本發(fā)明涉及一種金屬材料及其制造方法，特別是無鉛易切削銅合金及其制造方法。

背景技術(shù)：
鉛黃銅具有優(yōu)良的冷熱加工性能、極好的切削性能和自潤(rùn)滑等特點(diǎn)，能滿足各種形狀零部件的機(jī)加工要求。鉛黃銅一度被世界公認(rèn)為一種重要的基礎(chǔ)金屬材料而廣泛應(yīng)用到民用供水系統(tǒng)、電子、汽車及機(jī)械制造等領(lǐng)域。由于鉛黃銅被廣泛使用，廢棄的鉛黃銅零配件數(shù)量很多,其中只有少量被回收利用，很多小件被作為垃圾遺棄。廢棄的鉛黃銅與土壤接觸，其所含的鉛在雨水及大氣的長(zhǎng)期作用下，進(jìn)入土壤，從而污染土壤及水源。廢棄鉛黃銅被當(dāng)作垃圾焚燒時(shí),鉛蒸氣散發(fā)于大氣之中,對(duì)人體產(chǎn)生極大危害，因而其應(yīng)用日益受到嚴(yán)格的限制。鉛即不固溶于銅，也不與銅形成金屬間化合物，而是以單質(zhì)微顆粒的形式存在于晶界，有時(shí)在晶內(nèi)也有。在飲用水中的雜質(zhì)及離子等的作用下含鉛銅合金中的鉛以離子的形式緩慢析出，現(xiàn)有的含鉛銅合金很難滿足環(huán)保法令的要求。為了降低鉛的有害作用，科研人員就飲用水對(duì)黃銅的腐蝕機(jī)理及添加元素對(duì)黃銅的腐蝕性影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并采取了多種措施，如添加少量的錫、鎳等合金元素來提高鉛黃銅的耐蝕性能，或?qū)⒁欢ê穸鹊目扇苄糟U溶解去除然后在除鉛的表面再覆蓋鉻等耐蝕金屬或采取其它的方法抑制鉛的浸出等。由于基體黃銅中始終存在著鉛，所以這些方法無法從根本上消除鉛的有害作用。以鉛元素作為一種主要元素改善黃銅切削性能的鉛黃銅在環(huán)保法令的規(guī)定下，不得不逐步退出歷史的舞臺(tái)。無論從國(guó)內(nèi)外的環(huán)保法律法規(guī)，還是從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，對(duì)鉛黃銅再進(jìn)行修修補(bǔ)補(bǔ)的改進(jìn)已無大的價(jià)值，唯有開發(fā)無鉛的新型銅合金。人們對(duì)金屬、合金、化合物的研究有一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，對(duì)其特性的認(rèn)識(shí)已相當(dāng)豐富。鉍、銻、鎂、磷、硅、硫、鈣、碲、硒等元素加入到銅合金中對(duì)其切削性能的改善已取得共識(shí)，國(guó)內(nèi)外都有大量的專利公開。必須指出的是，與易切削鉛黃銅相比，目前所有的無鉛易切削銅合金的加工性能、使用性能及成本，如：冷熱加工性能、切削加工性能等工藝性能或抗脫鋅性能、耐氨薰性能等使用性能或多或少地存在一些問題，其綜合性能及性價(jià)比與鉛黃銅相比差距還比較大。以金屬鉍作為改善切削性能的主要元素時(shí)，由于鉍的價(jià)格貴，市場(chǎng)無法接受高鉍含量的銅合金。低鉍含量銅合金的切削性能雖然也比較好，但與鉛黃銅相比還存在較大差距。另一方面，鉍離子對(duì)人體健康的影響至今還不是很明確，其副作用的大小尚無定論，在一些國(guó)家和地區(qū)還不愿意接受鉍黃銅。鉍資源的有限性，也注定其不能做為易切削含鉛銅合金中鉛的主要替代元素。鉍會(huì)使銅合金產(chǎn)生脆性，嚴(yán)重惡化銅合金的壓力加工性能，特別是熱加工性能，其回收料甚至?xí)：φ麄€(gè)銅加工行業(yè)，這會(huì)嚴(yán)重降低其回收價(jià)值，對(duì)含鉍易切削銅合金的市場(chǎng)推廣不利。銻是對(duì)人體有微毒的元素，其在水中的浸出濃度受到非常嚴(yán)格的限制，盡管銻黃銅的切削性能也較好，但其使用亦受到很大的限制。