抗脫鋅易切削黃銅棒及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種力學(xué)性能優(yōu)異、致密度高、切削性能好的抗脫鋅易切削黃銅棒及其生產(chǎn)方法，包括將下述質(zhì)量百分比的原料Cu60～66％、Bi0.1～0.6％、Sn0.1～0.5％、Fe0.02～0.07％、Al0.2～0.8％、變質(zhì)劑<0.0038％、Si0.2～0.3％、Ni<0.15％、Pb<0.15％、砷銅合金0.08～0.18％、其余為Zn及總量不大于0.5%的雜質(zhì)熔鑄擠壓實(shí)心黃銅錠的步驟及將黃銅錠擠壓成銅棒的步驟。
【專利說明】
抗脫巧易切削黃銅棒及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種水暖衛(wèi)浴零部件及生產(chǎn)方法，特別設(shè)及一種抗脫鋒易切削黃銅棒 及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛黃銅具有優(yōu)良的冷熱加工性能、極好的切削性能和自潤滑等特點(diǎn)，能滿足各種 形狀零部件的鑄造、鍛造、機(jī)加工、拋光等工藝，因此鉛黃銅被廣泛應(yīng)用于電子電訊、家電、 航天航空、汽車、五金裝飾、船舶制造W及衛(wèi)浴水暖等行業(yè)?，F(xiàn)有的低鉛環(huán)保引鑄黃銅棒表 面質(zhì)量差，不易拋光電鍛，加工難度大，切削加工中很容易開裂，沖壓成型中更易開裂，且抗 脫鋒、耐腐蝕性能不好，因此大部分生產(chǎn)廠家不得不沿用含鉛的黃銅棒來生產(chǎn)復(fù)雜零部件， 運(yùn)種鉛黃銅棒具有良好的切削性能，應(yīng)用于五金制品、自行車、制筆、電子、電池、家用電器、 通訊、鐘表等各行各業(yè)。但鉛是對人體危害相對較大的重金屬之一，而且鉛排入環(huán)境不易除 去，并在環(huán)境中積累起來，極易對生物和人體產(chǎn)生一定的毒性作用，特別是對兒童的腦神經(jīng) 和腎功能造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，嚴(yán)重的會(huì)造成血鉛、腦鉛中毒、智力遲純、癡呆、好動(dòng)等不良 后果。因此現(xiàn)在國內(nèi)外都在致力于無鉛銅棒的開發(fā)應(yīng)用。
[0003] 目前，我國市場上替代鉛黃銅的無鉛環(huán)保黃銅使用量相對較多的主要有祕黃銅和 娃黃銅。祕黃銅的切削性能比較接近鉛黃銅，但祕黃銅卻存在明顯的缺點(diǎn)，即對冷卻速度有 很高的敏感性，容易造成開裂，另一方面無鉛祕黃銅焊接性能差，因此給零部件加工帶來難 度，運(yùn)是因?yàn)榈z黃銅在300~450°C (中溫)之間有很嚴(yán)重的熱脆現(xiàn)象，在運(yùn)一溫度段的焊接 頭很容易開裂，其可靠性很值得懷疑；同時(shí)無鉛祕黃銅在后續(xù)金屬切削加工時(shí)，如果冷卻不 好也容易產(chǎn)生熱裂，所W祕黃銅很難獲得廣泛的推廣和使用。作為鉛黃銅另一種替代品的 娃黃銅，其優(yōu)點(diǎn)是熱加工性能好，可焊性好，也有優(yōu)良的抗脫鋒性能和抗應(yīng)力腐蝕性能，但 切削性能與祕黃銅相差較多，冷加工效率低，切削時(shí)刀具易磨損;該無鉛娃黃銅，其中的銅 添加量較高，一般達(dá)73~77%左右，甚至更高至79~83%，因此，原料成本也比祕黃銅高得 多。
[0004] 中國專利號為化:201110006965.8公開一種無鉛易切削耐腐蝕娃祕黃銅合金，該 合金由W下質(zhì)量百分比的各組分組成：Cu60.0%~65.0%，Si0.6%~1.8%，Bi0.2%~ 1.5%，410.02%~0.5%，化+]?11+511<1.5%，銅姉合金0.01%~0.5%，80.002%~0.02%， 其余為鋒及總量不大于0.5%的雜質(zhì)。該專利研究人員在含有娃元素的黃銅基體中添加祕， W改善黃銅的切削性能、熱加工性能和抗應(yīng)力腐蝕性能，防止材料力腐蝕的開裂。但是，上 述專利為了顯著改善基體的切削性能，其成分中娃含量都在〇.4%W上，導(dǎo)致材料硬度顯著 增大，嚴(yán)重降低基體的切削性能，影響材料的使用性能，另外，上述專利加入含量>0.6%的 Bi,不僅浪費(fèi)材料成本容易形成不連續(xù)點(diǎn)狀分布在基體中，容易引起熱脆，影響材料的整體 性能。另外，用上述專利的娃祕黃銅合金引鑄的黃銅棒抗脫鋒耐腐蝕性能不好，不能滿足衛(wèi) 浴銅制品的要求，基于此現(xiàn)狀，本公司開展了對抗脫鋒無鉛易切削黃銅棒的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提出一種力學(xué)性能優(yōu)異、致密度高、切削性能好的抗脫鋒易 切削黃銅棒及其生產(chǎn)方法。
[0006] 為解決此技術(shù)問題，本發(fā)明采取W下方案:抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質(zhì)量百分 比的原料組成： Cu60 ~66%、810.1~0.6%、5110.1~0.5%、化0.02~0.07%、410.2~0.8%、變質(zhì)劑< 0.0038%、510.2~0.3%、化<0.15%、？6<0.15%、神銅合金0.08~0.18%、其余為化及總量 不大于0.5%的雜質(zhì)。
[0007] 進(jìn)一步改進(jìn)的是：由下述質(zhì)量百分比的原料組成：Cu61.215%、Bi0.321%、 8110.157%、尸60.02%、410.568%、變質(zhì)劑0.0036%、510.27%、化0.12%、？60.061%、神銅 合金0.095%、Zn37.13%及總量0.0394%的雜質(zhì)。
