一種易切削黃銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種易切削黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鉬0.2-0.3、鎂1.1-1.2、硅0.1-0.2、鋁0.4-0.6、鑭0.04-0.06、鋅18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量為銅。本發明黃銅合金不僅具有黃銅良好的加工性能，還具有鈹銅良好的彈性和硬度，而且通過添加鉬、鑭、鋁、硅等元素，增加了合金的抗氧化、耐腐蝕性能和強度，還具有優異的切削性能；本發明銅合金適用于水龍頭配件和閥桿等制品。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】一種易切削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，尤其涉及一種易切削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易切削黃銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有高硬度、切削性能好、耐腐蝕的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種易切削黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鑰 0.2-0.3、鎂 1.1-1.2、硅 0.1-0.2、鋁 0.4-0.6、鑭 0.04-0.06、鋅 18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量為銅。
[0005]所述的易切削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1:0.4-0.7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、硅；(2)鋁、鑭、Be；(3)鑰、Pr ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為19-23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200_220°C /小時速率升溫至350_360°C，再以160-170°C /小時速率降溫至280-290°C，再以240_250°C /小時速率升溫至550_570°C，保溫1-2小時；再以250-260°C /小時速率降溫至100_120°C，保溫1_2小時；再以240_250°C /小時速率升溫至340-350°C，保溫1-2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100-120°C ；再以180-190°C /小時速率升溫至300-31 (TC，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
本發明黃銅合金不僅具有黃銅良好的加工性能，還具有鈹銅良好的彈性和硬度，而且通過添加鑰、鑭、鋁、硅等元素，增加了合金的抗氧化、耐腐蝕性能和強度，還具有優異的切削性能；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。本發明銅合金適用于水龍頭配件和閥桿等制品。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。
【具體實施方式】
[0009]一種易切削黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鑰
0.2-0.3、鎂 1.1-1.2、硅 0.1-0.2、鋁 0.4-0.6、鑭 0.04-0.06、鋅 18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量為銅。
[0010]所述的易切削黃銅合金材料的生產方法如下:
(1)、準備純銅與廢銅按1:0.6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、硅；(2)鋁、鑭、Be；(3)鑰、Pr ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210°C /小時速率升溫至355°C，再以165°C /小時速率降溫至285°C，再以245°C /小時速率升溫至560°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至110°C，保溫1.5小時；再以245°C /小時速率升溫至345°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至110°C ;再以185°C /小時速率升溫至305°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]本實施例易切削黃銅合金材料，抗拉強度6 b為558Mpa，屈服強度528MPa，硬度值HB為127，導電率％IACS61，軟化溫度593°C，20°C延伸率15.6%。
【權利要求】
1.一種易切削黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鑰 0.2-0.3、鎂 1.1-1.2、硅 0.1-0.2、鋁 0.4-0.6、鑭 0.04-0.06、鋅 18-19、Cr0.3-0.5、Pr0.02-0.04、Be0.6-0.8、余量為銅。
2.根據權利要求1所述的易切削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1:0.4-0.7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、硅；(2)鋁、鑭、Be；(3)鑰、Pr ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為19-23分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的易切削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200-220°C /小時速率升溫至350-360°C，再以160_170°C /小時速率降溫至280-290°C，再以240-250°C /小時速率升溫至550_570°C，保溫1_2小時；再以250-2600C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1_2小時；再以240_250°C /小時速率升溫至340-350°C，保溫1-2小時；再以250-260°C /小時速率降溫至100-120°C;再以180_190°C /小時速率升溫至300-31 (TC，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的易切削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硅、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，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得 。
【文檔編號】C22C9/04GK104032170SQ201410197457
【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