專利名稱：一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金棒領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，以及這種新材料的制備方法。
背景技術(shù)：
含鉛銅合金之所以具有好的切削性能和減摩耐磨性能，主要是由于鉛在銅合金以單項存在，在切削時起到良好的斷屑作用；在摩擦磨損環(huán)境下，由于鉛的剪切強度非常低，銅合金零件表面的鉛使得含鉛銅合金的摩擦系數(shù)比較低。所以，鉛元素在黃銅合金中較普遍使用。但是，但是由于含有鉛，熱加工時易引起熱脆，只能在冷態(tài)下進行加工，加工難度大，導(dǎo)致成本較高。且隨著人們環(huán)境保護意識的逐漸提高，含鉛合金棒由于其對環(huán)境的污染，已經(jīng)無法滿足國內(nèi)外高端市場的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，以及這種新材料的制備方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，包括以下重量份百分數(shù)組分6%_8%鋅，6%-8%錫，1%-3%娃,余量銅。優(yōu)選地，由以下重量百分數(shù)組分組成7%鋅,6. 8%錫,2%娃,余量銅。上述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料的制備方法，包含以下步驟步驟一按照配比將`各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1250度-1300度完全熔化后保溫至1200度；步驟二 用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為llcm-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化；步驟三保溫1. 2-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；步驟四進一步保溫60分鐘后，重新升溫至1300度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為120mm,長度為IOOOmm的實心合金棒材；步驟五將連鑄鑄造而成的合金棒材用車床進行表面車削；步驟六用超聲波探傷儀對銅棒進行裂痕及氣孔探傷，挑出不合格產(chǎn)品進行回爐，將合格產(chǎn)品包裝并入庫。進一步地，所述步驟三中成分檢測次數(shù)為3-5次。一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 01-0. 5%磷，4-6%錫，4-6%鋅，1-3%鋁，O. 3-0. 8%硅，余量銅。優(yōu)選地，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 3%磷，5%錫，5%鋅，2%招，O. 56%硅，余量銅。
上述環(huán)保無鉛含硅合金新材料的制備方法，包含以下步驟步驟一按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1200度-1250度完全熔化后保溫至1150度；步驟二 用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為10-15cm的高純度鱗片狀石墨粉防止其氧化，并繼續(xù)保溫；步驟三保溫1-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；步驟四進一步保溫50-60分鐘后，重新升溫至1350度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為I IOmm,長度為2000mm的實心合金棒材。進一步地，所述步驟三種成分檢測次數(shù)為3次。采用上述技術(shù)效果，本發(fā)明的有益效果有(I)將傳統(tǒng)鉛元素替換為硅元素，在不增加成本的情況下，保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑性能，提高了該合金的環(huán)保性能。(2)適當(dāng)?shù)奶砑恿准颁X元素，在上述優(yōu)點的基礎(chǔ)上，還能大大提高合金的機械性能如抗拉強度，屈服強度，延伸率等，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解 ，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例1一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，包括以下重量份百分數(shù)組分6%-8%鋅，6%-8%錫，1%-3%硅，余量銅。制備方法如下按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1250度-1300度完全熔化后保溫至1200度；用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為llcm-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化；保溫1. 2-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗3-5次，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫60分鐘后，重新升溫至1300度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為120mm,長度為IOOOmm的實心合金棒材；將連鑄鑄造而成的合金棒材用車床進行表面車削；用超聲波探傷儀對銅棒進行裂痕及氣孔探傷，挑出不合格產(chǎn)品進行回爐，將合格產(chǎn)品包裝并入庫。采用上述方法制備的環(huán)保無鉛含硅合金新材料，將傳統(tǒng)的鉛元素替換為硅元素，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅合金的切削等機械性能，也滿足了環(huán)保的要求。實施例2一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，由以下重量百分數(shù)組分組成7%鋅，6.8%錫，2%硅，余量銅。制備方法如下按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1300度完全熔化后保溫至1200度；用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為12cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化；保溫1. 2-1. 