專利名稱：一種易切削鍛造用無鉛銅合金的制作方法
一種易切削鍛造用無鉛銅合金技術領域一種易切削鍛造用無鉛銅合金，涉及用于水暖、衛浴等行業中用于鍛造或直接機加工 生產的各種水曖、衛浴零部件及器材用的低鉛黃銅合金管、棒材。
技術背景由于銅合金其鑄造性能、機加磨拋性能、電鍍性能、耐腐蝕性能優良，長期以來廣泛 用于各種水曖、衛浴零部件及器材制造領域，其使用壽命長，性能好。多年來，用于各種水曖、衛浴零部件及器材制造領域的銅合金通常為含有1% 3.5% 的鉛的鉛黃銅合金材料。由于鉛黃銅合金中含有一定量的鉛，具有良好的切削性。所以一 直以來都是采用含鉛黃銅材進行鍛造或直接機加工成部分水曖、衛浴用另部件及器具，該 鉛黃銅主成份為HPb5 9 — 1銅57. 0-60. 0鉛O. 8-1.9鐵《0.5鎳<0. 5鋅余量供鍛造用HPb62-3銅60. 0-63. 0鉛2. 5-3. 7鐵SO. 35鎳SO. 5鋅余量供快午削用加入鉛使得黃銅具有優良的切削性能，因為大多數鍛造件或機加件都要進行切割、車、 銑、鉆、焊、磨拋等機加工，含鉛的黃銅具有非常優良的切削性能。近年來，人們逐漸認識到，含有鉛元素的合金在使用過程中，會對人體健康和環境產生不利的影響，歐盟、美國等紛紛出臺環保法律,要求2010年以后禁止使用含鉛的黃銅材 料用于生產對人類健康有不利影響的水曖、衛浴制品。研制開發新型的低鉛或無鉛黃銅材 是目前銅材冶金工業領域重要技術課題。為適應歐盟、美國等國家和地區因為環保要求，禁止使用鉛黃銅生產水曖和衛浴器具 的規定，國內外都有進行了用于代替目前廣泛使用的鉛黃銅的合金的研究報告。目前，已有的研究是在銅鋅合金中加入少量的鉍或銻用于替代鉛的效果，研究者把目 光放在加和入鉍或者加入銻，因此國內外都相應的生產出一些可替代鉛黃銅的并且具有同 樣切削效果的鉍黃銅和銻黃銅。有美國、R本、韓國等國外產品以及國內的浙江海亮集團、廣東國東公司等都有自已研制的替代產品。例如下表中所列出的一些類似產品如Lead-Free Brass Chemical CompositionsSuppliers Products Cu Pb Bi Si Fe Al Sn Ni Mn Sb Zn海亮集團的鑄造用無鉛黃銅錠的成份為銅60. 0-62. 0、鉛《0. 05、鉍0. 5-1. 0、鐵《 0.15、鋁0. 5-0.7、錫《0. 15、鎳《0.10、銻《0. 02 、鋅Rem;海亮集團的鍛造用無鉛黃銅棒成份為銅58. 0-61. 0、鉛《0. 1、鉍2. 5-3. 5、鐵《0. 15、 鋅尺em;海亮集團的機加工無鉛銅合金成份為銅58.0-61.0、鉛《0. 1、鉍0. 6-1.0、鐵《0. 15、 鋅Rem;韓國大昌L/F無鉛銅合金成份為銅61-62、鉛《0.Q5、鉍0. 6-1.0、鐵《0. 15、鋁5-7、錫《0. 15、鎳《0. 10、銻《0.02、鋅Rem;Starline 1294 LOW Lead:銅61.25-61.75、鉛《0. 05、鉍O. 85-0.95、硅《0. 01、 鐵O. 10-0. 30、鋁O. 35-0.45、錫O. 20-0. 40、鎳O. 15-0. 25、錳《0. 01、銻O. 04-0. 06、鋅 尺sm;.大'源國東HBi59-1:銅57. 5-60、鉛《0.01、 鉍l. 0-2. 5、鐵《0. 05、鋅Rem;ASTMC89540:銅58. 0-64. 0、鉛《0. 10、鉍O. 6-1.2、鐵《0. 50、鋁O. 10-0. 60、錫《 1.2、鎳《1.0、鋅32. 0-38.0 (Se《.10);博威集團PWEHSCBRASS:銅55-65、鉛《0. 01、鉍O. 3-1. 5、銻O. 05-2. 2、鋅Rem;博威集團PWEHSBRASS:銅55-65、鉛《0. 01、鉍O. 3-2. 0 (Mn or Ni or SiO. 3-1.0) 銻.05-1.5、鋅Rem.