專利名稱：一種低鉛黃銅及其鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬合金材料制造領(lǐng)域，尤其涉及一種低鉛黃銅合金及其鑄造方法。
背景技術(shù)：
鉛是一種多親害性、對(duì)人體有毒的物質(zhì)，主要損害人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)，鉛中毒也是引發(fā)白血病、腎病、心臟病、精神異常的重要因素之一。在衛(wèi)浴行業(yè)飲用水 系統(tǒng)零部件多采用含鉛量為2% -3%的鉛黃銅材料制作，且鉛黃銅制造的管道和閥門表面 的鉛會(huì)隨著水的沖刷、浸泡或與水中的其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而進(jìn)入水中，被人體攝入，危害健康。針對(duì)目前北美地區(qū)將于09年施行“美國(guó)加州《AB1953法案》修正案”(該法案要 求把公共飲用水設(shè)施或?yàn)榇蟊姽?yīng)飲用水的設(shè)施，其管道及管配件過(guò)水表面的鉛質(zhì)量平均 含量不超過(guò)0.25%，而原標(biāo)準(zhǔn)為4 % )。國(guó)內(nèi)低鉛衛(wèi)浴產(chǎn)品制造技術(shù)及加工工藝尚處于起步階段的這種狀況，通過(guò)工藝研 究要達(dá)到衛(wèi)浴的過(guò)水件銅合金制品能夠滿足美國(guó)市場(chǎng)對(duì)低鉛衛(wèi)浴制品需求的目的，解決低 鉛銅合金原材料配置及生產(chǎn)工藝改進(jìn)的技術(shù)問(wèn)題與鉛黃銅相比，存在1.枝晶嚴(yán)重；2.流 動(dòng)性差，不易切削加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種新的低鉛黃銅材料，參照普通 黃銅ZCuZn40Pb2，把Pb含量降低到0. 25%以下，適當(dāng)增加Bi+Sb的含量用以代替Pb的良 好切削性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種低鉛黃銅，由銅、鐵、鉛、鋁、錫、鎳、鋅、鉍、銻及雜質(zhì)組成，各組分的配比，以重 量百分比計(jì)，為銅59. 00%-62. 00%、鐵0· 10% -0. 20%、鉛0· 025% -0. 15%、鋁0· 50% -0. 70%, 錫 0. 10 % -0. 15%,Il 0. 10 % -0. 12 %、鉍 0. 005 % -2. 50 %、銻 0. 002 % -0. 025 %、雜質(zhì) 0. 50%、余量為鋅。優(yōu)選的，組分中鉍的含量為0. 005% -0. 04%。優(yōu)選的，組分中銻的含量為0. 002% -0. 004%。優(yōu)選的，各組分的配比，以重量百分比計(jì)，為銅60. 00%、鐵0. 15%、鉛0.01%、鋁 0. 60% JM 0. 15%、鎳 0. 12%、鉍 0. 03%、銻 0. 003%、雜質(zhì) 0. 5%、余量為鋅。本發(fā)明的有益效果在于用Bi和Sb代替Pb，適當(dāng)調(diào)整其它合金元素成份含量，以 期研制的低鉛鉍黃銅與普通黃銅各相關(guān)性能趨于接近，以便不需要改變或者改變很少以前 用于普通黃銅ZCuZn40Pb2生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝路線及參數(shù)來(lái)生產(chǎn)低鉛Bi+Sb黃銅制品。結(jié)果 表明，添加Sb后，可分別使合金的熱裂抗力提高2. 21和2. 68倍。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例4材料放大100倍后的金屬顯微組織2為本發(fā)明實(shí)施例4材料放大200倍后的金屬顯微組織3為本發(fā)明實(shí)施例4材料的化學(xué)光譜測(cè)試結(jié)果圖4為本發(fā)明實(shí)施例4材料的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果圖5為本發(fā)明實(shí)施例4材料的硬度測(cè)試結(jié)果圖6為本發(fā)明材料的鑄造工藝流程
具體實(shí)施例方式為了把黃銅合金中的鉛含量降低到0. 25%以下，同時(shí)又不影響其性能，本發(fā)明中 的合金材料采用適當(dāng)增加Bi+Sb的含量的方式，以下為幾種優(yōu)選的實(shí)施例。實(shí)施例1銅59. 00%、鐵 0. 20%、鉛0· 025%、鋁 0. 70%、錫 0. 10%、鎳 0. 12%、鉍 0. 005%, 銻0. 025%、雜質(zhì)0. 50%、余量為鋅。實(shí)施例2銅62. 00%、鐵 0. 10%、鉛0· 15%、鋁 0. 50%、錫 0. 15%,If 0. 10%、鉍 2. 50%、銻 0. 002%、雜質(zhì)0. 50%、余量為鋅。實(shí)施例3銅60. 00%、鐵 0. 15%、鉛 0. 15%、鋁 0. 60%、錫 0. 