本發(fā)明涉及一種環(huán)保黃銅的細化劑及其制備使用方法，特別適用于環(huán)保硅黃銅的晶粒細化劑及其制備和使用方法。

背景技術(shù)：

鉛黃銅具有極高的切削性，優(yōu)異的冷熱鑄造性能，切削易碎，加工工件表面光潔，被廣泛的用于電子電訊、家電、航空、五金飾品以及衛(wèi)浴水暖產(chǎn)品，但是鉛黃銅中的鉛是以游離的單質(zhì)存在于固溶體中，在與人、土壤、水源接觸時，鉛就會進入水和自然中，對環(huán)境造成危害，同時對人體健康影響也是非常大。為達到環(huán)保要求，一些替代鉛黃銅的環(huán)保黃銅產(chǎn)品應(yīng)運而生，如硅無鉛黃銅，鉍黃銅，硒黃銅等。由于鉍和硒金屬價格貴，硅金屬價格合理，且硅黃銅具有較好的切削性、耐磨性和冷熱鑄造性能，是一種較好的替代性綠色環(huán)保黃銅材料。

環(huán)保硅黃銅主要用于衛(wèi)浴、閥門等水暖部件，生產(chǎn)工序為重熔-鑄造-剪邊-精加工-拋光-機加工-電鍍-組裝-檢驗-包裝-入庫。其中鑄造，拋光和電鍍對環(huán)保硅黃銅鑄錠要求很高，不但有嚴格的成分控制要求，且不能出現(xiàn)雜質(zhì)、氣孔、夾雜，還要使鑄錠晶粒細小均勻，金屬流動性好，確保材料具有良好的切削性，保證在沖壓過程中不出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。鑒于此開發(fā)一種用于環(huán)保黃銅的細化劑及其使用方法，尤其是用于環(huán)保硅黃銅晶粒細化的細化劑尤為重要。

cn201510714013公開一種硅黃銅合金及其制備方法與應(yīng)用，其通過添加b和ti復(fù)合晶粒細化劑，調(diào)控合金的相組成及其分布狀態(tài)，但沒提及對晶粒細化程度和作用效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于研制一種環(huán)保黃銅的晶粒細化劑，及其制備和使用方法，加入該細化劑后，提高熔解黃銅的流動性，澆鑄的黃銅鑄錠晶粒細小均勻，枝晶少、拋光質(zhì)量好，有效提升環(huán)保黃銅產(chǎn)品的質(zhì)量。

環(huán)保黃銅的晶粒細化劑，其組成重量百分比是：al-sr合金為36～38，al-b合金為33～35，zr為12～15，al-fe合金為5～8.5，naalf6為6～7.5，caco3為3～4，余量為不可避免雜質(zhì)。

所述al-sr合金中sr含量為9～10%重量，余量為al；所述的al-b合金中b含量為10～12%重量，余量為al；所述的al-fe合金中fe含量為7～8%重量，余量為al。

一種硅黃銅的晶粒細化劑，其組成是al-sr合金為36～38%重量，al-b合金為35%重量，al-fe合金為5%重量，zr為12～14%重量，naalf6為6～7%重量，caco3為3%重量，余量為不可避免雜質(zhì)。

一種拋光錫黃銅的晶粒細化劑，其組成是al-sr合金為35%重量，al-b合金為33%重量，al-fe合金為5.5%重量，zr為15%重量，naalf6為7.5%重量，caco3為3%重量，余量為不可避免雜質(zhì)。

一種鉍黃銅的晶粒細化劑，其組成是al-sr合金為38%重量，al-b合金為30%重量，al-fe合金為8.5%重量，zr為13%重量，naalf6為7%重量，caco3為3.5%重量，余量為不可避免雜質(zhì)。

環(huán)保黃銅晶粒細化劑的制備方法，將塊狀的al-sr合金、al-b合金和al-fe合金車削成卷曲條碎成屑末，將塊狀的鋯碾碎成細顆狀，caco3和naalf6為市售的白色粉末，將上述原料按比例混合，攪拌均勻，倒入銅箔內(nèi)封裝備用。

環(huán)保黃銅晶粒細化劑的使用方法，在銅熔化、撈渣后，將銅水溫度控制在1050℃～1070℃，加入占銅水量的0.03%～0.06%的細化劑，加入后人工攪拌1～5min，最后靜止5～10min，溫度在1050～1060℃時開始澆鑄。

作為優(yōu)化，在打高壓噴火后加入晶粒細化劑，將其壓入銅水的2/1處，攪拌1～5min，攪拌完成靜止5～10min。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：細化劑制備工藝簡單，環(huán)保無污染，使用方便，效果顯著，使用后可使環(huán)保黃銅的晶粒尺寸由原來60-100μm減小至30-50μm，提高金屬熔液的流動性，內(nèi)部雜質(zhì)也更加均勻分布，不存在麻點、流星尾巴、凹陷凸起的缺陷，成品表面更加光滑、細致，而且拋光后表面平面度和光潔度更好，提高了金屬表面抗氧化能力。

附圖說明

圖1為未添加細化劑晶粒尺寸為70μm。

圖2為添加0.03%細化劑量晶粒尺寸為35μm。

圖3為無添加細化劑。

圖4為添加細仳劑。

圖5為未添加細化劑晶粒尺寸為70μm。

圖6為添加0.03%細化劑晶粒尺寸為30μm。

圖7為無添加細化劑晶粒尺寸60μm。

圖8為添加0.04%細化劑晶粒尺寸40μm。

圖9為無添加細化劑晶粒尺寸60μm。

圖10為添加0.04%細化劑晶粒尺寸35μm。

圖11為對比例1金相圖0.03%kbf4晶粒尺寸50μm。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。