銻黃銅的熱加工性能也不太理想；銻的價(jià)格也不便宜，對(duì)其市場(chǎng)推廣也不利。鎂能明顯改善黃銅的切削性能，但其添加量不能過多，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.2％時(shí)，合金的延伸率開始下降，添加量越多，其延伸性能下降越明顯，對(duì)黃銅的使用性能不利，這也不利于鎂黃銅的應(yīng)用。鎂是非常容易燒損的元素，這對(duì)銅合金鎂的含量控制帶來很大的挑戰(zhàn)，對(duì)其生產(chǎn)過程中的成分控制也是不利的。磷添加到黃銅中有利于改善其切削性能，但同時(shí)降低合金的塑性，低壓鑄造時(shí)合金熱裂傾向增大。這使磷在黃銅中的添加量受到很大的限制，也使磷黃銅的使用受到很大限制。由于錫、碲、硒價(jià)格高昴，錫黃銅以及含碲、硒黃銅很難在市場(chǎng)廣泛推廣。錫對(duì)改善銅合金切削性能的作用亦非常有限。已有專利硅黃銅分兩種，一種是低鋅硅黃銅，如C69300，由于含銅量高，密度偏高，價(jià)格貴，市場(chǎng)份額不大。另一種是高鋅硅黃銅，切削性能不足。硫的熔點(diǎn)僅為113℃，沸點(diǎn)也僅445℃，在銅合金的生產(chǎn)過程中很容易進(jìn)入周圍環(huán)境而成為污染源，在環(huán)保法規(guī)越來越嚴(yán)格的今天，其生產(chǎn)的無污染也是個(gè)難題，這也對(duì)其應(yīng)用推廣極為不利。銅合金中沒有錳時(shí)，硫在銅合金中通常以低熔點(diǎn)的共晶存在于晶界，使銅合金產(chǎn)生脆性，硫系易切削銅合金進(jìn)行壓力加工的難度一般比較大、成本也比較高。當(dāng)黃銅熔體中存在錳時(shí)，如果加入硫或與硫親和力小于錳與硫親和力的硫化物，硫或硫化物就會(huì)和錳反應(yīng)生成硫化錳，在銅合金熔體中以渣的形式浮出，使硫的切削作用明顯減弱直至消失。黃銅中鋅的含量高，鋅是易揮發(fā)元素，黃銅熔體中的錳元素與硫元素生成的硫化錳很容易被氣態(tài)鋅帶到熔體表面，而且黃銅生產(chǎn)中在出爐之前通常采用噴火工藝以脫氣，這會(huì)使所生成的硫化錳渣大量被帶到熔體表面而以渣的形式去除，這也是鑄造黃銅中錳與硫很難共存的重要原因之一。已公開中國(guó)發(fā)明專利201110035313.7在實(shí)驗(yàn)室小錠制備中有較好的效果，但是正如其權(quán)利要求3所述，必須“快速加鋅，加鋅完成后立即澆鑄成鑄錠”，在工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中，無法滿足上述條件，硫化錳生成物的易切削作用隨著銅合金熔體停留時(shí)間的延長(zhǎng)快速減弱直至消失。而且隨著硫含量增加，所生成的硫化錳越多，其變成渣上浮得越快，其切削作用的減弱也越明顯。從硫化錳在銅合金中的易切削機(jī)理中可知，在不顯著惡化銅合金的工藝性能和使用性能的條件下，硫含量越高、硫化錳生成物越多，合金的切削加工性能越好，但是用熔鑄法生產(chǎn)時(shí)，硫化錳反而更容易浮出熔體，使其提高切削性能的作用減弱得越快，這說明高硫含錳銅合金不宜用熔鑄法生產(chǎn)制造。在實(shí)際開發(fā)中，工程技術(shù)人員大多采用合金元素多元化的方法，在銅合金中復(fù)合添加多種對(duì)切削性能有改進(jìn)作用的合金元素。但實(shí)踐證明，添加多種改善切削性能元素的方法也并不理想，一方面，由于元素之間的相互作用，有的會(huì)相互降低改善切削性能的效果。另一方面，由于添加多種金屬元素后，會(huì)產(chǎn)生合金強(qiáng)化的效果，使銅合金的強(qiáng)度、硬度都提高，在一定程度還會(huì)降低銅合金的壓力加工和機(jī)加工性能。而且稀、貴元素的加入量過多也會(huì)使銅合金的成本提高，對(duì)市場(chǎng)推廣應(yīng)用也不利。