5小時后，用德國進口的斯派克直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗5次，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫60分鐘后，重新升溫至1300度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為120mm,長度為IOOOmm的實心合金棒材；將連鑄鑄造而成的合金棒材用車床進行表面車削；用超聲波探傷儀對銅棒進行裂痕及氣孔探傷，挑出不合格產(chǎn)品進行回爐，將合格產(chǎn)品包裝并入庫。采用上述方法和配比制備的環(huán)保無鉛含硅合金新材料，將傳統(tǒng)的鉛元素替換為硅元素，在不增加成本的情況下，不僅滿足了環(huán)保的要求，在切削性等機械性能上也優(yōu)于現(xiàn)有錫青銅合金。實施例3一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，包括以下重量份百分數(shù)組分6%鋅，6%錫，1%硅，余量銅。制備方法如下按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1250度-1300度完全熔化后保溫至1200度；用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為llcm-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化；保溫1. 2-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗3-5次，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫60分鐘后，重新升溫至1300度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為120mm,長度為IOOOmm的實心合金棒材；將連鑄鑄造而成的合金棒材用車床進行表面車削；用超聲波探傷儀對銅棒進行裂痕及氣孔探傷，挑出不合格產(chǎn)品進行回爐，將合格產(chǎn)品包裝并入庫。采用上述方法制備的環(huán)保無鉛含硅合金新材料，將傳統(tǒng)的鉛元素替換為硅元素，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅合金的切削等機械性能，也滿足了環(huán)保的要求。實施例4一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，包括以下重量份百分數(shù)組分8%鋅，8%錫，3%硅，余量銅。制備方法如下按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1250度-1300度完全熔化后保溫至1200度；用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為llcm-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化；保溫1. 2-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗3-5次，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫60分鐘后，重新升溫至1300度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為120mm,長度為IOOOmm的實心合金棒材；將連鑄鑄造而成的合金棒材用車床進行表面車削；用超聲波探傷儀對銅棒進行裂痕及氣孔探傷，挑出不合格產(chǎn)品進行回爐，將合格產(chǎn)品包裝并入庫。采用上述方法制備的環(huán)保無鉛含硅合金新材料，將傳統(tǒng)的鉛元素替換為硅元素，在不增加成本的情況下， 不僅保留了現(xiàn)有錫青銅合金的切削等機械性能，也滿足了環(huán)保的要求。實施例5一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 01-0. 5%磷，4-6%錫，4-6%鋅，1-3%鋁，O. 3-0. 8%硅，余量銅。制備方法為按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1200度-1250度完全熔化后保溫至1150度；用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為10-15cm的高純度鱗片狀石墨粉防止其氧化，并繼續(xù)保溫；保溫1-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫50-60分鐘后，重新升溫至1350度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為I IOmm,長度為2000mm的實心合金棒材。上述方法將傳統(tǒng)鉛元素替換為鋁元素，并適當(dāng)?shù)奶砑恿准肮柙?，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑性能，提高了該合金的環(huán)保性能，而且能夠大大提高合金的機械性能如抗拉強度，屈服強度，延伸率等，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。實施例6一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 3%磷，5%錫，5%鋅，2%鋁，O. 56%硅，余量銅。制備方法如下按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1200度-1250度完全熔化后保溫至1150度；用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為10-15cm的高純度鱗片狀石墨粉防止其氧化，并繼續(xù)保溫；保溫1-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫50-60分鐘后，重新升溫至1350度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為I IOmm,長度為2000mm的實心合金棒材。上述方法采用磷、硅、鋁替代傳統(tǒng)鉛元素，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑性能，提高了該合金的環(huán)保性能，而且能夠大大提高合金的機械性能如抗拉強度，屈服強度，延伸率等，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。實施例7 一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 01%磷，4%錫，4%鋅，1%鋁，O. 3%硅，余量銅。