲波探傷儀對(duì)合金材料棒進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0018]進(jìn)一步地，步驟3)中所述光譜儀采用斯派克直讀光譜儀。
[0019]進(jìn)一步地，步驟3)中的成分檢驗(yàn)次數(shù)為3-5次。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒及其制備方法，將傳統(tǒng)鉛元素替換為硅元素，按照磷、銅、錫、鋅、硅、錳、鋁、銻一定的成分配比，適當(dāng)?shù)臏囟?，通過連鑄連軋的生產(chǎn)工藝完成合金材料棒的生產(chǎn)，從而完全能夠取代含有鉛元素的錫青銅棒材。該發(fā)明采用連鑄連軋的生產(chǎn)工藝避免了采用連續(xù)鑄造一坯錠處理一退火擠壓一后續(xù)探傷的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，從而省去了部分坯錠處理和退火擠壓的生產(chǎn)步驟，不僅縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，而且大大降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可替代現(xiàn)有含鉛錫青銅的無鉛環(huán)保合金材料的制備。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒的生產(chǎn)裝置圖。附圖標(biāo)記說明
[0022]I提升機(jī)及加料臺(tái)，2熔化爐，3保溫爐，4液壓剪，5鑄錠整形器，6飛剪，7酸洗，8卷取裝置，9精軋機(jī)組，10粗軋機(jī)組，11連鑄機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并非限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
[0024]實(shí)施例1
[0025]一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒，由以下組分組成:占合金材料棒總重量2%的鋅，占合金材料棒總重量2%的錫，占合金材料棒總重量0.5%的鋁，占合金材料棒總重量0.05%的銻，占合金材料棒總重量0.1%的硅，占合金材料棒總重量0.05%的磷，占合金材料棒總重量0.5%的猛，余量為銅。
[0026]通過提升機(jī)及加料臺(tái)I按照配比將磷、銅、錫、鋅、硅、錳、鋁、銻置于工頻電爐(熔化爐2)內(nèi)，加熱至1250-1300攝氏度，待完全熔化后保溫至1200攝氏度；熔化液體通過上流槽流到保溫爐3，用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為ll-13cm ;保溫1.2-1.5小時(shí)后，用斯派克直讀光譜儀對(duì)從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進(jìn)一步保溫40-60分鐘后，重新升溫至1300攝氏度，并開啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)直徑為15mm，長度為4000mm的實(shí)心合金材料棒，連鑄連軋的具體設(shè)備及工藝如下(見圖1):保溫爐中的熔化液體通過下流槽進(jìn)入澆堡，之后進(jìn)入連鑄機(jī)11進(jìn)行鑄造，成為鑄坯，鑄坯經(jīng)過液壓剪4、鑄錠整形器5在粗軋機(jī)組10中軋制，之后經(jīng)過飛剪6，進(jìn)入精軋機(jī)組9進(jìn)行精軋，成為合金材料棒；消除應(yīng)力退火，用箱式退火爐對(duì)合金材料棒進(jìn)行退火處理:退火溫度為200-300攝氏度，退火時(shí)間為20-30分鐘；將退火完成后的合金材料棒用超聲波探傷儀對(duì)合金材料棒進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐，合格產(chǎn)品隨后經(jīng)過清洗冷卻管道進(jìn)行酸洗7，然后進(jìn)行涂蠟，在卷取裝置8上卷成圈狀，經(jīng)過包裝機(jī)進(jìn)行包裝，成為成品，之后可進(jìn)行運(yùn)輸。
[0027]與現(xiàn)有的含鉛錫青銅合金相比，本實(shí)施例提供的連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒，采用連鑄連軋的生產(chǎn)工藝避免了采用連續(xù)鑄造一坯錠處理一退火擠壓一后續(xù)探傷的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，從而省去了部分坯錠處理和退火擠壓的生產(chǎn)步驟，不僅縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，而且大大降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可替代現(xiàn)有含鉛錫青銅的無鉛環(huán)保合金材料的制備。
[0028]實(shí)施例2
[0029]一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒，由以下組分組成:占合金材料棒總重量3%的鋅，占合金材料棒總重量3%的錫，占合金材料棒總重量1%的鋁，占合金材料棒總重量0.4%的鋪，占合金材料棒總重量0.5%的娃，占合金材料棒總重量0.15%的磷，占合金材料棒總重量I %的錳，余量為銅。
[0030]通過提升機(jī)及加料臺(tái)I按照配比將磷、銅、錫、鋅、硅、錳、鋁、銻置于工頻電爐(熔化爐2)內(nèi)，加熱至1250-1300攝氏度，待完全熔化后保溫至1200攝氏度；熔化液體通過上流槽流到保溫爐3，用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為ll-13cm ;保溫1.2-1.5小時(shí)后，用斯派克直讀光譜儀對(duì)從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進(jìn)一步保溫40-60分鐘后，重新升溫至1300攝氏度，并開啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)直徑為15mm，長度為4000mm的實(shí)心合金材料棒，連鑄連軋的具體設(shè)備及工藝如下(見圖1):保溫爐中的熔化液體通過下流槽進(jìn)入澆堡，之后進(jìn)入連鑄機(jī)11進(jìn)行鑄造，成為鑄坯，鑄坯經(jīng)過液壓剪4、鑄錠整形器5在粗軋機(jī)組10中軋制，之后經(jīng)過飛剪6，進(jìn)入精軋機(jī)組9進(jìn)行精軋，成為合金材料棒；消除應(yīng)力退火，用箱式退火爐對(duì)合金材料棒進(jìn)行退火處理:退火溫度為200-300攝氏度，退火時(shí)間為20-30分鐘；將退火完成后的合金材料棒用超聲波探傷儀對(duì)合金材料棒進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐，合格產(chǎn)品隨后經(jīng)過清洗冷卻管道進(jìn)行酸洗7，然后進(jìn)行涂蠟，在卷取裝置8上卷成圈狀，經(jīng)過包裝機(jī)進(jìn)行包裝，成為成品，之后可進(jìn)行運(yùn)輸。
[0031]與現(xiàn)有的含鉛錫青銅合金相比，本實(shí)施例提供的連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒，采用連鑄連軋的生產(chǎn)工藝避免了采用連續(xù)鑄造一坯錠處理一退火擠壓一后續(xù)探傷的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，從而省去了部分坯錠處理和退火擠壓的生產(chǎn)步驟，不僅縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，而且大大降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可替代現(xiàn)有含鉛錫青銅的無鉛環(huán)保合金材料的制備。
[0032]實(shí)施例3
[0033]一種連鑄連軋的環(huán)保無鉛新型合金材料棒，由以下組分組成:占合金材料棒總重量5%的鋅，占合金材料棒總重量4%的錫，占合金材料棒總重量1.5%的鋁，占合金材料棒總重量0.8%的銻，占合金材料棒總重量1.05%的硅，占合金材料棒總重量0.3%的磷，占合金材料棒總重量1.5%的猛，余量為銅。
[0034]通過提升機(jī)及加料臺(tái)I按照配比將磷、銅、錫、鋅、硅、錳、鋁、銻置于工頻電爐(熔化爐2)內(nèi)，加熱至1250-1300攝氏度，待完全熔化后保溫至1200攝氏度；熔化液體通過上流槽流到保溫爐3，用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為ll-13cm ;保溫1.2-1.5小時(shí)后，用斯派克直讀光譜儀對(duì)從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進(jìn)一步保溫40-60分鐘后，重新升溫至1300攝氏度，并開啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I