專利名稱：：低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，尤其涉及一種用于空調(diào)交換機(jī)電磁四通換向閥座的具有低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金。技術(shù)背景眾所周知，銅及大部分銅合金具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，銅及銅合金的這一特性，被廣泛應(yīng)用于需要良好導(dǎo)電導(dǎo)熱的場(chǎng)合。易切削黃銅合金由于具有優(yōu)良的切削性能，是最經(jīng)濟(jì)最常用的合金。在需要導(dǎo)熱或散熱的場(chǎng)合，良好的導(dǎo)熱性是我們需要的，但在不希望熱量散失或熱交換的場(chǎng)合，希望合金是不導(dǎo)熱的或低導(dǎo)熱的。銅及銅合金的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)電率之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，在某一溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)a可根據(jù)在該溫度下的導(dǎo)電率(0/0IACS)按。/qIACS/100來(lái)估算?？照{(diào)交換機(jī)電磁四通換向閥是冷、熱制式切換閥，希望換向閥部位的熱損失越小越好。閥的導(dǎo)向滑件是采用無(wú)機(jī)材料制作的，而閥座要和H65黃銅管、純銅管進(jìn)行焊接，所以要求合金具有良好的硬釬焊性能；工作表面要求平整光滑、耐磨，氣密性好，安全可靠，因此要求所用合金具有良好的切削性能和耐磨性能。通常使用易切削黃銅HPb59-3。HPb59-3是大家熟知的易切削黃銅，硬釬焊性能良好，不足的是該合金具有較好的導(dǎo)熱性，不是理想的材料，特別是現(xiàn)今人類越來(lái)越認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源的重要性，必定對(duì)材料提出更高的要求。專利JP10204559提供了一種低導(dǎo)電的銅基合金，主要用于在外面施加交流磁場(chǎng)的場(chǎng)合，增加磁場(chǎng)穿透能力，合金成分和本發(fā)明有很大的不同。公開(kāi)號(hào)200710066669.0專利，是一種含有高錳的易切削銅合金，也具有低的導(dǎo)電性，但熔點(diǎn)相對(duì)較低，硬釬焊工藝難控制，不適合在硬釬焊的場(chǎng)合應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種具有低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，合金具有低的導(dǎo)電性、低的導(dǎo)熱性和優(yōu)良的切削性能、良好的力學(xué)性能和硬釬焊性能，適合于生產(chǎn)不希望熱散失的閥門(mén)、連接件及相關(guān)部件等，特別適合于需要硬釬焊的場(chǎng)合，例如制冷用電磁四通換向閥。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，其重量百分比組成為Cu56-62%，Mn2.5-6.9%，Pb0.7-3.5%,P0.005-0.2%，雜質(zhì)《0.9%，余量為Zn。作為進(jìn)一步的優(yōu)化，合金的化學(xué)成分由以下特征體現(xiàn)本發(fā)明的具有低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，其重量百分比組成為Cu57.5-60.5%，Mn3.5-5.5%，Pb2.5-3.5%，P0.01-0.1%，雜質(zhì)《0.9%，余量為Zn。本發(fā)明的具有低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，所述雜質(zhì)中Sn《0.1%、Si《0.1%、Fe《0.3%。本發(fā)明是在易切削黃銅的基礎(chǔ)上，添加合理配比的錳。合金中的錳，是高電阻金屬，明顯降低銅合金的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，是本發(fā)明合金的主要合金元素，其作用主要是降低合金的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，同時(shí)提高合金的強(qiáng)度和耐磨性。在硬釬焊過(guò)程中，合金表面的氧化膜在焊劑達(dá)到合適的溫度時(shí)迅速活化，焊料熔融、鋪展，靠毛細(xì)作用填充悍接工件的間隙。焊接溫度低時(shí)，焊劑不能和表面充分作用，表面活化差，焊料流動(dòng)性差，造成缺焊。焊接溫度高時(shí)，易造成材料熔化。合金中添加錳明顯降低合金的熔點(diǎn)，合金熔點(diǎn)若偏低，釬焊的難度增加，這涉及到焊料、焊劑及工藝、裝備，會(huì)造成一系列的問(wèn)題。優(yōu)選合適的錳含量，使合金既具有低的導(dǎo)熱性，又可滿足焊接對(duì)熔點(diǎn)和表面活化的要求，在四通閥的焊接中，基本不改變工藝參數(shù)和條件。合適的配比是2.5-6.9%，優(yōu)選3.5-5.5%，合金的導(dǎo)電(熱)率比易切削黃銅降低65%以上。本發(fā)明合金中把磷作為主要的合金元素，其作用是改善釬焊性。通常焊料材料中含有磷，本發(fā)明合金中添加磷，可改善焊料的流動(dòng)性。磷還可以改善切削性，同時(shí)也是一種脫氧劑。小于0.005%作用不明顯，大于0.2%失去進(jìn)一步優(yōu)化的效果，合適的配比是0.005-0.2%。由于保持合適配比的鉛，合金具有優(yōu)良的加工性和易切削性。鐵有細(xì)化晶粒的作用，可以允許一定的含量，但不應(yīng)超過(guò)0.3%;Sn、Si做為雜質(zhì)控制，以避免對(duì)合金組織和加工性能產(chǎn)生不良影響。本發(fā)明合金中所述雜質(zhì)，具體控制含量為Sn《0.1%、Si《0.1%、Fe《0.3%。