專利名稱：一種無鉛重鑄銅合金的制作方法
一種無鉛重鑄銅合金技術(shù)領(lǐng)域一種無鉛重鑄銅合金，涉及一種用于水暖、衛(wèi)浴行業(yè)中用重熔鑄造生產(chǎn)的各種水曖、衛(wèi) 浴零部件及器材用的重鑄銅合金。
技術(shù)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(yōu)良，長期以來廣泛用 于各種水曖、衛(wèi)浴零部件及器材制造領(lǐng)域，其使用性能好，壽命長。多年來，用于各種水曖衛(wèi)浴零部件及器材制造領(lǐng)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。 一直以來水曖衛(wèi) 浴制品中有很多是釆用鉛黃銅進行重熔再鑄造成各種另部件，生產(chǎn)中用于重熔再鑄造的銅合金錠被稱做重鑄銅錠，該黃銅合金的主成份為(重量百分比)銅59-60鉛1.2-1.8鐵《0.2錫《0. 2鋁0. 5-0. 7鋅余量通常加入鉛使得黃銅具有優(yōu)良的切削性能，因為大多數(shù)鑄件都要進行局部切割、車銑、 鉆焊、磨拋等機加工，其中有不少鑄件經(jīng)機加工后還需進行電鍍等表面處理。含鉛的黃銅具 有非常優(yōu)良的切削性能，加入鋁的作用是提高鑄件強度、硬度，使合金具有良好的鑄造性能、 和機械性能，并且提高合金的耐腐蝕性能?？刂齐s質(zhì)鐵和錫主要是為了使合金在鑄造過程中防止產(chǎn)生硬質(zhì)點，這種硬質(zhì)點最終將導(dǎo)致電鍍報廢。近年來，人們逐漸認識到，含有鉛元素的銅合金在使用過程中，會對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，歐盟、美國等紛紛出臺環(huán)保法律，要求2010年以后禁止使用含鉛的黃銅材 料用于生產(chǎn)對人類健康有不利影響的水曖衛(wèi)浴制品。因而研制開發(fā)新型的低鉛或無鉛黃銅材 是目前銅材冶金工業(yè)領(lǐng)域重要技術(shù)課題。為適應(yīng)歐盟、美國等國家和地區(qū)因為環(huán)保要求，禁止使用鉛黃銅生產(chǎn)水曖和衛(wèi)浴器具的 規(guī)定，國內(nèi)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(nèi)外都相應(yīng)的生產(chǎn)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、日本、韓國等國外產(chǎn)品以及國內(nèi)的浙江海亮集團、廣東國東公司等都有自已研制的替代產(chǎn)品。例如下表中所列出的一些類似產(chǎn)品如Lead-Free Brass Chemical CompositionsSuppliers Products Cu Pb Bi Si Fe Al Sn Ni Mn Sb Zn海亮集團鑄造用無鉛黃銅錠的成份為銅60. 0-62.0、鉛《0.05、鉍O, 5-1.0、鐵《0. 15、 鋁0.5-0.7、錫《0. 15、鎳《0.10、銻《0.02、鋅Rem.海亮集團鍛造用無鉛黃銅棒的成份為銅58. 0-61. 0、鉛《0. 1、鉍2. 5-3. 5、鐵《0. 15、 鋅Rem.海亮集團機加工無鉛銅合金成份銅58. 0-61.0、鉛《0. 1、鉍O. 6-1.0、鐵《0. 15、鋅Rem ;韓國大昌L/F無鉛合金成份為銅61-62鉛《0.05、鉍O. 6-1. 0、鐵《0. 15、鋁O. 5-0. 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0. 85-0.95、硅《0.01、鐵 0.10-0.30、鋁0. 35-0.45、錫0.20-0.40、鎳0. 15-0. 25、錳《0. 01、銻0. 04-0. 06、鋅Rem. 大瀝國東HBi59-l:銅57.5-60、鉛《0.01、鉍1.0_2. 5、鐵《0. 05、鋅Rem;ASTM C89540:銅58. 0-64. 0、鉛《0. 10、鉍0. 6-1. 2、鐵《0. 50、鋁0. 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0. 3-1. 5、銻0. 05-2. 2、鋅Rem.博威集團PWEHSBRASS :銅55_65、鉛《0. 01、鉍0. 3-2. 0 (MnorNiorSi: 0.3-1.0) 銻0. 05-1.5、鋅Rem.