一種無鉛稀土合金新材料合金管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及合金棒材領(lǐng)域，具體設(shè)及一種無鉛稀上合金新材料合金管及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 錫青銅W錫為主要合金元素的青銅，含錫量一般為3-14質(zhì)量％，其具有較高的力 學(xué)性能、耐磨性能和耐蝕性，易切削加工，針焊和焊接性能好，收縮系數(shù)小，無磁性等優(yōu)點(diǎn)， 廣泛用于彈性元件和耐磨零件的制造。
[0003] 現(xiàn)有的錫青銅材料為了實(shí)現(xiàn)改善削切性能往往會添加化元素，眾所周知，元素鉛 對人體和環(huán)境都是一種毒害物質(zhì)，隨著人們環(huán)保意識的提高，國內(nèi)外市場日益要求開發(fā)新 型不含鉛元素并且削切性能相當(dāng)?shù)你~合金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無鉛稀±合金新材料合金管 及其制備方法，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑等機(jī)械性能而且添 加了去除氧和減少銅合金缺陷的稀±材料，同時(shí)去除了對環(huán)境有害的鉛，最終滿足新型合 金環(huán)保性能的要求。 陽〇化]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：
[0006] 一種無鉛稀±合金新材料合金管，由W下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋒7-9%，錫 2-4%，娃 1-4%，祕 0. 5-1. 5%，鐵 0. 02-0. 65%，儘：0. 1-0. 5%，侶：0. 03-0. 3%，稀±材料 0. 02-0. 1%，余量為銅。
[0007] 優(yōu)選地，本發(fā)明的無鉛稀±合金新材料合金管，由W下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋒 7%，錫4%，娃4%，祕0. 5%，鐵0.02%，儘0. 5%，侶0.03%，稀±材料0.02%，余量為銅。
[0008] 優(yōu)選地，本發(fā)明的無鉛稀±合金新材料合金管，由W下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋒 8%，錫 3%，娃 3. 5%，祕 1. 25%，鐵 0. 45%，儘 0. 3%，侶 0. 1%，稀±材料 0. 06%，余量為 銅。
[0009] 優(yōu)選地，本發(fā)明的無鉛稀±合金新材料合金管，由W下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋒 9%，錫2%，娃1%，祕0. 75%，鐵0. 65%，儘0. 1%，侶0. 3%，稀±材料0. 1%，余量為銅。
[0010] 進(jìn)一步地，所述銅為電解銅。
[0011] 進(jìn)一步地，所述稀±材料包括重量百分?jǐn)?shù)大于30%的銅。
[0012] 本發(fā)明提供一種無鉛稀±合金新材料合金管的制備方法，包括W下步驟：
[0013] 1)按照配比重量將電解銅、錫、鋒、娃置于電爐內(nèi)，加熱到1250-1300°C待完全烙 化后,保溫至1200C;
[0014] 2)將祕、鐵、儘、侶進(jìn)行粉末化處理，并按照配比重量與稀±材料均勻混合；將混 合完成粉末添加到步驟1)中的烙融合金液體當(dāng)中。
[0015] 3)將步驟2)中混合有粉末的合金烙融液體轉(zhuǎn)移至保溫爐中，用攬拌工具將完全 烙化的合金液體充分?jǐn)埌韬螅谄渖厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉W防止其氧化，將保溫爐 設(shè)定溫度在1100-1150°c保溫，保溫時(shí)間為1. 2-1.化；
[0016] 4)保溫結(jié)束后，采用德國進(jìn)口斯派克直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢 驗(yàn)，取樣次數(shù)為3-5次，W確定其合金成分在上述合格的范圍之內(nèi)；
[0017] 5)進(jìn)一步保溫40-60分鐘后，重新升溫至1300°C，并開啟工頻電爐的振動裝置，振 動頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成規(guī)定內(nèi)徑、外徑和長度的空屯、合金管；
[001引 6)擠壓前退火，用箱式退火爐對空屯、合金管進(jìn)行退火處理：退火溫度為 200-300°C，退火時(shí)間為20-30分鐘，W便于擠壓；
[0019] 7)用光錠機(jī)對退火后的毛巧空屯、合金管進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔的空屯、合 金管，采用2000噸雙動擠壓機(jī)擠壓，空屯、合金管加熱溫度為100-150°C，擠壓溫度為300°C， 擠壓速度V= 6mm/s，經(jīng)過多次擠壓后得到半成品規(guī)格的內(nèi)徑、外徑和長度的空屯、合金管；