[000引進(jìn)一步改進(jìn)的是：由下述質(zhì)量百分比的原料組成：Cu60. 12%、Bi0.365%、 8110.138%、尸60.031%、410.562%、變質(zhì)劑0.0025%、510.21%、化0.012%、？60.125%、神 銅合金0.15%、Zn38.28%及0.0045%的雜質(zhì)。
[0009] 進(jìn)一步改進(jìn)的是：由下述質(zhì)量百分比的原料組成：Cu60.04%、Bi0.348%、 8110.137%、尸60.032%、410.560%、變質(zhì)劑0.0034%、510.23%、化0.007%、？60.122%、神 銅合金0.17%、Zn38.35%及總量不大于0.0006%的雜質(zhì)。
[0010] 進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述變質(zhì)劑為棚元素。
[0011] 基于同一發(fā)明構(gòu)思本發(fā)明還提供一種抗脫鋒易切削黃銅棒的生產(chǎn)方法，包括引鑄 擠壓實(shí)屯、引鑄棒的步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實(shí)屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入100~150Kg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原 料的20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、Pb及化，因此后續(xù)制備工藝中無需加入，如果后續(xù)爐 前取樣檢測成分發(fā)現(xiàn)Fe含量不在0.02~0.07 %比例范圍內(nèi)的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡 化含量，將已敲碎的粒度控制在2cm內(nèi)的工業(yè)娃，裝入合適直徑的銅管內(nèi)，分成若干份，置于 相蝸底部的銅屑上，再加入200~300kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，最后 在表面覆蓋上厚度為3~5cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業(yè)娃等原料充分溶解； 2) 繼續(xù)加入余量無鉛娃黃銅屑，充分?jǐn)埌璩砂肜尤跔顟B(tài)后，在低溫狀態(tài)下依次加入占 上述總原料37~39%的0#鋒、0.1~0.5%的錫錠、0.1~0.6%的祕錠； 3) 加入占總原料60~66%的電解銅，當(dāng)電解銅溶解3/4后，加入預(yù)熱好的占總原料0.2~ 0.8%侶錠，借助合金化過程中產(chǎn)生大量熱量來促進(jìn)余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分?jǐn)埌?，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.003~0.006%; 5) 當(dāng)全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態(tài)，靜置10~15分鐘后，取樣進(jìn)行成分分析， 根據(jù)成分測試結(jié)果，重新調(diào)整銅液成分，如果測出Fe元素成分占總原料比例不在0.02~ 0.07%范圍內(nèi)的話，則需要用銅鐵合金進(jìn)行微量補(bǔ)償，而其他主要元素都W純金屬進(jìn)行補(bǔ) 料，直至滿足成分要求為止，繼而化渣圉取光杯，判斷烙體的流動(dòng)性； 6 )再次升溫至噴火狀態(tài)，靜置5~9min，使得雜質(zhì)上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.08~0.18%的神銅合金和加入占總原料總量不大于 0.0038%的B元素變質(zhì)細(xì)化劑，充分?jǐn)埌?~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進(jìn)行拋光并進(jìn)行結(jié)晶分析，若拋光面雜質(zhì)點(diǎn)數(shù)和結(jié)晶組織形態(tài)兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續(xù)做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結(jié)晶器安裝到 保溫爐上，安裝時(shí)，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機(jī)水平； 10) 最后用牽引機(jī)開始引鑄，開始引鑄前應(yīng)將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業(yè)電 壓為250~300V電壓，同時(shí)給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s，準(zhǔn)備工作做好后開始引 棒，因研始引棒時(shí)牽引機(jī)速度調(diào)慢至40~60mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到 180~240V，調(diào)整牽引機(jī)速度調(diào)至60~80mm/min，并打開冷卻水開關(guān)，水量為5.化/s，引棒長 度達(dá)到一米W上可將拉速調(diào)整到工藝要求的速度80~lOOmm/min，待引棒正常后，將牽引機(jī) 同步銀調(diào)整到需要銀切的長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0012] 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內(nèi)并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓?？琢鞒?，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。