利用多種元素的疊加來改善銅合金的工藝性能與使用性能也有很大的局限性。在含油自潤(rùn)滑軸承中，常采用含鉛銅合金，不過鉛黃銅面臨淘汰的命運(yùn)。也有采用在銅合金中加入石墨的方法，石墨有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，是應(yīng)用非常廣泛的潤(rùn)滑劑之一。但是像鉛一樣，石墨與銅幾乎不固溶，其與銅的結(jié)合是機(jī)械嚙合，沒有形成冶金結(jié)合，界面強(qiáng)度低。這造成石墨含油自潤(rùn)滑軸承的強(qiáng)度有限，不能滿足重載高速的使用環(huán)境。當(dāng)前市場(chǎng)迫切需要一種新的無鉛易切削銅合金，該銅合金既有優(yōu)異的工藝性能如切削加工、熱鍛、拋光與電鍍性能，又有優(yōu)良的使用性能如高的強(qiáng)度、抗脫鋅、耐氨薰與自潤(rùn)滑性能。本發(fā)明正是考慮這一需求而開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高性能的無鉛易切削銅合金及其制造方法。除特別說明之外，本發(fā)明申請(qǐng)文件中所說的合金成分均指質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量。本發(fā)明合金高性能的無鉛易切削銅合金的成分為：銅52.0％-95.0％，磷0.001％-0.20％，錫0.01％-20％，錳0.55％-7.0％，硫0.191％-1.0％；除鋅外跟硫的親和力小于錳跟硫的親和力的金屬選取一種或多種，含量之和≤2.0％；余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。除鋅外與硫親和力小于錳與硫親和力的金屬為鎳、鐵、鎢、鈷、鉬、銻、鉍或鈮元素。作為本發(fā)明的優(yōu)選，合金的成分為：銅54.0％-68.0％，磷0.001％-0.15％，錫0.01％-1％，錳1.5％-4.0％，硫0.2％-0.6％，鎳、鐵、鎢、鈷、鉬、銻、鉍、鈮元素選取一種或多種，含量之和≤1.8％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。進(jìn)一步，合金的成分為：銅56.0％-64.0％，磷0.001％-0.12％，錫0.01％-0.8％，錳2.0％-3.5％，硫0.22％-0.40％，鎳、鐵、鎢、鈷、鉬、銻、鉍、鈮元素選取一種或多種，含量之和≤1.5％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。進(jìn)一步，合金的成分為：銅57.0％-62.0％，磷0.001％-0.12％，錫0.01％-0.6％，錳2.0％-3.5％，硫0.22％-0.40％，鎳0.1％-1.2％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。進(jìn)一步，合金的成分為：銅57.0％-62.0％，磷0.001％-0.08％，錫0.01％-0.4％，錳2.0％-3.5％，硫0.22％-0.30％，鎳0.1％-0.5％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。合金的成分為：銅74％-90％，磷0.001％-0.12％，錫5％-20％，錳2.5％-3.5％，硫0.2％-1.0％，鎳、鐵、鎢、鈷、鉬、銻、鉍、鈮元素選取一種或多種，含量之和≤2.0％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。進(jìn)一步，合金的成分為：銅84％-90％，磷0.001％-0.12％，錫5％-11％，錳2.5％-3.5％，硫0.3％-1.0％，鎳、鐵、鎢、鈷、鉬、銻、鉍、鈮元素選取一種或多種，含量之和≤1.5％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。