一種高錳黃銅合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種高錳黃銅合金材料：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：錳11.5-11.9、鋁2.1-2.3、鎳11.3-11.5、鋅23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量為銅。本發(fā)明合金含有錳具有優(yōu)良的切削加工性能，可替代鉛黃銅，而且綜合機械性能良好，強度較高，韌性好,耐腐蝕,可冷熱加工成型,可用于精密零件制造。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種高錳黃銅合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬合金材料的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種高錳黃銅合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅因其良好的導(dǎo)電性，可塑性，耐腐蝕性，應(yīng)用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、硅、鉛等元素，可以改善銅的性能，用于不同的場所。目前我國現(xiàn)有的銅合金仍存在一些問題，如合金內(nèi)含有大量雜質(zhì)元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系數(shù)大，使用壽命短；導(dǎo)電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質(zhì)量重，施工困難；還不能滿足市場要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高錳黃銅合金材料及其制備方法，該銅合金材料具有易切削、機械性能好、耐腐蝕的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高錳黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:錳
11.5-11.9、鋁 2.1-2.3、鎳 11.3-11.5、鋅 23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量為銅。 [0005]所述的高錳黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準備純銅與廢銅按1:0.5-1比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鋅；(2)鎳、Sn;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為17-21分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以240_250°C /小時速率升溫至330_340°C，保溫50-60分鐘，再以240-250°C /小時速率升溫至570_580°C，保溫1_2小時；再以240_250°C /小時速率降溫至330-340°C，再以220-230°C /小時速率降溫至80-100°C，保溫1_2小時；再以240-250°C /小時速率升溫至360-380°C，保溫1_2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至260_280°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:碳酸鈣粉4-5、鋁礬土 2.1-2.5、樹木灰燼1-2、納米二氧化硅1-2、明礬2-3、玉石粉3-4、電石粉4-5、氟鈦酸鉀2_3、四硼酸鈉1_2、Bi2O3 2-3 ;其制備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化硅、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明合金含有錳具有優(yōu)良的切削加工性能，可替代鉛黃銅，而且綜合機械性能良好，強度較高，韌性好，耐腐蝕，可冷熱加工成型，可用于精密零件制造。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【具體實施方式】
[0009]一種高錳黃銅合金材料:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:錳
11.5-11.9、鋁 2.1-2.3、鎳 11.3-11.5、鋅 23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量為銅。
[0010]所述的高錳黃銅合金材料的生產(chǎn)方法如下:
(1)、準備純銅與廢銅按1:0.7比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鋅；(2)鎳、Sn; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為19分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以245°C /小時速率升溫至335°C，保溫55分鐘，再以245°C /小時速率升溫至575°C，保溫1.5小時；再以245°C /小時速率降溫至335°C，再以225°C /小時速率降溫至90°C，保溫1.6小時；再以245°C /小時速率升溫至370°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至110°C，保溫1.5小時；再以205°C /小時速率升溫至270°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:碳酸鈣粉5、鋁礬土 2.1、樹木灰燼1、納米二氧化硅2、明礬2、玉石粉4、電石粉4、氟鈦酸鉀3、四硼酸鈉2、Bi2O3 2 ;其制備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化硅、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0013] 本實施例高錳黃銅合金材料，抗拉強度6 b為498Mpa，屈服強度480MPa，硬度值HB為138，導(dǎo)電率％IACS63，軟化溫度610°C，20°C延伸率12.6%。
【權(quán)利要求】
1.一種高錳黃銅合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:錳 11.5-11.9、鋁 2.1-2.3、鎳 11.3-11.5、鋅 23.5-23.9、Sn3.2-3.4、余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高錳黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準備純銅與廢銅按1:0.5-1比例作為銅基質(zhì)來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)鋅；(2)鎳、Sn;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為17-21分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高錳黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以240-250°C /小時速率升溫至330-340°C，保溫50-60分鐘，再以240-2500C /小時速率升溫至570-580°C，保溫1_2小時；再以240_250°C /小時速率降溫至330-340°C，再以220-2300C /小時速率降溫至80-100。。，保溫1-2小時；再以240-250°C /小時速率升溫至360-380°C，保溫1-2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至260-280°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高錳黃銅合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:碳酸鈣粉4-5、鋁礬土 2.1-2.5、樹木灰燼1-2、納米二氧化硅1-2、明礬2-3、玉石粉3-4、電石粉4-5、氟鈦酸鉀2-3、四硼酸鈉1-2、Bi2O3 2-3 ;其制備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化硅、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-30000C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干 ，與其它成分合并混合均勻即得。
【文檔編號】C22C9/04GK104032171SQ201410197486
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陳大軍 申請人:蚌埠市宏威濾清器有限公司