[0013] 進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述步驟5)中噴火的溫度為1000~1150°C。
[0014] 進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述擠壓裝置包括擠壓筒、擠壓模及擠壓軸，所述擠壓筒內(nèi)具有 可容置被擠壓制品的擠壓孔，所述擠壓軸設(shè)于擠壓孔的一端，所述擠壓模固設(shè)于擠壓筒遠(yuǎn) 離擠壓軸的那一端，所述擠壓模上設(shè)有可將被擠壓制品擠出的擠壓?？祝鰯D壓軸的自 由端與推壓驅(qū)動(dòng)裝置相連動(dòng)并通過推壓驅(qū)動(dòng)裝置可同時(shí)前進(jìn)或后退。
[0015] 進(jìn)一步改進(jìn)的是:所述擠壓筒的擠壓孔內(nèi)位于擠壓軸的前端還設(shè)有擠壓墊片。
[0016] 通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用特定的成分、特定的配 比、特定的制備方法制備無鉛易切削銅錠的生產(chǎn)方法，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制各原料的添 加順序，避免各原料有效成分的燒損，配方中的娃含量在〇.3%W下，在該成分含量的配比 中，祕含量為0.1~0.6%，不僅顯著改善了基體的切削性能，也不會(huì)導(dǎo)致材料硬度顯著變大， 在減少祕材料成本的同時(shí)還避免了過多的祕在基體中形成不連續(xù)點(diǎn)狀分布的現(xiàn)象，熱脆， 影響材料的整體性能的缺陷，與現(xiàn)有技術(shù)相比，除了有較好性價(jià)比外，還同時(shí)兼?zhèn)涞z黃銅和 娃黃銅的優(yōu)點(diǎn)，而相對而言又克服了它們的缺點(diǎn)。通過選擇最適當(dāng)?shù)奶砑恿縒得到累積效 果，確保合金材料有優(yōu)良的切削性能，抗腐蝕性能，冷熱加工性能和力學(xué)性能。與現(xiàn)有的祕 黃銅、鉛黃銅、娃黃銅相比是一種綜合性能較好的易切削材料。且本發(fā)明娃祕黃銅顯著降低 鉛對人體的危害，娃在黃銅中的鋒當(dāng)量為10~12,其添加量應(yīng)該W保留皿和片相，并出現(xiàn)少 量的r相為宜，運(yùn)樣有利于在基體中形成彌散質(zhì)點(diǎn)，提高產(chǎn)品的易切削性能。
[0017] 生產(chǎn)中加入適宜的Fe元素對于細(xì)化劑的形核作用起到積極作用；含量過低，細(xì)化 效果不明顯，含量過高，容易引起硬質(zhì)點(diǎn)增生，影響拋光質(zhì)量，所W控制其含量為0.02~ 0.08〇/〇。
[0018] 本發(fā)明所使用的B變質(zhì)細(xì)化劑，可消除粗大柱狀晶，顯著細(xì)化晶粒，并且消除裂紋、 麻點(diǎn)、氣孔等現(xiàn)象。在工頻爐中添加棚元素變質(zhì)細(xì)化劑的同時(shí)還加入了神銅合金，能有效地 抑制黃銅棒在使用中的脫鋒和被腐蝕。脫鋒是沿著晶體內(nèi)部的滲流通道，W雙空位擴(kuò)散的 方式進(jìn)行;雙空位主要是在腐蝕過程中產(chǎn)生的。在神、棚均加的黃銅管中，棚與神按原子比 I: I即WAs-B對的方式占據(jù)雙空位，或擴(kuò)散至腐蝕后產(chǎn)生的雙空位處，運(yùn)樣雙空位就被As 一 B對完全填充，從而阻斷了滲流通道，因此，在生產(chǎn)抗脫鋒耐蝕性黃銅管時(shí)，需要同時(shí)加入 微量的棚和神。
【附圖說明】
[0019] 圖1為HPb59-l鉛黃銅斷屑圖； 圖2為本發(fā)明無鉛易切削黃銅斷屑圖； 圖3是普通娃黃銅末變質(zhì)組織圖； 圖4是普通娃黃銅變質(zhì)組織圖； 圖5是抗脫鋒易切削黃銅棒變質(zhì)組織圖。
[0020] 圖6本發(fā)明擠壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]現(xiàn)結(jié)合和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0022] 實(shí)施例一； 本發(fā)明實(shí)施例一公開一種抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質(zhì)量百分比的原料組成： 加61.215%、810.321%、5110.157%、尸60.02%、410.568%、棚元素0.0036%、510.27%、 NiO. 12%、Pb0.0 61 %、神銅合金0.095%、Zn37.13%及總量0.0394%的雜質(zhì)。
