專利名稱：一種高強(qiáng)度黃銅合金及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銅合金領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度黃銅合金及其制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的黃銅是由銅和鋅所組成的合金，黃銅具有較好的機(jī)械性能、良好的耐腐蝕及低廉的成本。當(dāng)含鋅量小于39%時，此類黃銅的塑性好，適于冷熱加壓加工；當(dāng)含鋅量大于39%時，此類黃銅只適于熱壓力加工；若繼續(xù)增加鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則抗拉強(qiáng)度下降，無使用價值。于是人們開始在普通黃銅中增加一些其它元素，以提高黃銅合金的不同性能，如力學(xué)性能，耐腐蝕性能等。黃銅的最大優(yōu)點是價格相對較便宜，而不足的是力學(xué)性能低，影響元件的可靠性和壽命。中國專利公開號CN 101157998 A，
公開日2008年4月9日，名稱為含稀土錫黃銅 合金，該申請案公開了一種含稀土錫黃銅合金，包括銅、鋅、錫、鋁、鎳、錳、銻、硼，以鑭、鈰等輕質(zhì)稀土元素為主的混合稀土金屬，各組分的組成按重量百分比計分別為銅69-71%，錫0. 5-1%，鋁 0. 1-0. 5%，鎳 0. 1-0. 5%，錳 0. 1-0. 6%，銻 0. 01-0. 05%，硼 0. 002-0. 02%,以鑭、鈰等輕質(zhì)稀土元素為主的混合稀土金屬0. 02-0. 2%，其余為鋅及總量不大于0. 05%的雜質(zhì)，各組份的重量百分比總和為100%。其不足之處在于，所制得的黃銅合金力學(xué)性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有黃銅合金力學(xué)性能較差的缺陷而提供一種保證一定切削性能的基礎(chǔ)上提高強(qiáng)度的高強(qiáng)度黃銅合金。本發(fā)明的另一個目的在于為了提供一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種高強(qiáng)度黃銅合金，所述高強(qiáng)度黃銅合金的各組分按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛 2. 5-3. 0%、鐵 0. 35-0. 5%、鋁 0. 2-0. 3%、錳 0. 035-0. 05%、錫 0. 45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選，所述高強(qiáng)度黃銅合金的各組分組成按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛 2. 7-3. 0%、鐵 0. 40-0. 45%、鋁 0. 2-0. 3%、錳 0. 035-0. 05%、錫 0. 45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。鉛在合金中以獨立相存在。游離的鉛質(zhì)點既有潤滑作用，又使切屑呈崩碎狀，可高速切削，獲得光潔表面，改善黃銅切削性能，但當(dāng)黃銅棒的含鉛量超過3. 0%左右時，不再顯著改善黃銅的切削性，而且將降低黃銅的強(qiáng)度、硬度和伸長率，經(jīng)過反復(fù)實踐得出切削用黃銅棒的含鉛量在2. 7%-3. 0%在保證切削性能的基礎(chǔ)上保證黃銅棒的強(qiáng)度、硬度和伸長率。鐵元素極少固溶于黃銅。超過其溶解度即以富鐵相的微粒析出，作為“人工晶核”，細(xì)化黃銅棒組織，并阻止黃銅棒再結(jié)晶晶粒的長大，從而大大提高黃銅的機(jī)械性能和工藝性能，鐵與錳、錫、鋁、鎳元素配合使用，可使黃銅具有高的強(qiáng)度和在大氣、海水中的耐蝕性。但含鐵量高時，富鐵相增加，甚至產(chǎn)生富鐵相的偏析，會降低合金的耐腐蝕性，并影響電鍍層表面質(zhì)量。因此本發(fā)明合金的含鐵量控制在0. 35%-0. 50%，優(yōu)選為0. 40%-0. 45%。錳起固溶強(qiáng)化作用，可提高黃銅棒的強(qiáng)度和硬度。但是錳含量過高會導(dǎo)致銅棒硬度超過要求范圍，在生產(chǎn)過程中會嚴(yán)重影響刀具磨損和生產(chǎn)效率。鋁可以提高合金硬度，但劇烈降低黃銅合金的塑性。錫元素可以提高黃銅合金的強(qiáng)度、硬度，抑制脫鋅；但含錫過多，會降低黃銅合金塑性。因此本發(fā)明的含錳量控制在0. 035%-0. 05%，鋁含量控制在
0.2%-0. 3%，錫含量控制在 0. 45%-0. 65%。一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，首先將紫雜銅加入到工頻電爐中加熱至熔化，攪拌均勻后加入含錳25-35wt%的銅鋅錳合金、鐵塊、鋅塊和鋁線，待物料全部熔化后充分?jǐn)嚢?5min，然后將熔液轉(zhuǎn)入保溫爐水平連鑄；然后進(jìn)行拉伸、除皮、退火。作為優(yōu)選，所述熔化的溫度為1100-1200°C，保溫爐的溫度為650_750°C。
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作為優(yōu)選，水平連鑄速度70-100mm/min。作為優(yōu)選，高強(qiáng)度黃銅合金的各組分按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛2. 5-3. 0%、鐵 0. 35-0. 5%、鋁 0. 2-0. 3%、錳 0. 035-0. 05%、錫 0. 45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。作為優(yōu)選，高強(qiáng)度黃銅合金的各組分按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛2. 7-3. 0%、鐵 0. 40-0. 45%、鋁 0. 2-0. 3%、錳 0. 035-0. 05%、錫 0. 45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明在保證黃銅合金切削性的基礎(chǔ)上，提高黃銅合金強(qiáng)度、硬度及伸長率，同時利用紫雜銅、鋅塊、鋁線、含錳25-35wt%的銅鋅錳合金作為原料，節(jié)約成本。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋
