一種無鉛易切削硅黃銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種無鉛易切削硅黃銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：鋅16-19、硅1.6-1.9、Be2.1-2.3、La0.03-0.05、Ho0.16-0.19、余量為銅。本發(fā)明黃銅合金通過添加硅、La、Ho，提高了銅合金的切削性能、耐磨性和導(dǎo)電性能，而且無鉛無毒；通過添加Be，增加了彈性、耐腐蝕性和耐疲勞性；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】一種無鉛易切削硅黃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硅黃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硅黃銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有易切削、耐腐蝕、無毒環(huán)保的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種無鉛易切削硅黃銅合金材料，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:鋅 16-19、硅 1.6-1.9、Be2.1-2.3、La0.03-0.05、Ho0.16-0.19、余量為銅。
[0005]所述的無鉛易切削硅黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.4-0.7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為:(1)鋅；(2)硅、La;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220_230°C /小時速率升溫至250_260°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時速率升溫至560_570°C，保溫1-2小時；再以270_280°C /小時速率降溫至80-100°C，保溫1-2小時；再以210-220°C /小時速率升溫至350_360°C，保溫1-2小時；再以250-2600C /小時速率降溫至80-100。。，保溫I_2小時；再以180_190°C /小時速率升溫至310-330°C，保溫2-3小時，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8-12、凹凸棒土 8-12、蛭石5-8、凹凸棒土 8-10、麥飯石3-4、樹木灰燼1-2、氯化鉀5_8、氟化鈣3_5、硝酸鈉3_5 ；其制備方法是將二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰焊混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，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硅、La、Ho，提高了銅合金的切削性能、耐磨性和導(dǎo)電性能，而且無鉛無毒；通過添加Be，增加了彈性、耐腐蝕性和耐疲勞性；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。
【具體實施方式】
[0009]一種無鉛易切削硅黃銅合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:鋅
16-19、硅 1.6-1.9、Be2.1-2.3、La0.03-0.05、Ho0.16-0.19、余量為銅。
[0010]所述的無鉛易切削硅黃銅合金材料的生產(chǎn)方法如下:
(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為:(I)鋅；(2)硅、La; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以225°C /小時速率升溫至255°C，保溫55分鐘，再以245°C /小時速率升溫至565°C，保溫1.5小時；再以275°C /小時速率降溫至90°C，保溫1.5小時；再以215°C /小時速率升溫至355°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至90°C，保溫1.5小時；再以185°C /小時速率升溫至320°C，保溫2.5小時，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8、凹凸棒土 8、蛭石8、凹凸棒土 8、麥飯石3、樹木灰燼1、氯化鉀8、氟化鈣5、硝酸鈉5 ;其制備方法是將二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰焊混合,加熱至2600-3000°C,攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，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]本實施例無鉛易切削硅黃銅合金材料，抗拉強(qiáng)度6 b為579Mpa，屈服強(qiáng)度523MPa，硬度值HB為143，導(dǎo)電率％IACS70，軟化溫度598°C，20°C延伸率15.3%。
【權(quán)利要求】
1.一種無鉛易切削硅黃銅合金材料，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:鋅 16-19、硅 1.6-1.9、Be2.1-2.3、La0.03-0.05、Ho0.16-0.19、余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛易切削硅黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備純銅與廢銅按1:0.4-0.7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為:(I)鋅；(2)硅、La; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉛易切削硅黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220-230°C /小時速率升溫至250-260°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時速率升溫至560-570°C，保溫1_2小時；再以270_280°C /小時速率降溫至80-100。。，保溫1-2小時；再以210-2200C /小時速率升溫至350_360°C，保溫1-2小時；再以250-260°C /小時速率降溫至80-100°C，保溫1_2小時；再以180_190°C /小時速率升溫至310-330°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉛易切削硅黃銅合金材料的生產(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8-12、凹凸棒土 8-12、蛭石5-8、凹凸棒土8-10、麥飯石3-4、樹木灰燼1-2、氯化鉀5-8、氟化鈣3_5、硝酸鈉3_5 ;其制備方法是將二氧化娃、凹凸棒土、蛭石、凹凸棒土、麥飯石、樹木灰焊混合，加熱至2600-3000°C,攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，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】C22F1/08GK104032164SQ201410197393
【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