[0023] 上述原料配比生產(chǎn)抗脫鋒易切削黃銅棒的生產(chǎn)方法，包括引鑄擠壓實(shí)屯、引鑄棒的 步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實(shí)屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入IOOKg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原料的 20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、饑及Fe,因此后續(xù)制備工藝中無需加入，如果后續(xù)爐前取 樣檢測成分發(fā)現(xiàn)化含量不是占總原料的0.02%的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡化含量，將已 敲碎的粒度控制在2cm內(nèi)的工業(yè)娃，裝入合適直徑的銅管內(nèi)，分成若干份，置于相蝸底部的 銅屑上，再加入200kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，此處的烙煉清渣劑直接 采購上海旺南金屬烙劑有限公司的產(chǎn)品，為公知產(chǎn)品，運(yùn)里不做詳細(xì)說明，最后在表面覆蓋 上厚度為3cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業(yè)娃等原料充分溶解； 2) 繼續(xù)加入余量無鉛娃黃銅屑，充分?jǐn)埌璩砂肜尤跔顟B(tài)后，在低溫狀態(tài)下依次加入占 上述總原料37.13%的0#鋒、0.157%的錫錠、0.321%的祕錠； 3 )加入占總原料61.215 %的電解銅，當(dāng)電解銅溶解3 / 4后，加入預(yù)熱好的占總原料 0.568%侶錠，借助合金化過程中產(chǎn)生大量熱量來促進(jìn)余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分?jǐn)埌?，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.003%; 5) 當(dāng)全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態(tài)，噴火的溫度為1000°C，靜置10~15分鐘 后，取樣進(jìn)行成分分析，根據(jù)成分測試結(jié)果，重新調(diào)整銅液成分，如果測出Fe含量不是占總 原料的0.02%的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡化含量，則需要用銅鐵合金進(jìn)行微量補(bǔ)償，而 其他主要元素都W純金屬進(jìn)行補(bǔ)料，直至滿足成分要求為止，繼而化渣圉取光杯，判斷烙體 的流動(dòng)性； 6 )再次升溫至噴火狀態(tài)，靜置5min，使得雜質(zhì)上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.095 %的神銅合金和加入占總原料0.0036%的B元素變 質(zhì)細(xì)化劑，充分?jǐn)埌?~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進(jìn)行拋光并進(jìn)行結(jié)晶分析，若拋光面雜質(zhì)點(diǎn)數(shù)和結(jié)晶組織形態(tài)兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續(xù)做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結(jié)晶器安裝到 保溫爐上，安裝時(shí)，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機(jī)水平； 10) 最后用牽引機(jī)開始引鑄，開始引鑄前應(yīng)將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業(yè)電 壓為250V電壓，同時(shí)給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s,準(zhǔn)備工作做好后開始引棒，巧U 開始引棒時(shí)牽引機(jī)速度調(diào)慢至40mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到180V，調(diào)整 牽引機(jī)速度調(diào)至60mm/min，并打開冷卻水開關(guān)，水量為5.化/s,引棒長度達(dá)到一米W上可將 拉速調(diào)整到工藝要求的速度80mm/min，待引棒正常后，將牽引機(jī)同步銀調(diào)整到需要銀切的 長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0024] 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內(nèi)并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓?？琢鞒?，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。
[0025] 如圖6,所述擠壓裝置包括擠壓筒1、擠壓模2及擠壓軸3,所述擠壓筒1內(nèi)具有可容 置被擠壓制品的擠壓孔11，所述擠壓軸3設(shè)于擠壓孔11的一端，所述擠壓模2固設(shè)于擠壓筒1 遠(yuǎn)離擠壓軸3的那一端，所述擠壓模2上設(shè)有可將被擠壓制品擠出的擠壓?？?1，所述擠壓 筒1的擠壓孔內(nèi)位于擠壓軸的前端還設(shè)有擠壓墊片4,所述擠壓軸的自由端與推壓驅(qū)動(dòng)裝置 相連動(dòng)并通過推壓驅(qū)動(dòng)裝置可同時(shí)前進(jìn)或后退。需要說明的是被擠壓銅錠需加熱至720°C ~760°C。
