專利名稱：一種用于環(huán)保飲用水管的黃銅合金及其管材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于環(huán)保飲用水管的黃銅合金及其管材。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的黃銅是主要含銅與鋅的合金，最簡單的黃銅是銅-鋅二元合金，稱為簡單 黃銅或普通黃銅，改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機(jī)械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越 高，其強(qiáng)度也較高，塑性稍低。工業(yè)中采用的黃銅含鋅量一般不超過45 % (重量百分比)，含 鋅量再高將會產(chǎn)生脆性，使合金性能變壞。一般為了改善黃銅的性能會添加錫、鉛等金屬。 如在黃銅中加(重量百分比)的錫能顯著改善黃銅的抗海水、海洋大氣腐蝕的能力和 切削加工性能，因此稱為“海軍黃銅”。多數(shù)黃銅合金具有良好的色澤、加工性和延展性，易 于電鍍或涂裝。為了進(jìn)一步改善黃銅的機(jī)械或加工性能，人們不斷的對黃銅的組分進(jìn)行改進(jìn)，例 如申請?zhí)枮?00810188263.4的中國發(fā)明專利申請中公開了一種無鉛易切削鋁黃銅合金及 其制造方法，該無鉛易切削鋁黃銅合金具有優(yōu)良的鑄造、焊接、切削和耐蝕性能，適合于低 壓鑄造、重力鑄造、水平連鑄、鍛造和擠壓，所需金屬原料成本低于鉍黃銅，適用于飲用水供 給系統(tǒng)所需的零部件和其它結(jié)構(gòu)件，是一種新的環(huán)保型易切削鋁黃銅合金，各組分按重量 百分比為銅 57. 0% 63. 0%，鋁 0. 3% 0. 7%，鉍 0. 0. 5%，錫 0. 2% 0. 4%， 硅0. 02 % 0. 5 %，磷0. 01 % 0. 3 %，選擇性地添加鎂、硼、稀土金屬和鋯中的至少兩種 元素，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)，其中選擇添加元素的重量百分含量分別為鎂0. 01 % 0. 15%，鋯 0. 01% 0. 05%，錸 0. 001% 0. 05%，硼 0. 0016% 0. 0020%。該鋁黃銅合 金中添加了很多種金屬，不利于工業(yè)生產(chǎn)中原料的控制，且成本較高。因此，有必要對黃銅合金的組分進(jìn)行改善，最好能采用較為簡潔的原料組成實現(xiàn) 對黃銅合金綜合性能的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度高、延伸性好且便于加工的用于環(huán)保飲用水管的黃銅合
^^ ο一種用于環(huán)保飲用水管的黃銅合金，由如下質(zhì)量百分比的原料組成銅84% 86%鉍2. 8% 3. 5%鎳4. 5% 5. 5%鋅5% 8.7%。在原料中一般允許正常含量的雜質(zhì)，但為了保證最終產(chǎn)品的性能，雜質(zhì)質(zhì)量百分 比要求不超過0.4%。作為優(yōu)選，本發(fā)明黃銅合金由如下質(zhì)量百分比的原料組成
銅84% 86%鉍3% 3. 5%鎳4. 5% 5%鋅6% 7.5%。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，本發(fā)明黃銅合金由如下質(zhì)量百分比的原料組成銅85%鉍3.2%鎳5%鋅6.8%。優(yōu)選的技術(shù)方案中，黃銅合金具有更好的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長率，即力學(xué)加 工性能、延展性和柔韌性更好。本發(fā)明還提供了一種利用所述的黃銅合金制成的黃銅管材，該管材不僅綜合性能 優(yōu)良而且環(huán)保，可用作飲用水管件。本發(fā)明黃銅合金的原料可以采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行熔鑄得到黃銅合金鑄錠，相關(guān)技術(shù) 可以采用中國發(fā)明專利申請200410084660. 9,200710023433. 9,200710023964. 8等，作為 優(yōu)選本發(fā)明將黃銅合金鑄錠經(jīng)過冷軋、無氧退火、拉伸、去應(yīng)力無氧退火后得到黃銅管材。本發(fā)明還提供了一種所述的黃銅管材的加工方法，包括黃銅合金鑄錠經(jīng)過冷軋、 無氧退火、拉伸、去應(yīng)力無氧退火后得到黃銅管材。黃銅管材的加工方法中，可以都采用現(xiàn)有技術(shù)，但作為優(yōu)選，為了在組分配方的基 礎(chǔ)上進(jìn)一步改善管材的綜合性能，進(jìn)行無氧退火時，退火時保溫時間1. 5小時 2小時，保 溫溫度為750士5°C。若保溫時間過短，溫度不夠，會造成擠壓管材時壓力過大不動。若溫度 過高，保溫時間過長，會造成頭部開裂。經(jīng)過拉伸得到管材后，為了消除內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行的去應(yīng) 力無氧退火溫度為280°C 320°C，保溫時間為1小時-1. 5小時，這樣可獲得穩(wěn)定的形狀及 幾何尺寸精度。本發(fā)明重點針對黃銅合金及管材組分的改進(jìn)，在同等的熔煉、加工工藝下，得到的銅管的強(qiáng)度、硬度、柔韌性等指標(biāo)要優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，綜合性能優(yōu)良而且環(huán)保，可用作對金屬 含量要求較高的飲用水管件。
具體實施例方式實施例1黃銅合金的制備采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅85%鉍3.2%鎳5%鋅6.8%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度 60GPa ；屈服強(qiáng)度 48MPa ；伸長率66% ；