進(jìn)一步，合金的成分為：銅84％-90％，磷0.001％-0.12％，錫5％-11％，錳2.5％-3.5％，硫0.4％-0.8％，鎳0.1％-1.2％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。進(jìn)一步，合金的成分為：銅84％-90％，磷0.001％-0.12％，錫5％-11％，錳2.5％-3.5％，硫0.4％-0.7％，鎳0.1％-0.5％，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)，其中鉛≤0.05％。當(dāng)錫的含量小于5％時(shí)，本發(fā)明無鉛易切削銅合金工藝流程如下：按銅、錫、錳、磷、鋅依次熔化，待合金元素均勻化后，用水霧化或氣霧化的方法制成含錳的銅合金粉末；或按銅、錫、磷、鋅依次熔化，待合金元素均勻化后用水霧化或氣霧化的方法制成不含錳的銅合金粉末；將鎳粉、含錳的銅合金粉末與跟硫的親和力小于錳跟硫的親和力的金屬硫化物中的一種或多種配料，或者鎳粉、不含錳的銅合金粉末、錳粉與跟硫的親和力小于錳跟硫的親和力的金屬硫化物中的一種或多種配料，然后外加成形劑0.5％-1.5％，將所有配好的粉末裝入混料器，混合時(shí)間0.4-5h，使各種粉末分布均勻；將混合均勻的粉末壓制成型、然后燒結(jié)，燒結(jié)工藝為：從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度680-780℃，加熱時(shí)間1-5h，充分去除成形劑，保溫時(shí)間30-120min，燒結(jié)氣氛為還原性氣氛或者惰性氣氛；將燒結(jié)后的銅合金用500-800MPa的壓強(qiáng)冷復(fù)壓，或者在沖頭快速運(yùn)動(dòng)的沖床上用200-400MPa的壓強(qiáng)冷模鍛，然后復(fù)燒，復(fù)燒工藝為：從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度820-870℃，加熱時(shí)間1-3h，保溫時(shí)間30-120min，燒結(jié)氣氛為還原性氣氛或者惰性氣氛；將復(fù)壓復(fù)燒后的銅合金進(jìn)行熱加工，熱加工的溫度為800-870度。所述的金屬硫化物為固態(tài)金屬硫化物。所述的金屬硫化物為鐵、鈷、鎳、錫、鎢、鉬、鈮、銅、鋅、銻和鉍十一種金屬硫化物。所述的金屬硫化物為硫化銅、硫化亞銅、硫化鋅、硫化錫、硫化鎳、硫化鐵、二硫化亞鐵、硫化亞鐵、硫化鎢、硫化鈷、二硫化鉬、三硫化鉬、四硫化二銻、五硫化二銻、三硫化二銻、三硫化二鉍、二硫化鈮和三硫化鈮。所述金屬硫化物中，優(yōu)選為硫化銅、硫化鋅和硫化鐵。所述的熱加工為熱模鍛或熱擠壓。當(dāng)錫的含量大于等于5％時(shí)，無鉛易切削銅合金工藝流程如下：將銅、錫、錳、鋅依次熔化，待合金元素均勻化后用水霧化或氣霧化的方法制成含錳的銅合金粉末；或?qū)~、錫、鋅依次熔化，待合金元素均勻化后用水霧化或氣霧化的方法制成不含錳的銅合金粉末；將鎳粉、含錳的銅合金粉末或者鎳粉、不含錳的銅合金粉末與錳粉，與跟硫的親和力小于錳跟硫的親和力的金屬硫化物中的一種或多種配料，然后外加成形劑0.5％-1.5％，混合時(shí)間0.4-5h，使各種粉末分布均勻；將混合均勻的粉末壓制成型、然后燒結(jié)，燒結(jié)工藝為：從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度730-770℃，加熱時(shí)間1-5h，充分去除成形劑，保溫時(shí)間30-120min，燒結(jié)氣氛為還原性氣氛或者惰性氣氛。所述的成形劑是石蠟粉或硬脂酸鋅粉。從熱擠壓棒上取樣制備抗拉強(qiáng)度試樣、切削性能試樣、抗脫鋅腐蝕試樣和氨薰應(yīng)力腐蝕試樣。