新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金管材領(lǐng)域，具體涉及一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的錫青銅材料為了實現(xiàn)其易切肩性能往往會添加鉛元素，但是隨著環(huán)保意識的明顯提高，含鉛元素的青銅合金已經(jīng)不能滿足國內(nèi)外高端市場的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管及其制備方法，在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切肩等機械性能，而且通過鎳、鋁等元素提高了合金的機械性能，也滿足了對該合金的環(huán)保性能的要求。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳 0.5-1.5 %，錳 0.03-0.5 %，鋁 0.1-0.5 %，鐵 0.1-0.5 %，鋅 1-2.5 %，錫 0.5-1.5 %，硅0.2-1.0%，磷 0.01-0.3%，銻 0.1-0.5%，余量為銅。
[0006]優(yōu)選地，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳0.5%，錳0.03%，鋁0.1 %，鐵0.1 %，鋅1%，錫0.5%，硅0.2%，磷0.01%，銻0.1%，余量為銅。
[0007]優(yōu)選地，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳1.5%，錳0.5%，鋁0.5%，鐵0.5%，鋅2.5%，錫 1.5%，硅 1.0%，磷 0.3%，銻 0.5%，余量為銅。
[0008]優(yōu)選地，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳1%，錳0.1%，鋁0.3%，鐵0.3%，鋅1.5%，錫1%，硅0.6%，磷0.1%，銻0.3%，余量為銅。
[0009]優(yōu)選地，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳0.5%，錳0.03%，鋁0.1 %，鐵0.1 %，鋅2.5%，錫1.5%，硅1.0%，磷0.3%，銻0.5%，余量為銅。
[0010]優(yōu)選地，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳1.5%，錳0.5%，鋁0.5%，鐵0.5%，鋅1%，錫 0.5%，硅 0.2%，磷 0.01%，銻 0.1%，余量為銅。
[0011]進一步地，所述銅為電解銅。
[0012]一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管的制備方法，包括以下步驟:
[0013]I)按照配比重量將電解銅、錫、鋅、硅、鐵、磷置于500公斤的工頻電爐內(nèi)，加熱至1100-1150攝氏度，熔煉2-3小時至完全熔化后保溫至1100攝氏度；
[0014]2)按照配比重量將鋁、錳、鎳、銻置于100公斤的中頻電爐當(dāng)中，加熱至800-900攝氏度，熔煉1-1.5小時至完全熔化后保溫至750攝氏度；
[0015]3)將步驟I)與步驟2)中熔煉完成的合金液轉(zhuǎn)移至統(tǒng)一的中頻保溫爐中，用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬螅谄渖厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為5-8cm，將保溫爐設(shè)定溫度在1000-1050攝氏度；
[0016]4)將攪拌均勻的合金溶液保溫并靜止30-35分鐘后，用光譜儀對從爐內(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)；
[0017]5)進一步保溫20—30分鐘后，重新升溫至1100攝氏度，并開啟工頻電爐的振動裝置，振動頻率為2次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成規(guī)定外徑、內(nèi)徑和長度的空心管；
[0018]6)擠壓前退火，用箱式退火爐對合金管進行退火處理:退火溫度為250-300攝氏度，退火時間為20-25分鐘，以便于擠壓；
[0019]7)用光錠機對退火后的毛坯合金管進行表面加工，加工為表面光潔的光管，采用3000噸雙動擠壓機擠壓，合金管加熱溫度為200-250攝氏度，擠壓溫度為500攝氏度，擠壓速度V = 4mm/s，經(jīng)過多次擠壓后得到半成品規(guī)格的外徑、內(nèi)徑和長度的合金管；
[0020]8)將擠壓而成的合金管材用超聲波探傷儀進行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進行回爐；
[0021]9)用高精度車床對探傷完成后的合金管材進行表面車削，得到成品規(guī)格的外徑、內(nèi)徑和長度的合金管，并對合金管的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0022]進一步地，步驟4)中所述光譜儀采用德國進口的斯派克直讀光譜儀。
[0023]進一步地，步驟4)中的成分檢驗次數(shù)為3-5次。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管及其制備方法，其將傳統(tǒng)鉛元素替換為硅元素，按照硅、錫、鋅、鐵、銅一定的成分配比，結(jié)合鋁、錳、鎳、銻、磷等形成多組分合金；結(jié)合適當(dāng)?shù)臏囟?，通過連續(xù)鑄造毛坯錠，用擠壓機擠壓而生產(chǎn)出完全能夠取代含有鉛元素的錫青銅合金管材，從而在不增加成本的情況下，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切肩等機械性能，而且通過鎳、鋁等元素提高了合金機械性能，也滿足了對該合金的環(huán)保性能的要求。
【具體實施方式】
[0025]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。
[0026]實施例1
[0027]一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳
0.5%，錳 0.03%，鋁 0.1%，鐵 0.1%，鋅 1%，錫 0.5%，硅 0.2%，磷 0.01%，銻 0.1%，余量為銅。