[0026] 本發(fā)明采用特定的成分、特定的配比、特定的制備方法制備無鉛易切削銅錠的生 產(chǎn)方法，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制各原料的添加順序，避免各原料有效成分的燒損，配方中的 娃含量在〇.3%W下，在該成分含量的配比中，祕含量為0.^0.6%，不僅顯著改善了基體的切 削性能，也不會(huì)導(dǎo)致材料硬度顯著變大，在減少祕材料成本的同時(shí)還避免了過多的祕在基 體中形成不連續(xù)點(diǎn)狀分布的現(xiàn)象，熱脆，影響材料的整體性能的缺陷，與現(xiàn)有技術(shù)相比，除 了有較好性價(jià)比外，還同時(shí)兼?zhèn)涞z黃銅和娃黃銅的優(yōu)點(diǎn)，而相對而言又克服了它們的缺點(diǎn)。 通過選擇最適當(dāng)?shù)奶砑恿縒得到累積效果，確保合金材料有優(yōu)良的切削性能，抗腐蝕性能， 冷熱加工性能和力學(xué)性能。與現(xiàn)有的祕黃銅、鉛黃銅、娃黃銅相比是一種綜合性能較好的易 切削材料。且本發(fā)明娃祕黃銅顯著降低鉛對人體的危害，娃在黃銅中的鋒當(dāng)量為10~12,其 添加量應(yīng)該W保留?和片相，并出現(xiàn)少量的:：r相為宜，運(yùn)樣有利于在基體中形成彌散質(zhì)點(diǎn)， 提高產(chǎn)品的易切削性能。
[0027] 生產(chǎn)中加入適宜的Fe元素對于細(xì)化劑的形核作用起到積極作用；含量過低，細(xì)化 效果不明顯，含量過高，容易引起硬質(zhì)點(diǎn)增生，影響拋光質(zhì)量，所W控制其含量為0.02~ 0.08〇/〇。
[0028] 本發(fā)明所使用的B變質(zhì)細(xì)化劑，可消除粗大柱狀晶，顯著細(xì)化晶粒，并且消除裂紋、 麻點(diǎn)、氣孔等現(xiàn)象。在工頻爐中添加棚元素變質(zhì)細(xì)化劑的同時(shí)還加入了神銅合金，能有效地 抑制黃銅棒在使用中的脫鋒和被腐蝕。脫鋒是沿著晶體內(nèi)部的滲流通道，W雙空位擴(kuò)散的 方式進(jìn)行;雙空位主要是在腐蝕過程中產(chǎn)生的。在神、棚均加的黃銅管中，棚與神按原子比 1:1即WAs-B對的方式占據(jù)雙空位，或擴(kuò)散至腐蝕后產(chǎn)生的雙空位處，運(yùn)樣雙空位就被As 一 B對完全填充，從而阻斷了滲流通道，因此，在生產(chǎn)抗脫鋒耐蝕性黃銅管時(shí)，需要同時(shí)加入 微量的棚和神。
[0029] 祕和鉛一樣都是在烙融狀態(tài)下和銅無限互溶，但在固態(tài)時(shí)卻幾乎不固溶的元素。 祕脆且烙點(diǎn)較低，在合金中形成脆而不硬的彌散小質(zhì)點(diǎn)，因此祕的存在可W視為合金基體 中產(chǎn)生的微小空間，從而割斷了基體的連續(xù)性，加上黃銅基體中存在片相和微量的r相，兩 者都能夠成為應(yīng)力集中源，產(chǎn)生所謂的"切口效應(yīng)"，構(gòu)成許多弱化微區(qū)，改善切削性能。從 圖1可W看出：HPb59-l銅屑形狀為細(xì)碎的長針狀，如圖2,而無鉛易切削黃銅斷屑除了有細(xì) 碎的長針狀，還有一部分是小片狀和螺旋狀，整體切削力不大，加工表面光滑，滿足要求。
[0030] 本發(fā)明的橫截面硬質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)滿足0級要求(個(gè)數(shù)<1)。
[0031] 圖3、圖4和圖5為娃黃銅和娃祕黃銅的結(jié)晶組織。從圖3可見，未經(jīng)過變質(zhì)的娃黃銅 (娃含量0.3~0.6,無祕元素)邊緣呈現(xiàn)出粗大的柱狀晶，中部為明顯的粗晶形態(tài)，運(yùn)種組織 形態(tài)致密度低，力學(xué)性能差，容易導(dǎo)致后續(xù)加工的開裂現(xiàn)象；圖4則為娃黃銅（娃含量0.3~ 0.6%，無祕元素)經(jīng)過變質(zhì)處理的組織圖，整體晶粒相對未變質(zhì)來說，晶粒細(xì)小了很多，但還 是顯現(xiàn)出粗晶形態(tài)；圖5則為抗脫鋒易切削黃銅棒的結(jié)晶組織，從圖可W看到：組織外測為 較大(厚度約為IOmm)的連續(xù)均勻的粗晶環(huán)，中部為肉眼難W判斷、均勻致密的細(xì)晶區(qū)，其精 煉效果優(yōu)異，銅錠重烙時(shí)，晶粒細(xì)小，不會(huì)發(fā)生晶粒粗大而導(dǎo)致開裂現(xiàn)象。
[0032] 實(shí)施例二： 本發(fā)明公開一種抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質(zhì)量百分比的原料組成：Cu60.12%、 810.365%、5110.138%、尸60.031%、410.562%、棚元素0.0025%、510.21%、化0.012%、 PbO. 125%、神銅合金0.15%、Zn38.28%及0.0045%的雜質(zhì)。
[0033] 上述原料配比生產(chǎn)抗脫鋒易切削黃銅棒的生產(chǎn)方法，包括引鑄擠壓實(shí)屯、引鑄棒的 步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實(shí)屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入125Kg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原料的 20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、饑及Fe,因此后續(xù)制備工藝中無需加入，如果后續(xù)爐前取 樣檢測成分發(fā)現(xiàn)Fe含量不是占總原料的0.031%的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，將 已敲碎的粒度控制在2cm內(nèi)的工業(yè)娃，裝入合適直徑的銅管內(nèi)，分成若干份，置于相蝸底部 的銅屑上，再加入250kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，最后在表面覆蓋上厚 度為4cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業(yè)娃等原料充分溶解； 2) 繼續(xù)加入余量無鉛娃黃銅屑，充分?jǐn)埌璩砂肜尤跔顟B(tài)后，在低溫狀態(tài)下依次加入占 上述總原料38.28%的0#鋒、0.138%的錫錠、0.365%的祕錠； 3) 加入占總原料60.12%的電解銅，當(dāng)電解銅溶解3/4后，加入預(yù)熱好的占總原料0.562〇/〇 侶錠，借助合金化過程中產(chǎn)生大量熱量來促進(jìn)余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分?jǐn)埌?