[0020] 8)將擠壓而成的合金棒用超聲波探傷儀進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，W挑出不合格產(chǎn)品 進(jìn)行回爐；
[0021] 9)用高精度車床對探傷完成后的合金棒進(jìn)行表面車削，得到成品規(guī)格的內(nèi)徑、外 徑和長度的空屯、合金管，并對空屯、合金管的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0022] 進(jìn)一步地，步驟1)中所述電爐為工頻電爐，并處于氣氣氛保護(hù)下。
[0023] 進(jìn)一步地，步驟3)中進(jìn)行所述攬拌工具為特制石墨工具。
[0024] 進(jìn)一步地，步驟3)中所述高純度鱗片狀石墨粉的厚度為ll-13cm。
[00巧]本發(fā)明的有益效果是：
[00%] 1.本發(fā)明提供的無鉛稀±合金新材料合金管包含稀±元素。稀±元素與氧元素 和氨元素均具有較強(qiáng)的親和作用，可脫除溶于合金液體少量的氧并且使得溶于銅合金液體 中的氨優(yōu)先與稀±元素結(jié)合，從而避免了銅合金在加熱情況下產(chǎn)生水蒸氣而使得銅合金變 脆。再者稀上元素與錫、祕等元素互溶，可W減少銅合金中的缺陷。最后稀上元素可W提高 銅合金的削切性能。
[0027] 2.本發(fā)明提供的無鉛稀±合金新材料合金管，其將傳統(tǒng)鉛元素替換為娃元素，按 照娃、錫、鋒、銅一定的成分配比，結(jié)合侶、儘、祕、鐵與稀±材錫形成多組分合金，結(jié)合適當(dāng) 的溫度，通過連續(xù)鑄造毛巧錠，用擠壓機(jī)擠壓而生產(chǎn)出完全能夠取代含有鉛元素的錫青銅 空屯、合金管，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑等削切性能，同時(shí)去除 了對環(huán)境有害的鉛，最終滿足新型合金環(huán)保性能的要求。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的無鉛稀±合金新材料合金管的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用W解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0030] 連施倆I1
[0031] 一種無鉛稀±合金新材料合金管，由W下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋒7%，錫4%， 娃4 %，祕0. 5 %，鐵0. 02 %，儘0. 5 %，侶0. 03 %，稀±材料0. 02 %，余量為銅，其中銅為電 解銅并且稀±材料包括重量百分?jǐn)?shù)大于30 %的銅。
[0032] 在本實(shí)施例中上述無鉛稀±合金新材料合金管由W下步驟制得（如圖1所示）：
[0033] 1)按照配比重量將電解銅、錫、鋒、娃置于氣氣氛保護(hù)的工頻電爐內(nèi)，加熱到 1250-1300°C待完全烙化后，保溫至1200°C;
[0034] 2)將祕、鐵、儘、侶進(jìn)行粉末化處理，并按照配比重量與稀±材料均勻混合；將混 合完成粉末添加到步驟1)中的烙融合金液體當(dāng)中。
[0035] 3)將步驟2)中混合有粉末的合金烙融液體轉(zhuǎn)移至保溫爐中，用特制石墨工具將 完全烙化的合金液體充分?jǐn)埌韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉W防止其氧化，厚度 為11-13畑1。將保溫爐設(shè)定溫度在1100-1150°C保溫，保溫時(shí)間為1. 2-1.化；
[0036] 4)保溫結(jié)束后，采用德國進(jìn)口斯派克直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進(jìn)行成分檢 驗(yàn)，取樣次數(shù)為3-5次，W確定其合金成分在上述的范圍之內(nèi)；
[0037] 5)進(jìn)一步保溫40-60分鐘后，重新升溫至1300°C，并開啟工頻電爐的振動裝置，振 動頻率為1次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為200mm，內(nèi)徑為150mm，長度為500mm的 空屯、合金管； W38] 6)擠壓前退火，用箱式退火爐對空屯、合金管進(jìn)行退火處理：退火溫度為 200-300°C，退火時(shí)間為20-30分鐘，W便于擠壓；
[0039] 7)用光錠機(jī)對退火后的毛巧空屯、合金管進(jìn)行表面加工，加工為表面光潔直徑 195mm內(nèi)徑為155mm，長度為500mm的空屯、合金管，采用2000噸雙動擠壓機(jī)擠壓，空屯、合金 管加熱溫度為100-150°C，擠壓溫度為300°C，擠壓速度V= 6mm/s，經(jīng)過多次擠壓后得到外