制備方法如下步驟一按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1250度完全熔化后保溫至1150 度;步驟二 用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為10-15cm的高純度鱗片狀石墨粉防止其氧化，并繼續(xù)保溫；步驟三保溫1-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；步驟四進一步保溫50-60分鐘后，重新升溫至1350度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為I IOmm,長度為2000mm的實心合金棒材。上述方法采用磷、硅、鋁替代傳統(tǒng)鉛元素，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑性能，提高了該合金的環(huán)保性能，而且能夠大大提高合金的機械性能如抗拉強度，屈服強度，延伸率等，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。實施例8一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 5%磷，6%錫，6%鋅，3%鋁，O. 8%硅，余量銅。制備方法如下步驟一按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1200度-1250度完全熔化后保溫至1150度；步驟二 用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為10-15cm的高純度鱗片狀石墨粉防止其氧化，并繼續(xù)保溫；步驟三保溫1-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；
步驟四進一步保溫50-60分鐘后，重新升溫至1350度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為I IOmm,長度為2000mm的實心合金棒材。上述方法采用磷、硅、鋁替代傳統(tǒng)鉛元素，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑性能，提高了該合金的環(huán)保性能，而且能夠大大提高合金的機械性能如抗拉強度，屈服強度，延伸率等，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。見表I。表I新型環(huán)保無鉛含娃合金新材料性能(請補充參數(shù))
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，其特征在于，包括以下重量份百分數(shù)組分6%-8% 鋅，6%-8%錫，1%-3%硅，余量銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料，其特征在于，由以下重量百分數(shù)組分組成7%鋅，6. 8%錫，2%硅，余量銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟步驟一按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1250度-1300度完全熔化后保溫至1200度；步驟二 用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為 llcm-13cm的高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化；步驟三保溫1. 2-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；步驟四進一步保溫60分鐘后，重新升溫至1300度，并開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為120mm,長度為IOOOmm的實心合金棒材；步驟五將連鑄鑄造而成的合金棒材用車床進行表面車削；步驟六用超聲波探傷儀對銅棒進行裂痕及氣孔探傷，挑出不合格產(chǎn)品進行回爐，將合格產(chǎn)品包裝并入庫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料的制備方法，其特征在于，所述步驟三中成分檢測次數(shù)為3-5次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料，其特征在于，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 01-0. 5%磷，4-6%錫，4-6%鋅，1-3%鋁，O. 3-0. 8%硅，余量銅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料，其特征在于，由以下重量百分數(shù)組分組成0. 3%磷，5%錫，5%鋅，2%鋁，O. 56%硅，余量銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟步驟一按照配比將各組分置于工頻電爐內(nèi)，加熱至度1200度-1250度完全熔化后保溫至1150度;步驟二 用石墨棒將完全熔化的合金液體充分攪拌后，在其上面覆蓋厚度約為 10-15cm的高純度鱗片狀石墨粉防止其氧化，并繼續(xù)保溫；步驟三保溫1-1. 5小時后，用直讀光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行成分檢驗，確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；步驟四進一步保溫50-60分鐘后，重新升溫至1350度，并開啟工頻電爐的振動裝置， 采用水平連鑄方法鑄制成外徑為1lOmm,長度為2000mm的實心合金棒材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)保無鉛含硅合金新材料的制備方法，其特征在于，所述步驟三種成分檢測次數(shù)為3次。
全文摘要
一種環(huán)保無鉛含硅合金新材料，包括以下重量份百分數(shù)組分6%-8%鋅，6%-8%錫，1%-3%硅，余量銅。本發(fā)明將傳統(tǒng)鉛元素替換為硅元素，在不增加成本的情況下，保留了現(xiàn)有錫青銅的切屑性能，提高了該合金的環(huán)保性能，并適當(dāng)?shù)奶砑恿准颁X元素，在上述優(yōu)點的基礎(chǔ)上，還能大大提高合金的機械性能如抗拉強度，屈服強度，延伸率等，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C22C9/02GK103045904SQ20131001654
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者孫飛 申請人:蘇州金倉合金新材料有限公司