在上述已有的合金，主要只注重解決具有替代鉛黃銅的切削性能，使其它性能不理想。 由于合金中含有成份很高的價格很貴的鉍，生產成本高。且在生產重鑄產品時，晶粒細致， 和性能不理想，形狀不美觀。由于水曖衛產品大部分都要求拋光電鍍，因此要求產品在電 鍍前必須進行磨拋，但上述合金的磨拋性能差，磨拋表面常常會有夾雜、裂紋、硬質點產 生。發明內容本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種無鉛含量，且鑄造性能、 鍛造性能、機加磨拋性能、電鍍性能、耐腐蝕性能優良，使用壽命長的，性能好且生產成 本較低的易切削鍛造用無鉛銅合金，。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。一種易切削鍛造用無鉛銅合金，其特征在于其合金的重量百分比組成為CU:57. 5%-59. 0%、 Fe:O. 05%-0. 2%、 Si :0. 3%-0. 4%、 Bi: 0. 7% 1.2%，余量為鋅和不可避免的 雜質，且Pb:《0.05、 Sn:《0.2%、 Ni:《0.2%。本發明的易切削鍛造用無鉛銅合金材，其制備過程是按化學成份要求進行稱量后，將 紫銅料(含鐵量低于0.3%)，升高溫熔煉使之熔化，因爐底料是含銅量60%左右的黃銅， 加入紫銅料并使熔化以后，爐內銅液成份中銅含量上升到70%以上，屬高品位黃銅，其 銅液的噴火溫度較高，如果銅液適當保持一定時間的高溫或噴火狀態，使銅液中難熔金屬 或金屬化合物能熔化或溶解，其過程可消除黃銅材料中的硬質點，為以后鍛造或機加工磨 拋后電鍍不會因有硬質點而使產品報廢。經以上熔煉工藝后，再加入黃銅邊料，最后加鋅、 加鉛或加入鉍、硅等其它元素，使合金的化學成份合格。在熔煉生產過程中，注意防止鐵 件物品如攪棍，撈渣勺等過多的接觸熔熔銅水，更不允許有鐵件、鐵塊等難熔金屬掉進銅 液中。該合金中鐵成份的控制是一關鍵技術，合金中必須有少量的鐵，其作用主要是使結 晶組織細化，但鐵在銅液中過多的存在是造成硬質點的重要原因。生產時還要參照一般的 普通黃銅材的生產方法，加入黃銅生產的精煉劑，除渣劑等對銅液進行除氣、除渣，防止 鑄錠或鑄件產生氣孔和夾雜。本發明的這種易切削鍛造用無鉛銅合金，其合金成份是以銅為基加入鋅、鉍、鐵、硅等主要元素，并嚴格控制雜質成份，生產的鍛造用易切削黃銅合金材，特別適合于水暖、 衛浴等行業中用于生產各種水曖、衛浴另部件及器材，其產品外型美觀，結構致密，形狀 清淅，色澤光亮，用它生產的銅合金管、棒材除上述優點外，還特別適宜于機加工如車、 銑、磨拋、焊接、電鍍等，并且具有耐腐蝕，使用壽命長等優點。
具體實施方式
一種易切削鍛造用無鉛銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu: 57.5%-59.0%、 Fe:O. 05°/。-0. 2%、 Si:0. 3%_0. 4%、 Bi: 0. 7% 1.2%，余量為鋅和不可避免的雜質，且Pb: 《0.05、 Sn:《0.2%、 Ni:《0.2%。實施例1一種易切削鍛造用無鉛銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:57.80%; Pb:0.04%; Si:O. 31°/。； Bi:O. 71%; Fe:O. 19%; Ni:0.18%; Sn:O. 16%; Zn:余量;產品規格棒材* 26±0. 1 (mm);狀態半硬；檢驗項目l.表面質量無裂紋、碰傷、跳車痕等缺陷，合格；2. 規格尺寸及公差ct25.98， 合格；3. 硬度布氏硬度HB 89，合格；4. 化學成份合格；澆鑄過程銅液的流動性好，沒有發現有硬質點等其它缺陷；機加工時沒有發現出水口有 爛牙的現象；磨拋時沒有發現材質有裂紋的現象；電鍍后也沒有發現材質有裂紋的現象。 