從燒結(jié)后的銅錫合金為基的銅合金樣上取樣進(jìn)行抗彎強(qiáng)度和延伸率測(cè)試，制備摩擦磨損實(shí)驗(yàn)試樣并在90℃的熱油中浸泡1小時(shí)，然后將浸油后的試樣進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)。得到合金的性能。鉛在銅熔體中的溶解度較大，但在室溫銅中鉛的固溶度幾乎為零。鉛黃銅熔體凝固時(shí)，鉛以微細(xì)的球形顆粒形式彌散分布在黃銅晶界，有時(shí)還會(huì)分布在晶內(nèi)。鉛有脆而軟的特點(diǎn)，而且鉛的熔點(diǎn)只有327.5℃，當(dāng)對(duì)鉛黃銅進(jìn)行切削加工時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱會(huì)使鉛顆粒進(jìn)一步軟化，當(dāng)鉛黃銅被切削時(shí)，這些彌散的鉛顆粒相當(dāng)于黃銅中存在的一個(gè)個(gè)空洞，應(yīng)力容易在此集中，產(chǎn)生所謂的“切口效應(yīng)”，從而導(dǎo)致切屑易于在此斷裂。另外，在刀頭與切屑的接觸局部因切削加工作功轉(zhuǎn)化為熱而使鉛瞬間熔化，也有助于改變切屑的形狀，并起到潤(rùn)滑刀具的作用，可以使刀頭磨損減少到最低。因此，鉛在易切削黃銅材料的切削加工過程中起著改變切屑形狀、碎裂切屑、減少粘結(jié)和焊合以及提高切削速度的作用，可大大提高切削加工的效率，并增加刀具的使用壽命，降低加工表面的粗糙度，使加工表面平整光滑。鉛的特性及其在易切削鉛黃銅中的存在狀態(tài)對(duì)其切削性能有決定性的作用。含鉛自潤(rùn)滑銅合金中的鉛，也是由于其軟而脆的特點(diǎn)起到減摩的作用，石墨自潤(rùn)滑銅合金中的石墨作用機(jī)理與鉛的作用類似。本發(fā)明中采用在銅合金中同時(shí)添加錳和金屬硫化物的方法，在燒結(jié)的過程中由于錳的活性高于所添加金屬硫化物中的金屬，于是硫化物與錳發(fā)生反應(yīng)，生成硫化錳或者硫化錳與其它硫化物的混合物。這種原位生成的硫化物主要為硫化錳，與銅合金組織的結(jié)合是一種冶金結(jié)合，界面為共格或半共格，強(qiáng)度高。原位反應(yīng)產(chǎn)物硫化錳具有層狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與石墨很相似，同時(shí)其也具有軟而滑的特性。硫化錳在銅合金中的存在相當(dāng)于銅合金中存在著孔洞，應(yīng)力容易在此集中，產(chǎn)生所謂的“切口效應(yīng)”，從而導(dǎo)致切屑易于在此斷裂。硫化錳的斷屑機(jī)理與鉛黃銅中鉛的斷屑機(jī)理是一致的。由于生成的硫化物顆粒對(duì)切削刀具有潤(rùn)滑的作用，也能減小刀頭的磨損作用，大大提高切削加工效率。所生成的硫化錳顆粒與銅合金晶粒之間結(jié)合良好，界面干凈、結(jié)合強(qiáng)度高，石墨自潤(rùn)滑銅合金中的石墨顆粒則沒有硫化錳顆粒的這種作用，所以在自潤(rùn)滑銅合金中除了有良好的潤(rùn)滑作用，還具有比石墨自潤(rùn)滑銅合金更高的強(qiáng)度。一般認(rèn)為磷的作用是脫氧，能改善合金的鑄造性能和焊接性能，減少有益元素硅、錫和鎂的氧化損失，細(xì)化黃銅的晶粒。在本發(fā)明合金中，磷添加量控制在0.001％-0.20％范圍內(nèi)，主要作用是在燒結(jié)的過程中使銅合金粉末的熔點(diǎn)降低，起到活化燒結(jié)的作用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：無鉛易切削高硫含錳銅合金具有優(yōu)異的工藝性能如優(yōu)異的切削加工、熱鍛等性能和優(yōu)良的使用性能如高的強(qiáng)度、抗脫鋅、耐氨薰、拋光、電鍍與自潤(rùn)滑性能。