在上述已有的合金， 一般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較高且價格很貴的鉍，生產(chǎn)成本高。且在生產(chǎn)重鑄產(chǎn)品時，晶粒不 夠細致，和性能不理想，形狀不美觀。由于水曖衛(wèi)產(chǎn)品大部分都要求拋光電鍍，因此要求產(chǎn) 品在電鍍前必須進行磨拋，但上述合金的磨拋性能差，磨拋表面常會有夾雜、裂紋、硬質(zhì)點 產(chǎn)生。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種無鉛含量，減少了較貴金屬 鉍的含量，并加入少量的銻。使合金的鑄造性能、機加磨拋性能、電鍍性能、耐腐蝕性能優(yōu) 良，使用壽命長，性能好且生產(chǎn)成本較低的無鉛重鑄銅合金，。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種無鉛重鑄銅合金，其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu: 60%-62%、 Al:0. 5%-0. 7%、 Sb: 0.2%-0,4%、 Bi: 0. 6%-1. 0%、 Fe: 0. 05%-0. 2%,余量為鋅Zn和不可避免的雜質(zhì)，且Sn:《0.15%、 Ni:《0.1%， Pb:《0.05%。本發(fā)明是一種無鉛重鑄銅合金，其制備過程關(guān)鍵是按化學(xué)成份要求進行稱量后，將一般的紫銅料(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(nèi)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的時間使之處于高溫或噴火狀態(tài)，使黃銅熔液中的 高熔點金屬或金屬化合物能熔化或溶解，其過程能除氣、除渣，還可消除黃銅材料中的硬質(zhì) 點，為以后重鑄或機加工磨拋電鍍后不會因有硬質(zhì)點而使產(chǎn)品報廢。經(jīng)以上熔煉工藝后，再 加入黃銅邊料，最后加鋅、鋁、銻和加入鉍等其它元素，使合金的化學(xué)成份合格。在熔煉生 產(chǎn)過程中，要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(guān)鍵技術(shù)，合金中必須有少量的鐵， 其作用可細化晶粒，但鐵在銅液中過多的存在是造成硬質(zhì)點的重要原因。生產(chǎn)時還要參照一 般的普通黃銅材的生產(chǎn)方法，加入黃銅精煉劑，除渣劑等對銅液進行除氣、除渣，防止鑄錠 或鑄件產(chǎn)生氣孔和夾雜。有必要時還應(yīng)加入適量的晶粒細化劑，用以保證鑄件在結(jié)晶過程中 得到晶粒細化的結(jié)晶組織。本發(fā)明的這種(無鉛)重鑄銅合金，其生產(chǎn)的無鉛重鑄銅錠，是以銅為基加入適量的鋅、 鉍、銻、鐵、等主要元素，并嚴格控制雜質(zhì)成份，生產(chǎn)的系列重鑄銅錠，特別適合用于水曖、 衛(wèi)浴行業(yè)中用重熔鑄造法生產(chǎn)的各種水曖、衛(wèi)浴另部件及器材，其產(chǎn)品外型美觀，結(jié)構(gòu)致密， 形狀清淅，色澤光亮，用它生產(chǎn)的鑄件除上述優(yōu)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(yōu)點。
具體實施方式
一種無鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu: 60°/。-62%、 Pb:《0.05%、 Al:0. 5%-0. 7%、 Sb: 0. 2%-0. 4%、 Bi: 0. 6% 1. 0%、 Fe: 0. 05% 0. 2%、 Sn:《0. 15%、 Ni:《0. 1%， 余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。 實施例1一種無鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:59.95。/。； Pb:O. 03%; Al:O. 50%; Bi:0.89%; Sb:0.22%; Fe:0.07%; Ni:0.03%; Sn:0.08%; Zn:余量；產(chǎn)品規(guī)格銅錠 350*120*80 (咖)長*寬*高);狀態(tài)鑄態(tài)，檢驗項目l.