實施例1

選取al-sr合金38wt%，zr12wt%，al-b合金35wt%，al-fe合金5wt%，naalf67wt%，caco33wt%，按上述比例配制晶粒細化劑，粉狀原料充分均勻，再利用銅箔封裝。

在2噸工頻感應(yīng)電爐進行環(huán)保硅黃銅熔煉，先將鋁鐵合金同紫銅一同熔化，銅水成分檢驗合格后，將銅水溫度控制在1050℃～1070℃，加入細化劑，細化劑的加入量為銅水總量的0.03%，加入后進行人工攪拌3～5min，最后靜止5～10min，溫度在1050～1060℃時開始澆鑄。

使用細化劑后，硅黃銅晶粒得到極大地細化，晶粒尺寸由原來70μm減小至35μm，有效改善金屬熔液的流動性，使夾雜均勻分布，產(chǎn)品表面質(zhì)量光潔。見圖1～圖4所示，圖2和圖4為添加由實施例1組成的晶粒細化劑后，硅黃銅的金相圖和鑄錠表面照片，說明晶粒結(jié)構(gòu)細化和表面質(zhì)量光潔度高。

實施例2

選取al-sr合金36wt%，zr14wt%，al-b合金35wt%，al-fe合金5wt%，naalf66wt%，caco34wt%，比例配制晶粒細化劑，將細化劑粉狀原料充分均勻，再利用銅箔封裝。

在2噸工頻感應(yīng)電爐進行硅黃銅熔煉，先將鋁鐵合金同紫銅一同熔化，銅水成分檢驗合格后，將銅水溫度控制在1050℃～1070℃，加入銅水總量的0.03%細化劑，加入后進行人工攪拌3～5min，最后靜止5～10min，溫度在1050～1060℃時開始澆鑄。

使用細化劑后，硅黃銅晶粒得到極大地細化，晶粒尺寸由原來70μm減小至30μm，有效改善金屬熔液的流動性，使夾雜均勻分布，產(chǎn)品表面質(zhì)量光潔。見下圖5和圖6所示，圖6為按本實施例組成的晶粒細化劑添加硅黃銅后晶粒結(jié)構(gòu)比未添加明顯細化。

實施例3

選取al-sr合金36wt%，zr15wt%，al-b合金33wt%，al-fe合金5.5wt%，naalf67.5wt%，caco33wt%，比例配制晶粒細化劑，將細化劑粉狀原料充分均勻，再利用銅箔封裝。

在2噸工頻感應(yīng)電爐進行環(huán)保拋光錫銅錠的熔煉，當(dāng)銅水成分檢驗合格后，將銅水溫度控制在1050℃～1070℃，加入量為銅水總量的0.04%的細化劑。加入后進行人工攪拌3～5min，最后靜止5～10min，溫度在1050～1060℃時開始澆鑄。

使用細化劑后，硅黃銅晶粒得到極大地細化，晶粒尺寸由原來60μm減小至30μm，有效改善金屬熔液的流動性，使夾雜均勻分布，產(chǎn)品表面質(zhì)量光潔。見圖7和圖8所示，由圖8可明顯表示添加晶粒細化劑后拋光錫銅錠的晶粒結(jié)構(gòu)比未添加明顯細化。

實施例4

選取al-sr合金38wt%，zr13wt%，al-b合金30wt%，al-fe合金8.5wt%，naalf67wt%，caco33.5wt%，比例配制晶粒細化劑，將細化劑粉狀原料充分均勻，再利用銅箔封裝。

在2噸工頻感應(yīng)電爐進行鉍黃銅銅錠的熔煉，當(dāng)銅水成分檢驗合格后，將銅水溫度控制在1010℃～1050℃，加入量為銅水總量的0.04%的細化劑。加入后進行人工攪拌3～5min，最后靜止5～10min，溫度在1020～1050℃時開始澆鑄。

使用細化劑后，鉍黃銅晶粒得到極大地細化，晶粒尺寸由原來60μm減小至35μm，有效改善金屬熔液的流動性，使夾雜均勻分布，產(chǎn)品表面質(zhì)量光潔。由圖9和圖10所示，圖10按比例添加晶粒細化劑比未添加明顯細化。

對比例1

在2噸工頻感應(yīng)電爐進行硅黃銅熔煉，先將鋁鐵合金同紫銅一同熔化，銅水成分檢驗合格后，將銅水溫度控制在1050℃～1070℃，選取外購細化劑kbf4，加入銅水總量的0.03%細化劑，攪拌2.5min，攪拌完成靜止5min，靜止完成測溫達到1030℃即可澆鑄。

使用外購細化劑后，晶粒尺寸由原來由70μm減小至50μm，對比實施例1的細化不顯著，如圖11所示。

表1，環(huán)保黃銅晶粒細化劑使用效果對照表

表1顯示，本發(fā)明的晶粒細化劑對硅黃銅、錫黃銅和鉍黃銅的晶粒細化程度優(yōu)于現(xiàn)有kbf4，且其拋光表面光潔度，紅沖不開裂，車削性能都較好。