復(fù)壓復(fù)燒后的黃銅有良好的熱鍛、熱擠壓等熱加工性能。熱擠壓黃銅的切削性能好、強(qiáng)度高。按ISO6509：1981《金屬及合金的腐蝕-黃銅抗脫鋅腐蝕性能的測(cè)定》，熱擠壓黃銅的抗脫鋅性能優(yōu)異，按GB/T10567.2-2007《銅及銅合金加工材殘余應(yīng)力檢驗(yàn)方法:氨薰試驗(yàn)法》，但氨水濃度為14％，黃銅最長(zhǎng)耐氨薰達(dá)16小時(shí)而沒有裂紋。銅錫合金為基的自潤(rùn)滑銅合金的抗彎強(qiáng)度和延伸率最高相當(dāng)于石墨自潤(rùn)滑銅合金的111％和116％。銅合金成分簡(jiǎn)單，組成元素不含鉛、鎘、汞、砷等有害元素，生產(chǎn)過程無污染。銅合金不含鉻，通過合金設(shè)計(jì)還能夠?qū)崿F(xiàn)不含鉍、銻等元素，完全能滿足水暖衛(wèi)浴行業(yè)對(duì)有害元素浸出的嚴(yán)格要求。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：含錳的銅合金粉末中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：銅54.0％，磷0.11％，錫0.011％，錳0.6％，余量為鋅以及不可避免的雜質(zhì)。各種粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別如下：硫化物粉末為硫化銅粉末與硫化鋅粉末混合物，其含量分別為0.8％和0.30％；鎳粉的含量為2.0％；外加成形劑石蠟粉的含量為0.5％；余量為上述含錳的銅合金粉末。粉末混料時(shí)間4.0h，混料結(jié)束后即壓制，壓制完后即放入燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)工藝為：從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5.0h，充分去除成形劑，燒結(jié)溫度680℃，保溫時(shí)間100min，燒結(jié)氣氛為惰性氣氛，燒結(jié)完后通水冷卻到室溫。將燒結(jié)后的黃銅棒用500MPa的壓強(qiáng)復(fù)壓，然后復(fù)燒，復(fù)燒工藝為：從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度820℃，加熱時(shí)間3.0h，保溫時(shí)間120min，燒結(jié)氣氛為惰性氣氛。將復(fù)燒后的黃銅在800℃熱擠壓，熱擠壓比為120。從擠壓棒上取樣制備抗拉強(qiáng)度試樣、切削性能試樣、抗脫鋅腐蝕試樣和氨薰應(yīng)力腐蝕試樣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，切削能力相當(dāng)于鉛黃銅的77％。抗拉強(qiáng)度為599.0MPa，屈服強(qiáng)度329.5MPa，平均脫鋅腐蝕層厚度192.2μm，最大脫鋅層厚度329.9μm，氨薰16小時(shí)后不開裂。實(shí)施例2-實(shí)施例33：實(shí)施例2-33的所有實(shí)施例中銅合金粉末的化學(xué)成分見表1，各種粉末的質(zhì)量百分含量見表2，對(duì)應(yīng)實(shí)施例中銅合金制造工藝參數(shù)見表3，實(shí)施例2-33中銅合金的性能見表4。實(shí)施例34：含錳的銅合金粉末中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：銅88％，錫10.0％，錳1.5％，余量為鋅以及不可避免的雜質(zhì)。各種粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別如下：硫化銅、硫化亞銅、硫化鋅、硫化錫、硫化鎳等各種粉末的混合物，每種硫化物的含量分別為0.2％；鎳粉的含量為0.3％；外加成形劑石蠟粉的含量為1.2％；余量為上述含錳的銅合金粉末。