15%,If 0. 10%、鉍 0.04%、銻 0. 004%、雜質(zhì)0. 50%、余量為鋅。實(shí)施例4銅60. 00%、鐵 0. 15%、鉛 0.01%、鋁 0.60%、錫 0. 15%,If 0. 12%、鉍 0.03%、銻 0. 003%、雜質(zhì)0. 5%、余量為鋅。圖1、圖2顯示了對(duì)實(shí)施例4材料的金相測(cè)試結(jié)果，結(jié)論如下■晶粒度0. 10以下·組織均勻均勻■氣孔沒(méi)發(fā)現(xiàn)■第二相分布均勻■第二相比 例 25-50%圖3、圖4、圖5分別為對(duì)實(shí)施例4材料的化學(xué)光譜測(cè)試、力學(xué)性能測(cè)試和硬度測(cè)試 的報(bào)告。顯示其各方面性能均與普通黃銅極為接近。結(jié)果表明，添加Sb后，可分別使合金 的熱裂抗力提高2. 21和2. 68倍。本發(fā)明還在鑄造工藝方面做出了改進(jìn)，低鉛黃銅的鑄造工藝流程如圖6所示。申 請(qǐng)人針對(duì)其鑄造特性，對(duì)可能出現(xiàn)的流動(dòng)性差，疏松及裂紋進(jìn)行了研究，并采取下列措施1、流動(dòng)性差的原因?yàn)殂G沒(méi)有鉛的光滑效果，在高溫時(shí)鉍黃銅比鉛黃銅粘稠，通過(guò)調(diào)整硅和錫來(lái)改變其流動(dòng)性，接近于鉛黃銅。熔煉澆注時(shí)，采取提高溫度保證成分的方法來(lái) 保證其流動(dòng)性，合金粘合度下降，過(guò)熱度高，在型腔中保持時(shí)間長(zhǎng)，沖型能力提高，但溫度不 能過(guò)高，需要控制在iioo°c以內(nèi)，最好控制在iooo°c -iioo°c之間，否則易造成過(guò)燒現(xiàn)象， 使晶粒長(zhǎng)大形成枝晶偏析易形成縮孔、氣孔等缺陷。2、疏松形成原因?yàn)槟踢^(guò)程中，晶粒之間形成微小孔洞，在凝固區(qū)，先形成的枝晶 把金屬液分割成許多微小孤立部分，冷凝時(shí)收縮，形成晶間微小孔洞.凝固區(qū)愈寬，愈易形 成微觀縮松。采取冒口補(bǔ)縮方式解決疏松問(wèn)題，加大冒口可以改變其凝固順序，鑄件最后凝固區(qū)域的收縮得到補(bǔ)足，或者因合金呈糊狀凝固，被樹(shù)枝狀晶體分隔開(kāi)的小液體區(qū)得到補(bǔ) 縮，以減少疏松，縮松的形成。3、裂紋形成原因?yàn)樵诤辖鹉棠┢?，由于模具設(shè)計(jì)不合理，產(chǎn)生拉應(yīng)力，以及鑄件內(nèi)應(yīng)力超過(guò)輕度極限時(shí)，鑄件便發(fā)生裂紋。采取加強(qiáng)筋，模具澆道口加大和改變澆注方式等 方法，以減少拉應(yīng)力防止壁厚不均勻產(chǎn)生裂紋。采取的其他改進(jìn)還包括為保證成分穩(wěn)定，每隔4小時(shí)調(diào)整AL含量保持在 0. 65% -0. 75%之間；每隔4小時(shí)調(diào)整銅含量保持在59% -62%；隔板較薄的產(chǎn)品適當(dāng)加厚 隔板；冒口與產(chǎn)品遠(yuǎn)端連接補(bǔ)充銅液。
權(quán)利要求
一種低鉛黃銅，其特征在于由銅、鐵、鉛、鋁、錫、鎳、鋅、鉍、銻及雜質(zhì)組成，各組分的配比，以重量百分比計(jì)，為銅59.00％-62.00％、鐵0.10％-0.20％、鉛0.025％-0.15％、鋁0.50％-0.70％、錫0.10％-0.15％、鎳0.10％-0.12％、鉍0.005％-2.50％、銻0.002％-0.025％、雜質(zhì)0.50％、余量為鋅。
2.如權(quán)利要求1所述的低鉛黃銅，其特征在于組分中鉍的含量為0.005% -0. 04%。
3.如權(quán)利要求1所述的低鉛黃銅，其特征在于組分中銻的含量為0.002% -0. 004%。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的低鉛黃銅，其特征在于各組分的配比，以重量百分比 計(jì)，為銅 60. 00%、鐵 0. 15%、鉛 0.01%、鋁 0. 60%、錫 0. 15%、鎳 0. 12%、鉍 0. 03%、銻 0. 003%、雜質(zhì)0. 5%、余量為鋅。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低鉛黃銅，其特征在于由銅、鐵、鉛、鋁、錫、鎳、鋅、鉍、銻及雜質(zhì)組成。本發(fā)明用Bi和Sb代替Pb，適當(dāng)調(diào)整其它合金元素成份含量，以期研制的低鉛鉍黃銅與普通黃銅各相關(guān)性能趨于接近，以便不需要改變或者改變很少以前用于普通黃銅ZCuZn40Pb2生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝路線及參數(shù)來(lái)生產(chǎn)低鉛Bi+Sb黃銅制品。
文檔編號(hào)C22C9/04GK101845572SQ20101010495
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:廣州南鷗衛(wèi)浴用品有限公司;珠海承鷗衛(wèi)浴用品有限公司