銅及銅合金的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)電率之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，銅合金的導(dǎo)熱性可以用導(dǎo)電率來(lái)估計(jì)。本發(fā)明合金的導(dǎo)電率是5%-10%IACS，優(yōu)化配比合金的導(dǎo)電率是6.5%-8.0%IACS，對(duì)比合金HPb59-3的導(dǎo)電率是24.81%-26.04%IACS，和對(duì)比合金相比，本發(fā)明合金的導(dǎo)電率降低了2/3左右。本發(fā)明合金的熔點(diǎn)為848-864°C，優(yōu)化組分合金的熔點(diǎn)為853-864"。本發(fā)明合金具有良好的切削性能，切削力和對(duì)比合金比較基本相同。本發(fā)明合金具有良好的熱、冷壓力加工性能，可以生產(chǎn)棒材和異型材等。綜上，本發(fā)明合金具有如下優(yōu)點(diǎn)1、低的導(dǎo)電性、低的導(dǎo)熱性，適合于生產(chǎn)不希望熱散失的閥門(mén)、連接件及相關(guān)部件等。2、合金可滿足焊接對(duì)熔點(diǎn)和表面活化的要求，適合于需要硬釬焊的場(chǎng)合，例如制冷用電磁四通換向閥。3、優(yōu)良的切削性能、良好的力學(xué)性能和冷熱加工性能，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。具體實(shí)施方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例16合金在中頻電爐熔煉，鐵模澆注成470mm的鑄錠，把鑄錠車皮到小60mm，然后熱擠壓成4)12.5mm的擠壓坯料，測(cè)試力學(xué)性能、熔點(diǎn)。擠壓坯拉伸到4>12.0mm后用電橋法測(cè)試電阻，換算成導(dǎo)電率，并測(cè)試切削性能。擠壓坯經(jīng)15%的拉伸變形，然后測(cè)試力學(xué)性能。測(cè)試結(jié)果列于表l、表2。表l本發(fā)明實(shí)施例16及對(duì)比合金化學(xué)成分、熔點(diǎn)、導(dǎo)電率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2實(shí)施例1合金力學(xué)性能、切削力測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，本發(fā)明合金和對(duì)比合金比較，導(dǎo)電率明顯降低。力學(xué)性能、切削性能差異不大。實(shí)施例7半連續(xù)鑄造4)170mm的鑄錠，經(jīng)熱擠壓、冷加工成R12X19X7mm的D型棒材，試驗(yàn)合金成分及物理性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。表3實(shí)施例7合金成分及物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>D型棒材經(jīng)鉆孔制成四通闊座坯料，在釬焊生產(chǎn)線上進(jìn)行釬焊，釬焊工藝和對(duì)比樣品相同，然后進(jìn)行釬焊效果檢査，試驗(yàn)30只，有l(wèi)只出現(xiàn)熔化跡象，其余良好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，上述合金基本滿足釬焊要求，若稍降低焊接溫度，就可以完全滿足釬焊要求。釬悍后進(jìn)行拉削，拉削表面良好，拉削產(chǎn)生的銅沬與對(duì)比料批量品的相同，滿足批量生產(chǎn)的要求。實(shí)施例8半連續(xù)鑄造cM70mm的鑄錠，經(jīng)熱擠壓、冷加工成R12X19X7mm的D型棒材，試驗(yàn)合金成分及物理性能測(cè)試結(jié)果列于表4。表4實(shí)施例8合金成分及物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>D型棒材經(jīng)鉆孔制成四通閥座坯料，在釬焊生產(chǎn)線上進(jìn)行釬焊，釬焊工藝和對(duì)比樣品相同，然后進(jìn)行釬焊效果檢査，試驗(yàn)30只，無(wú)熔化現(xiàn)象，結(jié)果良好。釬焊后進(jìn)行拉削，拉削表面良好，拉削產(chǎn)生的銅沫與對(duì)比料批量品的相同，滿足批量生產(chǎn)的要求。以上實(shí)施例是對(duì)專利的說(shuō)明和進(jìn)一步解釋，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利保護(hù)范圍，所做的任何修改，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，其特征在于重量百分比組成為Cu56-62％，Mn2.5-6.9％，Pb0.7-3.5％，P0.005-0.2％，雜質(zhì)≤0.9％，余量為Zn。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，其特征在于重量百分比組成為Cu57.5-60.5%，Mn3.5-5.5%,Pb2.5-3.5%，P0.01-0.1%，雜質(zhì)《0.9%，余量為Zn。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，其特征在于所述雜質(zhì)中Sn《0.1%、Si《0.1%、Fe《0.3%。全文摘要本發(fā)明涉及一種低導(dǎo)電和低導(dǎo)熱的易切削黃銅合金，其特征在于重量百分比組成為Cu56-62％，Mn2.5-6.9％，Pb0.7-3.5％，P0.005-0.2％，雜質(zhì)≤0.9％，余量為Zn。該合金具有低的導(dǎo)電性和低的導(dǎo)熱性及優(yōu)良的切削性能，良好的力學(xué)性能和硬釬焊性能，適合于生產(chǎn)不希望熱散失的閥門(mén)、連接件及相關(guān)部件等，特別適合于需要硬釬焊的場(chǎng)合，例如制冷用電磁四通換向閥。文檔編號(hào)C22C9/04GK101230430SQ20081005963公開(kāi)日2008年7月30日申請(qǐng)日期2008年1月28日優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日發(fā)明者吳祖鬧,兒張,明張,明沈,郭淑梅申請(qǐng)人:寧波博威集團(tuán)有限公司