一種抗高溫氧化黃銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種抗高溫氧化黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鈮0.2-0.4、鋅42-45、鎂2.6-3.1、鋁0.3-0.5、錳2.2-2.5、Mo1.8-2.2、Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量為銅。本發明的黃銅合金通過添加鎂、鋁、錳、Mo、鈮等元素，具有優異的抗高溫氧化性、耐腐蝕性，還具有良好的切削性能、鑄造性能、鍛造性能和抗脫鋅腐蝕性能，適用于需切削加工和磨削加工成型的零部件，尤其適用于裝配應力不便消除的鍛件和鑄件，如水龍頭和閥門等。本發明精煉劑用于鑄造生產，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】一種抗高溫氧化黃銅合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬合金材料的制造領域，尤其涉及一種抗高溫氧化黃銅合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。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。目前我國現有的銅合金仍存在一些問題，如合金內含有大量雜質元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質量重，施工困難；還不能滿足市場要求。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種抗高溫氧化黃銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有抗高溫氧化、耐腐蝕、冷加工性能好的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種抗高溫氧化黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鈮 0.2-0.4、鋅 42-45、鎂 2.6-3.1、鋁 0.3-0.5、錳 2.2-2.5,Mol.8-2.2,Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量為銅。
[0005]所述的抗高溫氧化黃銅合金材料的生產方法，其特征在于:
(1)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.5比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學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投入合金元素的批次順序為:(1)鋅；(2)鈮、鋁、錳；(3)鎂、Ce ；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為19-22分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以230_240°C /小時速率升溫至260_270°C，保溫50-60分鐘，再以230-240°C /小時速率升溫至600-610°C，保溫1-2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100-110°C，保溫1-2小時；再以230-240°C /小時速率升溫至410_420°C，保溫1-2小時；再以250-260°C /小時速率降溫至100-110°C，保溫0.5-1小時；再以210-2200C /小時速率升溫至280-290°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15-20、白云石3-5、苦菱土
4-8、粘土 30-35、欽白粉2_3、莖石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰焊l-2、Na2TiF68_10、氟硅酸鈉3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，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，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0008]本發明的有益效果
本發明的黃銅合金通過添加鎂、鋁、錳、Mo、鈮等元素，具有優異的抗高溫氧化性、耐腐蝕性，還具有良好的切削性能、鑄造性能、鍛造性能和抗脫鋅腐蝕性能，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，合金品質均一；適用于需切削加工和磨削加工成型的零部件，尤其適用于裝配應力不便消除的鍛件和鑄件，如水龍頭和閥門等。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提聞成品率。
【具體實施方式】
[0009]一種抗高溫氧化黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鈮
0.2-0.4、鋅 42-45、鎂 2.6-3.1、鋁 0.3-0.5、錳 2.2-2.5、Mol.8-2.2、Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量為銅。
[0010]所述的抗高溫氧化黃銅合金材料的生產方法為:
(1)、準備純銅與廢銅按1:0.4比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學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投入合金元素的批次順序為:(1)鋅；(2)鈮、鋁、錳；(3)鎂、Ce ； (4)其他剩余 成分；各批次投入元素的時間間隔為20分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以235°C /小時速率升溫至265°C，保溫55分鐘，再以235°C /小時速率升溫至605°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至105°C，保溫1.5小時；再以235°C /小時速率升溫至415°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至105°C，保溫0.8小時；再以215°C /小時速率升溫至285°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15、白云石3、苦菱土4、粘土 30、鈦白粉2、瑩石8、玉石粉4、蒙脫石1、樹木灰燼2、Na2TiF68、氟硅酸鈉3 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，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]本實施例抗高溫氧化黃銅合金材料，抗拉強度6 b為567Mpa，屈服強度507MPa，硬度值HB為138，導電率％IACS60，軟化溫度605°C，延伸率13.3%。
【權利要求】
1.一種抗高溫氧化黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鈮 0.2-0.4、鋅 42-45、鎂 2.6-3.1、鋁 0.3-0.5、錳 2.2-2.5、Mol.8-2.2、Ce0.004-0.005、La0.006-0.008、余量為銅。
2.根據權利要求1所述的抗高溫氧化黃銅合金材料的生產方法，其特征在于: (I)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.5比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學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投入合金元素的批次順序為:(I)鋅；(2 )鈮、鋁、錳；(3 )鎂、Ce ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為19-22分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的抗高溫氧化黃銅合金材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以230-240°C /小時速率升溫至260-270°C，保溫50-60分鐘，再以230-2400C /小時速率升溫至600-610°C，保溫1_2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100-11 (TC，保溫1-2小時；再以230-240°C /小時速率升溫至410_420°C，保溫1-2小時；再以250-260°C /小時速率降溫至100-110°C，保溫0.5-1小時；再以210_220°C /小時速率升溫至280-290°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的抗高溫氧化黃銅合金材料的生產方法，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15-20、白云石3-5、苦菱土 4-8、粘土 30-35、鈦白粉2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰燼l-2、Na2TiF6 8-10、氟硅酸鈉3-4 ;其制備方法是將二氧化硅、白云石、苦菱土、粘土、鈦白粉、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，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，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號】C22C1/02GK104032200SQ201410197427
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】陳大軍 申請人:蚌埠市宏威濾清器有限公司