實施例I
一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，首先將紫雜銅加入到工頻電爐中加熱至熔化，熔化的溫度為1100°c，攪拌均勻后加入含錳25wt%的銅鋅錳合金、鐵塊、鋅塊和鋁線，待物料全部熔化后充分?jǐn)嚢?5min，然后將熔液轉(zhuǎn)入保溫爐水平連鑄，保溫爐的溫度為650°C，連鑄速度70mm/min ;然后進(jìn)行拉伸、除皮、退火。黃銅合金各組分見表I。實施例2
一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，首先將紫雜銅加入到工頻電爐中加熱至熔化，熔化的溫度為1150°C，攪拌均勻后加入含錳30wt%的銅鋅錳合金、鐵塊、鋅塊和鋁線，待物料全部熔化后充分?jǐn)嚢?5min，然后將熔液轉(zhuǎn)入保溫爐水平連鑄，保溫爐的溫度為700°C，連鑄速度80mm/min ;然后進(jìn)行拉伸、除皮、退火。黃銅合金各組分見表I。實施例3
一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，首先將紫雜銅加入到工頻電爐中加熱至熔化，熔化的溫度為1200°C，攪拌均勻后加入含錳25wt%的銅鋅錳合金、鐵塊、鋅塊和鋁線，待物料全部熔化后充分?jǐn)嚢?5min，然后將熔液轉(zhuǎn)入保溫爐水平連鑄，保溫爐的溫度為750°C，連鑄速度100mm/min ;然后進(jìn)行拉伸、除皮、退火。黃銅合金各組分見表I。
對比例1，制造方法與實施例I相同，黃銅合金各組分見表I。對比例2，制造方法與實施例2相同，黃銅合金各組分見表I。對比例3，制造方法與實施例3相同，黃銅合金各組分見表I。本發(fā)明制備的黃銅合金與對比例黃銅合金各組分如表I所不。表I本發(fā)明制備的黃銅合金與對比例黃銅合金各組分
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度黃銅合金，其特征在于，所述高強(qiáng)度黃銅合金的各組分按重量百分比計分別為銅 57-62%、鉛 2. 5-3. 0%、鐵 O. 35-0. 5%、鋁 O. 2-0. 3%、錳 O. 035-0. 05%、錫O.45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強(qiáng)度黃銅合金，其特征在于，所述高強(qiáng)度黃銅合金的各組分組成按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛2. 7-3. 0%、鐵O. 40-0. 45%、鋁O. 2-0. 3%、錳O. 035-0. 05%、錫O. 45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。
3.一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，其特征在于，首先將紫雜銅加入到工頻電爐中加熱至熔化，攪拌均勻后加入含錳25-35wt%的銅鋅錳合金、鐵塊、鋅塊和鋁線，待物料全部熔化后充分?jǐn)嚢?5min，然后將熔液轉(zhuǎn)入保溫爐水平連鑄；然后進(jìn)行拉伸、除皮、退火。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，其特征在于，熔化的溫度為1100-1200°C，保溫爐的溫度為650-750°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，其特征在于，所述水平連鑄速度 70-100mm/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，其特征在于，高強(qiáng)度黃銅合金的各組分按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛2. 5-3. 0%、鐵O. 35-0. 5%、鋁O.2-0. 3%、錳O. 035-0. 05%、錫O. 45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)度黃銅合金的制造方法，其特征在于，高強(qiáng)度黃銅合金的各組分按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛2. 7-3. 0%、鐵O. 40-0. 45%、鋁O.2-0. 3%、錳O. 035-0. 05%、錫O. 45-0. 65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度黃銅及其制造方法，黃銅合金的各組分按重量百分比計分別為銅57-62%、鉛2.5-3.0%、鐵0.35-0.5%、鋁0.2-0.3%、錳0.035-0.05%、錫0.45-0.65%，余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。將原材料熔化后保溫連鑄，最后拉伸、除皮、退火。本發(fā)明在保證黃銅合金切削性的基礎(chǔ)上，提高黃銅合金強(qiáng)度、硬度及伸長率，同時利用紫雜銅、鐵塊、鋅塊、鋁線、含錳30%的銅鋅錳合金作為原料，節(jié)約成本。
文檔編號C22C9/04GK102796917SQ20121021010
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者張生, 趙有軍 申請人:新興鑄管(浙江)銅業(yè)有限公司