，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.004%; 5) 當(dāng)全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態(tài)，噴火的溫度為llOOr。靜置10~15分鐘 后，取樣進(jìn)行成分分析，根據(jù)成分測試結(jié)果，重新調(diào)整銅液成分，如果測出Fe元素成分不是 占總原料的0.02%的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，則需要用銅鐵合金進(jìn)行微量補(bǔ) 償，而其他主要元素都W純金屬進(jìn)行補(bǔ)料，直至滿足成分要求為止，繼而化渣圉取光杯，判 斷烙體的流動(dòng)性； 6 )再次升溫至噴火狀態(tài)，靜置5~9min，使得雜質(zhì)上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.15%的神銅合金和加入占總原料總量0.0025%的B元 素變質(zhì)細(xì)化劑，充分?jǐn)埌?~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進(jìn)行拋光并進(jìn)行結(jié)晶分析，若拋光面雜質(zhì)點(diǎn)數(shù)和結(jié)晶組織形態(tài)兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續(xù)做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結(jié)晶器安裝到 保溫爐上，安裝時(shí)，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機(jī)水平； 10) 最后用牽引機(jī)開始引鑄，開始引鑄前應(yīng)將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業(yè)電 壓為280V電壓，同時(shí)給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s,準(zhǔn)備工作做好后開始引棒，巧U 開始引棒時(shí)牽引機(jī)速度調(diào)慢至50mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到180~ 240V，調(diào)整牽引機(jī)速度調(diào)至70mm/min，并打開冷卻水開關(guān)，水量為5.化/s,引棒長度達(dá)到一 米W上可將拉速調(diào)整到工藝要求的速度90mm/min，待引棒正常后，將牽引機(jī)同步銀調(diào)整到 需要銀切的長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0034]所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內(nèi)并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓模孔流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。所述擠壓裝置采用上述實(shí)施例一中的擠壓裝置。
[00；35] 實(shí)施例 本發(fā)明公開一種抗脫鋒易切削黃銅棒，由下述質(zhì)量百分比的原料組成：Cu60.04%、 BiO.348%、SnO. 137%、Fe0.032%、A10.560%、B0.0034%、Si0.23%、Ni0.007%、 PbO. 122%、神銅合金0.17%、Zn38.28%及總量不大于0.0006%的雜質(zhì)。
[0036]上述原料配比生產(chǎn)抗脫鋒易切削黃銅棒的生產(chǎn)方法，包括引鑄擠壓實(shí)屯、引鑄棒的 步驟及將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實(shí)屯、引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入150Kg的無鉛娃黃銅屑，所述無鉛娃黃銅屑總加入量為總原料的 20%，所述無鉛娃黃銅屑中含有Ni、饑及Fe,因此后續(xù)制備工藝中無需加入，如果后續(xù)爐前取 樣檢測成分發(fā)現(xiàn)Fe含量不在0.032 %比例范圍內(nèi)的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，將 已敲碎的粒度控制在2cm內(nèi)的工業(yè)娃，裝入合適直徑的銅管內(nèi)，分成若干份，置于相蝸底部 的銅屑上，再加入300kg的無鉛娃黃銅屑覆蓋，撒上2.