[0028]按照上述配比重量將電解銅、錫、鋅、硅、鐵、磷置于500公斤的工頻電爐內(nèi)，加熱至1100-1150攝氏度，熔煉2-3小時至完全熔化后保溫至1100攝氏度；按照上述配比重量將鋁、錳、鎳、銻置于100公斤的中頻電爐當(dāng)中，加熱至800-900攝氏度，熔煉1-1.5小時至完全熔化后保溫至750攝氏度；將上述分別熔煉完成的合金液轉(zhuǎn)移至統(tǒng)一的中頻保溫爐中，用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬螅谄渖厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為5-8cm，將保溫爐設(shè)定溫度在1000-1050攝氏度；將攪拌均勻的合金溶液保溫并靜止30-35分鐘后，用德國進斯派克口光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行三到五次成分檢驗，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫20-30分鐘后，重新升溫至1100攝氏度，并開啟工頻電爐的振動裝置，振動頻率為2次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為300mm，內(nèi)徑為150mm，長度為500mm的空心管；擠壓前退火，用箱式退火爐對合金管進行退火處理:退火溫度為250-300攝氏度，退火時間為20-25分鐘，以便于擠壓；用光錠機對退火后的毛還合金管進行表面加工，加工為表面光潔，外徑295_，內(nèi)徑155_，長度500mm的光管，采用3000噸雙動擠壓機擠壓，合金管加熱溫度為200-250攝氏度，擠壓溫度為500攝氏度，擠壓速度V = 4mm/s，經(jīng)過多次擠壓后成為外徑為260mm，內(nèi)徑為200mm，公差為± 1mm，長度為1150mm的合金管；將擠壓而成的合金管材用超聲波探傷儀進行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進行回爐；用高精度車床對探傷完成后的合金管材進行表面車肖1J，使其外徑為255mm，公差為±0.1mm，并對合金管的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0029]與現(xiàn)有的含鉛的錫青銅合金相比，本實施例提供的新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切肩等機械性能，也滿足了對環(huán)保性能的要求。
[0030]實施例2
[0031]一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳
1.5%，錳 0.5%，鋁 0.5%，鐵 0.5%，鋅 2.5%，錫 1.5%，硅 1.0%，磷 0.3%，銻 0.5%，余量為銅。
[0032]按照上述配比重量將電解銅、錫、鋅、硅、鐵、磷置于500公斤的工頻電爐內(nèi)，加熱至1100-1150攝氏度，熔煉2-3小時至完全熔化后保溫至1100攝氏度；按照上述配比重量將鋁、錳、鎳、銻置于100公斤的中頻電爐當(dāng)中，加熱至800-900攝氏度，熔煉1-1.5小時至完全熔化后保溫至750攝氏度；將上述分別熔煉完成的合金液轉(zhuǎn)移至統(tǒng)一的中頻保溫爐中，用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為5-8cm，將保溫爐設(shè)定溫度在1000-1050攝氏度；將攪拌均勻的合金溶液保溫并靜止30-35分鐘后，用德國進斯派克口光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行三到五次成分檢驗，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫20-30分鐘后，重新升溫至1100攝氏度，并開啟工頻電爐的振動裝置，振動頻率為2次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為300mm，內(nèi)徑為150mm，長度為500mm的空心管；擠壓前退火，用箱式退火爐對合金管進行退火處理:退火溫度為250-300攝氏度，退火時間為20-25分鐘，以便于擠壓；用光錠機對退火后的毛還合金管進行表面加工，加工為表面光潔，外徑295_，內(nèi)徑155_，長度500mm的光管，采用3000噸雙動擠壓機擠壓，合金管加熱溫度為200-250攝氏度，擠壓溫度為500攝氏度，擠壓速度V = 4mm/s，經(jīng)過多次擠壓后成為外徑為260mm，內(nèi)徑為200mm，公差為± 1mm，長度為1150mm的合金管；將擠壓而成的合金管材用超聲波探傷儀進行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進行回爐；用高精度車床對探傷完成后的合金管材進行表面車肖1J，使其外徑為255mm，公差為±0.1mm，并對合金管的兩端去毛刺后包裝入庫。
[0033]與現(xiàn)有的含鉛的錫青銅合金相比，本實施例提供的新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管，不僅保留了現(xiàn)有錫青銅的切肩等機械性能，也滿足了對環(huán)保性能的要求。
[0034]實施例3
[0035]一種新型多組分環(huán)保無鉛合金新材料合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鎳1%，錳0.1%，鋁0.3%，鐵0.3%，鋅 1.5%，錫 1%，硅0.6%，磷0.1%，銻0.3%，余量為銅。
[0036]按照上述配比重量將電解銅、錫、鋅、硅、鐵、磷置于500公斤的工頻電爐內(nèi)，加熱至1100-1150攝氏度，熔煉2-3小時至完全熔化后保溫至1100攝氏度；按照上述配比重量將鋁、錳、鎳、銻置于100公斤的中頻電爐當(dāng)中，加熱至800-900攝氏度，熔煉1-1.5小時至完全熔化后保溫至750攝氏度；將上述分別熔煉完成的合金液轉(zhuǎn)移至統(tǒng)一的中頻保溫爐中，；用石墨棒將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬?，在其上面覆蓋高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，厚度為5-8cm，將保溫爐設(shè)定溫度在1000-1050攝氏度；將攪拌均勻的合金溶液保溫并靜止30-35分鐘后，用德國進斯派克口光譜儀對從爐內(nèi)取出的樣品進行三到五次成分檢驗，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)；進一步保溫20-30分鐘后，重新升溫至1100攝氏度，并開啟工頻電爐的振動裝置，振動頻率為2次/秒，采用水平連鑄方法鑄制成外徑為300mm，內(nèi)徑為150