Bi、Te、Re元素的總含量按重量百分 比計(jì)小于等于2%，雜質(zhì)的含量按重量百分比計(jì)小于0. 5%。
[0011] 鐵元素在黃銅合金中與Mn、Si形成FeMnSi化合物，該化合物是以Fe為晶核的 包晶化合物，增加了摩擦面的支撐點(diǎn)，減少了應(yīng)用過程中的磨損量，提高材料的耐磨性能。 并且Fe元素在鑄造過程中作為形核劑，增加形核的數(shù)量，阻礙了晶粒的長大，起到細(xì)化晶 粒的效果，提高材料的綜合性能，并且鐵元素未固溶部分以星花狀分布在黃銅基體上，能 促進(jìn)切削肩的斷裂，改善黃銅合金的切削性能。但是過量的鐵元素，特別是超過lwt%， 會(huì)出現(xiàn)鐵偏析聚集的問題，導(dǎo)致材料的綜合性能變差。因此鐵元素含量< lwt%，優(yōu)選為 0· 02wt % -〇· 8wt %，更優(yōu)選為 0· Iwt % -〇· 7wt %。
[0012] 鎳元素和鈷元素在黃銅合金中有較大的固溶度，能強(qiáng)化黃銅合金的基體，提高黃 銅合金的強(qiáng)度和塑性，有利于材料應(yīng)用穩(wěn)定性的提高，并且在本發(fā)明黃銅合金中可與Mn，Si 元素形成NiSi、NiMnSi、CoSi、CoMnSi等化合物，可增加摩擦面的支撐點(diǎn)，降低摩擦副的摩 擦系數(shù)，減少了應(yīng)用過程中的磨損量，提高材料的耐磨性能。同時(shí)NiSi，CoSi化合物在黃 銅合金中具有一定的固溶度，且固溶度隨著溫度的降低而急劇下降，因此可通過淬火時(shí)效 的方式改善NiSi，CoSi化合物的形貌和分布均勻性，且在時(shí)效后的黃銅合金中NiSi，CoSi 化合物周圍形成應(yīng)力集中點(diǎn)，有利于黃銅合金切削性能的提高。但Ni，Co元素屬于貴重稀 有的金屬元素，過高含量會(huì)提高原材料成本，因此Ni，Co元素含量控制在< lwt%，Ni元 素優(yōu)選為1-0. 9wt %，更優(yōu)選為0· 3-0. 8wt %。Co元素優(yōu)選為0· 05-0. 8wt %，更優(yōu)選為 0· 1-0. 5wt% 〇
[0013] 鈦元素與Cu形成CuTi化合物，可增加摩擦面的支撐點(diǎn)，降低摩擦副的摩擦系數(shù)， 減少了應(yīng)用過程中的磨損量，提高材料的耐磨性能。并且CuTi化合物具有固溶析出強(qiáng)化 的效果，析出后的CuTi化合物以細(xì)小彌散形式均勻分布在整個(gè)基體上，能進(jìn)一步的提高材 料的機(jī)械性能和耐磨性能，但是過量的Ti元素，造成熔煉過程氧化燒損嚴(yán)重不利于經(jīng)濟(jì)效 果，因此Ti元素含量控制在Iwt %以下，優(yōu)選為0. 005-0. 8wt %，更優(yōu)選為0. 1-0. 5wt %。
[0014] 磷元素可起細(xì)化晶粒提高黃銅合金的強(qiáng)度，硬度及塑性，同時(shí)磷元素與銅形成CuP 化合物，增加了摩擦面的支撐點(diǎn)，減少了應(yīng)用過程中的磨損量，提高材料的耐磨性能。并且 在黃銅合金基體上形成"空穴效應(yīng)"，增加黃銅合金在切削過程的斷肩能力，提高材料的切 削性能，但磷元素超過lwt%則使材料的機(jī)械性能急劇下降，因此磷元素含量< lwt%，優(yōu) 選為 0· 00 Iwt % -〇· 5wt %，更優(yōu)選為 0· 0 Iwt % -〇· 2wt %。
[0015] 鉍元素在黃銅合金中以片狀分布在基體上，能顯著改善黃銅合金的斷肩性能并減 少切削阻力。但鉍元素超過lwt%，則鉍元素在晶界上大量分布，降低黃銅合金的晶界強(qiáng)度， 使得黃銅合金的機(jī)械性能降低。因此祕(mì)元素含量< Iwt %，優(yōu)選為0.1 wt % -0. 8wt %，更優(yōu) 選為 0· 3wt % _0· 8wt %。
[0016] 本發(fā)明第二個(gè)目的在于提供上述黃銅合金的制備方法，該方法包括冶煉、鑄造、熱 擠壓處理、冷加工和熱處理步驟得到成品，所述熱擠壓處理為鑄造得到黃銅坯料為在擠壓 溫度下經(jīng)擠壓后再行冷加工，模具預(yù)熱溫度200-50(TC，擠壓溫度為600°C~850°C，擠壓平 均速度5_15mm/s·
[0017] 在上述制備方法中作為優(yōu)選，冶煉溫度為1050°C~1350°C，鑄造溫度為1000°C~ 1250°C，冷加工的冷加工率在0~50%之間。
[0018] 本發(fā)明公開的黃銅合金延展性好，具有良好耐磨性和耐腐蝕性，機(jī)械性能強(qiáng)，加工 成型方便，，在制造耐磨零部件及防腐蝕零部件中具有良好的應(yīng)用性能。
【附圖說明】
[0019] 圖1、本發(fā)明公開的黃銅合金的AlCuZn固溶體的一種示意圖；
[0020] 圖2、本發(fā)明公開的黃銅合金的CuMnAl固溶體的一種示意圖；
[0021] 圖3、本發(fā)明公開的黃銅合金的AlCuZn固溶體的另一種示意圖；
[0022] 圖4、本發(fā)明公開的黃銅合金的CuMnAl固溶體的另一種示意圖；
[0023] 圖5、本發(fā)明公開的黃銅合金的CuMn固溶體的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述， 但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明 要求的保護(hù)范圍的限制。