化g烙煉清渣劑，最后在表面覆蓋上厚 度為5cm的般燒木炭，打380V的高壓，讓銅屑和工業(yè)娃等原料充分溶解； 2) 繼續(xù)加入余量無鉛娃黃銅屑，充分?jǐn)埌璩砂肜尤跔顟B(tài)后，在低溫狀態(tài)下依次加入占 上述總原料38.28%的0#鋒、0.137%的錫錠、0.348%的祕錠； 3) 加入占總原料60.04%的電解銅，當(dāng)電解銅溶解3/4后，加入預(yù)熱好的占總原料0.560% 侶錠，借助合金化過程中產(chǎn)生大量熱量來促進(jìn)余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可W改善引鑄棒光澤的銅儀中間合金壓入銅液底部，充分?jǐn)埌?，銅儀合金 加入量為總原料比例的0.006%; 5) 當(dāng)全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態(tài)，噴火的溫度為1150°C，靜置10~15分鐘 后，取樣進(jìn)行成分分析，根據(jù)成分測試結(jié)果，重新調(diào)整銅液成分，如果后續(xù)爐前取樣檢測成 分發(fā)現(xiàn)Fe含量不是占總原料的0.032 %的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡Fe含量，則需要用銅 鐵合金進(jìn)行微量補(bǔ)償，而其他主要元素都W純金屬進(jìn)行補(bǔ)料，直至滿足成分要求為止，繼而 化渣圉取光杯，判斷烙體的流動(dòng)性； 6 )再次升溫至噴火狀態(tài)，靜置5~9min，使得雜質(zhì)上浮，化渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.17%的神銅合金和加入占總原料總量0.0034%的B元 素變質(zhì)細(xì)化劑，充分?jǐn)埌?~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進(jìn)行拋光并進(jìn)行結(jié)晶分析，若拋光面雜質(zhì)點(diǎn)數(shù)和結(jié)晶組織形態(tài)兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續(xù)做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結(jié)晶器安裝到 保溫爐上，安裝時(shí)，用牽引棒對正中屯、，W保證與牽引機(jī)水平； 10) 最后用牽引機(jī)開始引鑄，開始引鑄前應(yīng)將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業(yè)電 壓為300V電壓，同時(shí)給水冷套中送入少量水，水量為2.化/s,準(zhǔn)備工作做好后開始引棒，巧U 開始引棒時(shí)牽引機(jī)速度調(diào)慢至60mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到240V，調(diào)整 牽引機(jī)速度調(diào)至80mm/min，并打開冷卻水開關(guān)，水量為5.化/s,引棒長度達(dá)到一米W上可將 拉速調(diào)整到工藝要求的速度lOOmm/min，待引棒正常后，將牽引機(jī)同步銀調(diào)整到需要銀切的 長度，將長銅棒銀短成可W用來擠壓的短引鑄棒。
[0037] 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內(nèi)并利用擠壓裝置 對短銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓?？琢鞒觯瑥亩@得所需斷面形狀和尺寸的一種 塑性加工方法。所述擠壓裝置采用上述實(shí)施例一中的擠壓裝置。
[0038] W上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng) 作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所掲示者。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質(zhì)量百分比的原料組成： Cu60 ~66%、810.1~0.6%、5110.1~0.5%、卩60.02~0.07%、厶10.2~0.8%、變質(zhì)劑〈 0.0038%、5丨0.2~0.3%、附〈0.15%、？13〈0.15%、砷銅合金0.08~0.18%、其余為211及總量 不大于0.5%的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質(zhì)量百分比的原料 組成：(：1161.215%、810.321%、5110.157%、卩60.02%、厶10.568%、變質(zhì)劑0.0036%、 SiO · 27%、NiO · 12%、PbO · 061 %、砷銅合金0 · 095%、Zn37 · 13%及總量0 · 0394%的雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質(zhì)量百分比的原料 組成：(：1160.12%、810.365%、5110.138%、卩60.031%、厶10.562%、變質(zhì)劑0.0025%、 SiO · 21 %、NiO · 012%、PbO · 125%、砷銅合金0 · 15%、Zn38 · 28%及0 · 0045%的雜質(zhì)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于：由下述質(zhì)量百分比的原料 組成：Cu60.04 %、BiO .348 %、SnO. 137%、Fe0.0 32 %、AlO .560 %、變質(zhì)劑0.0034 %、 SiO · 23 %、NiO · 007%、PbO · 122%、砷銅合金0 · 17 %、Zn38 · 35%及總量不大于0 · 0006%的雜 質(zhì)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗脫鋅易切削黃銅棒，其特征在于:所述變質(zhì)劑為硼元素。