洛氏硬度HRF100 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有很好的延展性和柔韌性且加工性能優(yōu)良，便于加工。實施例2黃銅合金的制備采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅86%鉍3.5%鎳4. 5%鋅6%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度 48GPa ；屈服強(qiáng)度 35MPa ；伸長率60% ；洛氏硬度 HRF90 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有很好的延展性和柔韌性且加工性能優(yōu)良，便于加工。實施例3黃銅合金的制備采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅84.7%鉍3%鎳4. 8%鋅7.5%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度 52GPa ；屈服強(qiáng)度 27MPa ；伸長率56% ；洛氏硬度 HRF88 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有很好的延展性和柔韌性且加工性能優(yōu)良，便于加工。實施例4黃銅合金的制備采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅84%鉍2.8%鎳5. 5%鋅7.7%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度 35GPa;屈服強(qiáng)度 22MPa ；
伸長率50% ；
洛氏硬度 HRF65 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有較好的延展性和柔韌性且加工性能良好，便于加工。實施例5黃銅合金的制備采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅85.5%鉍3.5%鎳5. 5%鋅5.5%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度 30GPa ；屈服強(qiáng)度 IlMPa;伸長率48% ；洛氏硬度 HRF60 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有較好的延展性和柔韌性且加工性能良好，便于加工。實施例6黃銅合金的制備采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅86%鉍3.5%鎳5. 5%鋅5%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度 42GPa ；屈服強(qiáng)度 15MPa ；伸長率55% ；洛氏硬度 HRF70 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有較好的延展性和柔韌性且加工性能良好，便于加工。實施例7黃銅管材的制備采用實施例1制備的黃銅合金的鑄錠，經(jīng)過冷軋、無氧退火、拉伸、去應(yīng)力無氧退 火后得到Φ 44X3. 5 (mm)的管材。進(jìn)行無氧退火時，退火時保溫時間1.5小時，保溫溫度在750°C，去應(yīng)力無氧退火 溫度為280°C，保溫1小時。實施例8黃銅管材的制備采用實施例2制備的黃銅合金的鑄錠，經(jīng)過冷軋、無氧退火、拉伸、去應(yīng)力無氧退火后得到Φ 44X3. 5 (mm)的管材。進(jìn)行無氧退火時，退火時保溫時間2小時，保溫溫度在755°C，去應(yīng)力無氧退火溫 度為320°C，保溫時間1. 5小時。
實施例9黃銅管材的制備采用實施例5制備的黃銅合金的鑄錠，經(jīng)過冷軋、無氧退火、拉伸、去應(yīng)力無氧退 火后得到Φ 44X3. 5 (mm)的管材。進(jìn)行無氧退火時，退火時保溫時間1.5小時，保溫溫度在745°C，去應(yīng)力無氧退火 溫度為300°C，保溫時間1小時。對比例1采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅70%鉍6%鎳10%鋅14%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度800MPa;屈服強(qiáng)度 IOMPa;伸長率10% ；洛氏硬度 HRF60 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有更好的延展性和柔韌性以及加工性能，便于加工。對比例2采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅86%鉍2%鎳7%鋅5%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度900MPa;屈服強(qiáng)度9. 8MPa;伸長率12% ；洛氏硬度 HRF75 ；檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有更好的延展性和柔韌性以及加工性能，便于加工。對比例3采用如下質(zhì)量百分比組成的原料進(jìn)行熔鑄，得到黃銅合金的鑄錠。銅86%鋅14%。經(jīng)檢測，黃銅合金性能指標(biāo)如下抗拉強(qiáng)度720MPa;屈服強(qiáng)度 55MPa; 伸長率8% ；
洛氏硬度 HRF65;檢測表明，本發(fā)明的黃銅合金具有更好的延展性和柔韌性以及加工性能，便于加工。
權(quán)利要求
一種用于環(huán)保飲用水管的黃銅合金，其特征在于，由如下質(zhì)量百分比的原料組成銅84％～86％鉍2.8％～3.5％鎳4.5％～5.5％鋅5％～8.7％。
2.如權(quán)利要求1所述的黃銅合金，其特征在于，由如下質(zhì)量百分比的原料組成 銅 84% 86%鉍 3% 3. 5% 鎳 4. 5% 5% 鋅 6% 7.5%。
3.一種采用權(quán)利要求1或2所述的黃銅合金制備的黃銅管材。
4.一種黃銅管材的加工方法，其特征在于，將采用權(quán)利要求1或2所述的黃銅合金經(jīng)過 熔鑄、冷軋、無氧退火、拉伸、去應(yīng)力無氧退火后得到黃銅管材。
5.如權(quán)利要求4所述的加工方法，其特征在于，無氧退火時溫度750士5°C，保溫時間 1. 5小時 2小時。
6.如權(quán)利要求5所述的加工方法，其特征在于，去應(yīng)力無氧退火溫度為280°C 320°C， 保溫時間為1小時-1.5小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于環(huán)保飲用水管的黃銅合金及采用其制備的管材，黃銅合金由如下質(zhì)量百分比的原料組成銅84％～86％，鉍2.8％～3.5％，鎳4.5％～5.5％和鋅5％～8.7％。本發(fā)明黃銅合金及管材管選用合適的原料配方，在同等的熔煉、加工工藝下，得到的銅管的柔韌性、加工性能等指標(biāo)要優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
文檔編號C22C9/04GK101818285SQ20101014473
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者呂建寧, 林平, 王焱華, 王焱焱 申請人:浙江佳鑫銅業(yè)有限公司