專利名稱：新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝。
背景技術：
傳統(tǒng)黃銅合金是在合金中加入了鉛為代表的低熔點元素，從而使合金具有優(yōu)良的 易切削性能和較高的強度及塑性。 一般認為黃銅的切削性是隨著鉛的增加而改善的，在大 約含3%的鉛最為有效。由于鉛黃銅具有極好的切削性能，它廣泛地被應用于多種制造行業(yè) 中，如水管件、鐘表、制鎖、電器、通訊、打火機、玩具以及交通、農(nóng)用等較大型機械及精密切 削加工的各種小零件等，但是鉛黃銅中含有對人體有極大危害的重金屬——鉛，雖其含量 不高，但其排放絕對量已非小數(shù)，對人的健康存在潛在的威脅。 對環(huán)境保護意識不斷增強，人們對面向新世紀的綠色工程材料的祈求越加迫切和 實際，因此含鉛銅合金的應用受到國內外各國環(huán)保政策的限制。以無毒或低毒害物質代替 鉛，是減少鉛污染的主要途徑。為了減少多種制造業(yè)中鉛黃銅報廢后丟棄對環(huán)境造成的污 染，必須采用不含鉛的易切削黃銅。但是不含鉛的一般黃銅，其切削性能極差，不適滿足精 密機械加工的要求。無鉛易切削黃銅就是通過改良黃銅中的成分組成，適當加入其它少量 無毒害的元素代替鉛的功能，使其達到易切削的目的，即滿足工業(yè)上的需要又保護了生態(tài) 環(huán)境。目前國內外研發(fā)的無鉛環(huán)保黃銅合金主要是在銅中加入碲、鉍、銻等元素，但存在下 列問題碲、鉍、銻等元素均為稀貴元素，資源有限，很難形成產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)以替代大量使 用的鉛黃銅；加鉍、銻黃銅加工性能不良，因此成材率很低，提高了材料成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對上述鉛黃銅存在的鉛污染的問題，，提供一種無污染，而機 械性能和切削性能優(yōu)良的銅、鋅、硅、磷合金系的黃銅合金材料及其制作工藝。
為了達到上述目的，本發(fā)明主要是采用以下技術方案來完成的。
本發(fā)明采用的黃銅合金成份為Cu-Zn-Si-P合金系。
本發(fā)明的黃銅合金材料的配方是銅75%，硅3%，磷0. 1%，鋅21.9%。
本發(fā)明的主要生產(chǎn)工藝為開發(fā)新型環(huán)保銅合金材料配方——研發(fā)有芯工頻真空 感應爐熔煉銅、鋅、硅、磷合金系的環(huán)保型黃銅合金材料熔鑄加工技術_ —生產(chǎn)加工技術工 藝_ —產(chǎn)品性能、金相組織研究、導電率測定_ —成品入庫。 1、采用有芯工頻真空感應爐熔煉銅、鋅、硅、磷合金系的黃銅合金材料。為了保證 熔化體化學元素成份的均勻、穩(wěn)定，采用有芯工頻真空感應爐具有熔體攪拌功能強，功率因 數(shù)高的特點，有利于銅合金材料的均勻性。由于合金中熔點不同，因此在熔煉過程中，準確 控制合金元素的加入，本發(fā)明采用中間合金加入方式，同時確定合金元素的燒損補償量，保 證熔體化學成份的均勻、穩(wěn)定。 2、環(huán)保型生產(chǎn)加工技術工藝。本工藝包括半連續(xù)鑄錠_ —油壓機熱擠壓棒型坯 料_ —多次冷拉伸_ —保護氣氛下時效。環(huán)保銅合金材料的合金成分配比及熔鑄的關健工藝步驟，采用半連續(xù)鑄錠，減少熱處理過程，油壓機熱擠壓棒型坯料，采用真空保護性退火，
取消酸洗工藝，多次冷拉伸，保護氣氛下時效，達到生產(chǎn)工藝技術的無污染。 3、控制強化相的形成。在銅合金中有比例地加入硅、磷，使之與基體相互間具有強
烈化合作用，形成以P相為主要相結構，防止Y相出現(xiàn)的復雜黃銅，使其具有可與傳統(tǒng)鉛
黃銅同樣的高強度能力?？刂坪辖鹨浊邢飨嗟男纬伞１景l(fā)明通過改變硅、磷的加入量，使之
在晶體組織中產(chǎn)生有類似于鉛的微小彌散質點，使這種質點能夠均勻分布起斷削作用，從