粉末混料時(shí)間2h，混料結(jié)束后即壓制，壓制完后即放入燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)工藝為：從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間2h，充分去除成形劑，燒結(jié)溫度750℃，保溫時(shí)間60min，燒結(jié)氣氛為還原性氣氛，燒結(jié)完后通水冷卻到室溫。摩擦磨損試樣在90℃熱油中浸泡1小時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無鉛自潤(rùn)滑銅合金的摩擦系數(shù)相當(dāng)于石墨自潤(rùn)滑銅合金的96％，磨損量相當(dāng)于石墨自潤(rùn)滑銅合金的95％。力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無鉛自潤(rùn)滑銅合金的抗拉強(qiáng)度相當(dāng)于石墨自潤(rùn)滑銅合金的110％，而延伸率相當(dāng)于石墨自潤(rùn)滑銅合金的116％。實(shí)施例35-42：銅合金粉末的化學(xué)成分見表1，各種粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量見表2，對(duì)應(yīng)實(shí)施例中銅合金制造工藝參數(shù)見表3，實(shí)施例35-42中所有摩擦磨損試樣均在90℃熱油中浸泡1小時(shí)，銅合金的性能見表5。表1所有實(shí)施例中銅合金粉末的化學(xué)成分實(shí)施例Cu/％Mn/％P/％Sn/％Zn/％154.00.60.110.011余量254.01.50.120.012余量354.03.50.130.013余量454.07.00.090.014余量559.05.00.120.015余量659.03.00.080.016余量759.02.50.160.017余量859.01.50.100.018余量964.0-0.150.019余量1064.0-0.120.011余量1164.0-0.110.011余量1264.0-0.090.011余量1370.0-0.150.011余量1470.0-0.120.011余量1570.0-0.140.011余量1670.0-0.120.011余量1752.00.50.050.011余量1854.01.50.050.011余量1954.03.50.050.011余量2054.07.00.050.011余量2159.05.00.050.011余量2259.03.00.050.011余量2359.02.50.050.011余量2459.01.50.050.011余量2564.0-0.050.011余量2664.0-0.050.011余量2764.0-0.050.011余量2864.0-0.090.011余量2970.0-0.050.011余量3070.0-0.050.011余量3180.0-0.040.011余量3288.0-0.030.011余量3358.06.00.030.011余量34881.5-10.0余量35881.0-9.0余量36880.6-11.0余量37881.5-10.0余量38770.6-20.0余量39771.0-19.0余量40771.0-21.0余量4177--20.0余量42881.0-5.5余量-表示未添加，僅有原材料帶入表2所有實(shí)施例中各種粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量-表示未添加表3所有實(shí)施例中銅合金制造工藝參數(shù)-表示該工序未執(zhí)行表4實(shí)施例1-33中銅合金的性能表5實(shí)施例34-42中銅合金的性能