酒杯試驗合格；2.表面質(zhì)量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學(xué)成份合格；檢驗說明說明l.酒杯試驗即銅水在熔爐內(nèi)熔煉結(jié)束，爐前化驗化學(xué)成份合格，準備澆鑄前，在 取樣模內(nèi)倒入少量銅水，并快速使銅水在取樣模內(nèi)桄動，讓銅水在樣模內(nèi)凝結(jié)成酒杯狀的樣 品，檢查杯狀內(nèi)壁，用肉眼和用手指觸摸，要求樣品內(nèi)壁無粗糙質(zhì)點存在，手感光滑即表示 酒杯試驗合格；說明2.表面質(zhì)量檢查表面無裂紋，夾雜，氣孔等缺陷.即為合格；說明3.拋光檢驗將鑄錠延橫截面切開，進行打磨拋光，檢査磨拋面無裂紋、氣孔、硬 質(zhì)點則為合格。(以下檢驗說明相同)實施例2一種無鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:61.53%: Pb:O. 05%; Al:O. 71%; Bi:1.05%; Sb:O. 32%; Fe:O. 20%: Ni:O. 10%; Sn:O. 12%; Zn:余量;產(chǎn)品規(guī)格銅錠350*120*80(mm)長*寬*高)；狀態(tài)鑄態(tài)；檢驗項目l.酒杯試驗合格；2.表面質(zhì)量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學(xué)成份合格。實施例3一種無鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:62. 03%; Pb:O. 032%; Al:O. 63%; Bi:0.60%; Sb:0.線Fe:0.05%;Ni:0.08%; SnO. 15%; Zn:余量;產(chǎn)品規(guī)格銅錠 350*120*80 (■)長*寬*高);狀態(tài)鑄態(tài)，檢驗項目l.酒杯試驗合格；2.表面質(zhì)量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學(xué)成份合格。實施例4一種無鉛重鑄銅合金，其合金的重量百分比組成為Cu:61. 53%;Pb:0. 002%;A1:0. 58%; Bi:O. 69%; Sb:O. 42%; Fe:O. 15%; Ni:O. 01%; SnO. 12%; Zn:余量;產(chǎn)品規(guī)格銅錠350*120*80 (mm)長*寬*高)；狀態(tài)鑄態(tài)，檢驗項目l.酒杯試驗合格；2.表面質(zhì)量合格； 3.拋光檢驗合格；4.化學(xué)成份合格。
權(quán)利要求
1.一種無鉛重鑄銅合金，其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu60％-62％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量為鋅Zn和不可避免的雜質(zhì)，且Sn≤0.15％、Ni≤0.1％，Pb≤0.05％。
全文摘要
一種無鉛重鑄銅合金，涉及一種用于水暖、衛(wèi)浴行業(yè)中用重熔鑄造生產(chǎn)的各種水暖、衛(wèi)浴零部件及器材用的重鑄銅合金。其特征在于其合金的重量百分比組成為Cu60％-62％、Al0.5％-0.7％、Sb0.2％-0.4％、Bi0.6％-1.0％、Fe0.05％-0.2％，余量為鋅Zn和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的無鉛重鑄銅合金，其生產(chǎn)的無鉛重鑄銅錠，是以銅為基加入適量的鋅、鉍、銻、鐵、等主要元素，并嚴格控制雜質(zhì)成份，生產(chǎn)的系列重鑄銅錠，特別適合用于水暖、衛(wèi)浴行業(yè)中用重熔鑄造法生產(chǎn)的各種水暖、衛(wèi)浴零部件及器材，其產(chǎn)品外型美觀，結(jié)構(gòu)致密，形狀清淅，色澤光亮，用它生產(chǎn)的鑄件除上述優(yōu)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(yōu)點。
文檔編號C22C9/04GK101250642SQ20081008418
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者毛岳山, 王文江, 糜洪國 申請人:佛山市國鷗銅業(yè)有限公司