而達到易切削的性能。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下明顯的優(yōu)點和進步。(1)本發(fā)明通過對合金配方 的全新設計，利用硅黃銅和磷銅各自優(yōu)異的性能將二者合二為一，加入資源豐富、價格抵廉 的硅、磷元素，得到與添加鉍、銻等有色金屬性能相同或優(yōu)于的合金，合金材料大幅度降低， 經(jīng)濟可行性極佳。同時合金不會產(chǎn)生對人體和環(huán)境有害的污染。(2)本發(fā)明采用P、Si為主 要添加劑的易切削環(huán)保黃銅合金材料，具有高性能、環(huán)保、易切削的特性，徹底改變了我國 現(xiàn)有的切削用鉛黃銅和以碲、鉍、銻等稀有金屬做為添加元素的易切削黃銅的產(chǎn)品局面，產(chǎn) 品中不含鉛，并以資源豐富的P、 Si為主要添加元素，產(chǎn)品具有銅合金材料所應有的強度、 耐磨、耐蝕等特性。更重要的是。新型環(huán)保黃銅合金材料及其制品長期使用不會污染水質 和危害人體健康。 本發(fā)明適用于生產(chǎn)新型環(huán)保黃銅合金材料。
權利要求
一種新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝，其特征在于黃銅合金材料的配方是銅75％，硅3％，磷0.1％，鋅21.9％。
2. 根據(jù)權利要求1所述的新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝，其特征在于主要生產(chǎn)工藝為用新型環(huán)保銅合金材料配方——采用有芯工頻真空感應爐熔煉銅、鋅、硅、磷合金 系的環(huán)保型黃銅合金材料熔鑄加工技術_ —生產(chǎn)加工技術工藝_ —產(chǎn)品性能、金相組織研 究、導電率測定_ —成品入庫。
3. 根據(jù)權利要求2所述的新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝，其特征在于所述的熔鑄加工技術是采用有芯工頻真空感應爐具，在熔煉過程中，準確控制合金元素的加入，采用 中間合金加入方式，同時確定合金元素的燒損補償量，保證熔體化學成份的均勻、穩(wěn)定。
4. 根據(jù)權利要求2所述的新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝，其特征在于其生產(chǎn)加工技術工藝包括半連續(xù)鑄錠-—減少熱處理過程，油壓機熱擠壓棒型坯料-—采用真空保護性退火，取消酸洗工藝，多次冷拉伸-—保護氣氛下時效。
5. 根據(jù)權利要求2所述的新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝，其特征在于控制強化相的形成，在銅合金中有比例地加入硅、磷，使之與基體相互間具有強烈化合作用，形成以P相為主要相結構，防止Y相出現(xiàn)的復雜黃銅，通過改變硅、磷的加入量，使之在晶體組織中產(chǎn)生有類似于鉛的微小彌散質點，使這種質點能夠均勻分布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型環(huán)保黃銅合金材料及其制作工藝，本發(fā)明的黃銅合金材料的配方是銅75％，硅3％，磷0.1％，鋅21.9％。本發(fā)明的主要生產(chǎn)工藝為用新型環(huán)保銅合金材料配方——采用有芯工頻真空感應爐熔煉銅、鋅、硅、磷合金系的環(huán)保型黃銅合金材料熔鑄加工技術→生產(chǎn)加工技術工藝→產(chǎn)品性能、金相組織研究、導電率測定→成品入庫。在熔煉過程中，準確控制合金元素的加入，用中間合金加入方式，確定合金元素的燒損補償量，保證熔體化學成份。生產(chǎn)加工技術工藝半連續(xù)鑄錠→油壓機熱擠壓棒型坯料→多次冷拉伸→保護氣氛下時效。控制強化相的形成。形成以β相為主要相結構，防止γ相出現(xiàn)的復雜黃銅。本發(fā)明適用于生產(chǎn)黃銅合金材料。
文檔編號C22C9/04GK101748310SQ20081016257
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權日2008年12月4日
發(fā)明者戚建萍 申請人:浙江宏天銅業(yè)有限公司