[0025] 在本發(fā)明實(shí)施例中的原料均采用常規(guī)的工業(yè)純金屬或工業(yè)純非金屬。成分檢測(cè)方 法按照GB/T5121-2008所有部分，力學(xué)性能檢測(cè)方法按照GB/T228-2010,硬度測(cè)試方法按 照GB/T231. 1-2009。固溶體比例和粒徑測(cè)試設(shè)備德國布魯克X射線衍射儀，檢測(cè)結(jié)果由通 用數(shù)據(jù)庫讀取，模擬示意圖參見附圖1-5。
[0026] 切削力測(cè)試設(shè)備為重慶迪佳切削力測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試條件為：進(jìn)給量0.078,切削速 度31. 5674,背吃刀量0· 5。測(cè)試得到材料切削過程中的切向力、軸向力、徑向力，測(cè)試得到 的切向力、軸向力、徑向力以及按照切削力計(jì)算公式計(jì)算。
[0027] 摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè)備為摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，測(cè)試條件為：振副：5mm ;頻率：60HZ ;載荷： IOON ;線速度：0. 15m/s ;摩擦方式：往復(fù)線性；偶件材料：45#鋼；摩擦環(huán)境：液壓油潤滑； 試驗(yàn)溫度：室溫。
[0028] 本發(fā)明部分實(shí)施例參見如下表1-4
[0029] 表 1
[0030]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種黃銅合金，所述黃銅合金元素包括Cu、Mn、Al、Si、Zn，其特征在于： 所述黃銅合金的微觀組織中包括有CuMn固溶體、AlCuZn固溶體、CuMnAl固溶體、MnSi 金屬間化合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃銅合金，其特征在于：所述黃銅合金的微觀組織（以體積 百分含量計(jì)）中CuMn固溶體為5-30 % ;AlCuZn固溶體為30-85 % ;CuMnAl固溶體為5-40 %; MnSi金屬間化合物為1-12%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黃銅合金，其特征在于：所述黃銅合金的微觀組織中 CuMn固溶體的粒徑在8-24nm，AlCuZn固溶體的粒徑在5-25nm，CuMnAl固溶體的粒徑在 2_25nm〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黃銅合金，其特征在于，所述的黃銅合金還包括選自Ni、 Fe、Ti、P、Sn、Co、Bi、Te、Re中的一種或多種元素及其它不可避免的雜質(zhì)，所述Ni、Fe、Ti、 P、Sn、Co、Bi、Te、Re元素的總含量按重量百分比計(jì)小于等于2%，所述雜質(zhì)的含量按重量百 分比計(jì)小于0. 5%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的黃銅合金，其特征在于，所述的黃銅合金還包括選自Ni、Fe、 Ti、P、Sn、Co、Bi、Te、Re中的一種或多種元素及其它不可避免的雜質(zhì)，所述Ni、Fe、Ti、P、 Sn、Co、Bi、Te、Re元素的總含量按重量百分比計(jì)小于2%，所述雜質(zhì)的含量按重量百分比計(jì) 小于0. 5%。
6. -種黃銅合金的制備方法，該方法包括冶煉、鑄造、熱擠壓處理、冷加工和熱處理步 驟得到成品，所述熱擠壓處理為鑄造得到黃銅坯料為在擠壓溫度下經(jīng)擠壓后再行冷加工， 模具預(yù)熱溫度200-500°C，擠壓溫度為600°C~850°C，擠壓平均速度5-15mm/s。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的黃銅合金的制備方法，其特征在于，所述冶煉溫度為 1050°C~1350°C，所述鑄造溫度為KKKTC~1250°C，所述冷加工的冷加工率在0~50%之 間。
8. -種如權(quán)利要求1-5任一所述的黃銅合金在制造耐磨零部件及防腐蝕零部件中的 應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開的黃銅合金、制備方法及其應(yīng)用，其中黃銅合金元素包括Cu、Mn、Al、Si、Zn，黃銅合金的微觀組織中包括有CuMn固溶體、AlCuZn固溶體、CuMnAl固溶體、MnSi金屬間化合物。本發(fā)明不僅提供一種滿足無鉛化需求的黃銅合金，而且該黃銅合金還解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的切削性能，耐磨性能不足的問題，并具有優(yōu)異的強(qiáng)度、硬度和良好的塑性。
【IPC分類】C22C9-00, C22C1-02, C22F1-08
【公開號(hào)】CN104862520
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510264674
【發(fā)明人】趙紅彬, 鄭昕怡, 梅景, 楊朝勇, 任世影, 陳湖, 毛建鋒
【申請(qǐng)人】寧波博威合金材料股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日