6. 抗脫鋅易切削黃銅棒的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括引鑄擠壓實(shí)心引鑄棒的步驟及 將引鑄棒擠壓成銅棒的步驟： 所述引鑄擠壓實(shí)心引鑄棒的步驟，包括： 1) 在工頻爐中先加入100~150Kg的無鉛硅黃銅肩，所述無鉛硅黃銅肩總加入量為總原 料的20%，所述無鉛硅黃銅肩中含有Ni、Pb及Fe，因此后續(xù)制備工藝中無需加入，如果后續(xù)爐 前取樣檢測成分發(fā)現(xiàn)Fe含量不在0.02~0.07 %比例范圍內(nèi)的話再補(bǔ)入銅鐵合金或者沖淡 Fe含量，將已敲碎的粒度控制在2cm內(nèi)的工業(yè)硅，裝入合適直徑的銅管內(nèi)，分成若干份，置于 坩堝底部的銅肩上，再加入200~300kg的無鉛硅黃銅肩覆蓋，撒上2.5kg熔煉清渣劑，最后 在表面覆蓋上厚度為3~5cm的煅燒木炭，打380V的高壓，讓銅肩和工業(yè)硅等原料充分溶解； 2) 繼續(xù)加入余量無鉛硅黃銅肩，充分?jǐn)嚢璩砂肴廴跔顟B(tài)后，在低溫狀態(tài)下依次加入占 上述總原料37~39%的0#鋅、0.1~0.5%的錫錠、0.1~0.6%的鉍錠； 3) 加入占總原料60~66%的電解銅，當(dāng)電解銅溶解3/4后，加入預(yù)熱好的占總原料0.2~ 0.8%錯(cuò)錠，借助合金化過程中產(chǎn)生大量熱量來促進(jìn)余下電解銅的溶解； 4) 用鐘罩將可以改善引鑄棒光澤的銅鎂中間合金壓入銅液底部，充分?jǐn)嚢?，銅鎂合金 加入量為總原料比例的〇. 003~0.006%; 5) 當(dāng)全部原料完全溶解完后，加熱到噴火狀態(tài)，靜置10~15分鐘后，取樣進(jìn)行成分分析， 根據(jù)成分測試結(jié)果，重新調(diào)整銅液成分，如果測出Fe元素成分占總原料比例不在0.02~ 0.07%范圍內(nèi)的話，則需要用銅鐵合金進(jìn)行微量補(bǔ)償，而其他主要元素都以純金屬進(jìn)行補(bǔ) 料，直至滿足成分要求為止，繼而扒渣g取光杯，判斷熔體的流動(dòng)性； 6 )再次升溫至噴火狀態(tài)，靜置5~9min，使得雜質(zhì)上浮，扒渣、靜置； 7) 再往工頻爐中加入占總原料0.08~0.18%的砷銅合金和加入占總原料總量不大于 0.0038%的B元素變質(zhì)細(xì)化劑，充分?jǐn)嚢?~3min，靜置8~IOmin; 8) 取樣進(jìn)行拋光并進(jìn)行結(jié)晶分析，若拋光面雜質(zhì)點(diǎn)數(shù)和結(jié)晶組織形態(tài)兩者都滿足要 求，即可引鑄，反之，繼續(xù)做精煉處理，直至滿足精煉要求； 9) 將滿足精煉要求的含Pb及Ni量都小于0.15%的銅液倒入保溫爐中，將結(jié)晶器安裝到 保溫爐上，安裝時(shí)，用牽引棒對正中心，以保證與牽引機(jī)水平； 10) 最后用牽引機(jī)開始引鑄，開始引鑄前應(yīng)將保溫爐中的銅水溫度升到小噴火，工業(yè)電 壓為250~300V電壓，同時(shí)給水冷套中送入少量水，水量為2.5L/s，準(zhǔn)備工作做好后開始引 棒，剛開始引棒時(shí)牽引機(jī)速度調(diào)慢至40~60mm/min，直到引棒成功，引棒成功后將電壓降到 180~240V，調(diào)整牽引機(jī)速度調(diào)至60~80mm/min，并打開冷卻水開關(guān)，水量為5. OL/s，引棒長 度達(dá)到一米以上可將拉速調(diào)整到工藝要求的速度80~100mm/min，待引棒正常后，將牽引機(jī) 同步鋸調(diào)整到需要鋸切的長度，將長銅棒鋸短成可以用來擠壓的短引鑄棒； 所述引鑄棒擠壓成銅棒的步驟是將上述短銅錠盛在擠壓裝置內(nèi)并利用擠壓裝置對短 銅錠施加外力使之從擠壓裝置的擠壓模孔流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性 加工方法。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗脫鋅易切削黃銅棒的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟5)中 噴火的溫度為1000~1150°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的低鉛擠制黃銅棒的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述擠壓裝置包括 擠壓筒、擠壓模及擠壓軸，所述擠壓筒內(nèi)具有可容置被擠壓制品的擠壓孔，所述擠壓軸設(shè)于 擠壓孔的一端，所述擠壓模固設(shè)于擠壓筒遠(yuǎn)離擠壓軸的那一端，所述擠壓模上設(shè)有可將被 擠壓制品擠出的擠壓模孔，所述擠壓軸的自由端與推壓驅(qū)動(dòng)裝置相連動(dòng)并通過推壓驅(qū)動(dòng)裝 置可同時(shí)前進(jìn)或后退。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的低鉛擠制黃銅棒的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述擠壓筒的擠壓 孔內(nèi)位于擠壓軸的前端還設(shè)有擠壓墊片。
【文檔編號】C22C1/03GK105925837SQ201610464063
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】彭秀華, 陳永祿, 張海高, 王秋燕, 王文華, 盧清鋒
【申請人】龍巖市鴻航金屬科技有限公司