實施例2一種易切削鍛造用無鉛銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:57.50%; Pb:0.035%; Si:0.3。/。； Bi:0.91%; Fe:0.20%; Ni:O. 19%; Sn:O. 11%; Zn:余量;產品規格棒材* 35 ±0. 1 (mm);狀態半硬；檢驗項目l.表面質量:無裂紋、碰傷、跳車痕等缺陷，合格；2. 規格尺寸及公差d)35. 03, 合格；3. 硬度布氏硬度HB 105，合格；4. 化學成份合格；澆鑄過程銅液的流動性好，沒有發現有硬質點等其它缺陷；機加工時沒有發現出水口有 爛牙的現象；磨拋時沒有發現材質有裂紋的現象；電鍍后也沒有發現材質有裂紋的現象。 實施例3一種易切削鍛造用無鉛銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:59.01; Pb: 0.025; Si:0.41; Bi:1.21; Fe:0.05; Ni :0. 08; Sn:O. 20; Zn:余量;產品規格棒材巾30±0. 1 (■);狀態半硬檢驗項目l.表面質量:無裂紋、碰傷、跳車痕等缺陷，合格；2. 規格尺寸及公差4)29.95， 合格；3. 硬度布氏硬度HB 103，合格；4. 化學成份合格；澆鑄過程銅液的流動性好，沒有發現有硬質點等其它缺陷；機加工時沒有發現出水口有 爛牙的現象；磨拋時沒有發現材質有裂紋的現象；電鍍后也沒有發現材質有裂紋的現象。 實施例4一種易切削鍛造用無鉛銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:58.43; Pb:0.02; Si:0.35; Bi:1.13; Fe:0.08: Ni:0.06; Sn: 0.19; Zn:余量;產品規格棒材小28±0. 1 (■);狀態半硬檢驗項目l.表面質量:無裂紋、碰傷、跳車痕等缺陷，合格；2. 規格尺寸及公差d)27.98， 合格；3. 硬度布氏硬度HB 92,合格；4. 化學成份合格；澆鑄過程銅液的流動性好，沒有發現有硬質點等其它缺陷；機加工時沒有發現出水口有 爛牙的現象；磨拋時沒有發現材質有裂紋的現象；電鍍后也沒有發現材質有裂紋的現象。
權利要求
1.一種易切削鍛造用無鉛銅合金，其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu57.5％-59.0％、Fe0.05％-0.2％、Si0.3％-0.4％、Bi0.7％～1.2％，余量為鋅和不可避免的雜質，且Pb≤0.05、Sn≤0.2％、Ni≤0.2％。
全文摘要
一種易切削鍛造用無鉛銅合金，涉及用于水暖、衛浴行業中用于鍛造或直接機加工生產的各種水曖、衛浴零部件及器材用的低鉛黃銅合金管、棒材。其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu57.5％-59.0％、Fe0.05％-0.2％、Si0.3％-0.4％、Bi0.7％～1.2％，余量為鋅和不可避免的雜質，且Pb≤0.05、Sn≤0.2％、Ni≤0.2％。本發明的易切削鍛造用無鉛銅合金，其合金成份是以銅為基加入鋅、鉍、鐵、硅等主要元素，并嚴格控制雜質成份，生產的鍛造用易切削黃銅合金材，特別適合于水暖、衛浴行業中用于生產各種水暖、衛浴零部件及器材，其產品外型美觀，結構致密，形狀清淅，色澤光亮，用它生產的銅合金管棒材除上述優點外，還特別適宜于機加工如車、銑、磨拋、焊接、電鍍等，并且具有耐腐蝕，使用壽命長等優點。
文檔編號C22C9/04GK101250641SQ20081008418
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月28日 優先權日2008年3月28日
發明者張偉建, 毛岳山, 糜洪國 申請人:佛山市國鷗銅業有限公司