[发明专利]一种无铅环保的铋黄铜合金棒或合金锭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不含铅的黄铜合金，尤其涉及一种具有优异铸造性 能、耐腐蚀性能、后续机加工性能的无铅易切削环保铋黄铜合金材料， 其外形表现形式为合金棒或者合金锭。

背景技术

铅黄铜具有优异的机械性能和物理性能以及良好的铸造性能和切 削性能，且价格低廉，因而广泛应用于仪器仪表、电子、电器、日用五 金、饮用水系统等，其中尤以Hpb59-1的生产、应用量最大。

然而铅及其化合物是17种严重危害人类寿命与自然环境的化学物 质之一，合金中的铅在使用过程中极易从基体中侵出或脱出，工业废气 品中的铅则渗入地下水系统，各种形式的铅通过各种途径进入动物或人 的食物链，危害人类健康，影响环境。开发无铅黄铜和无铅青铜来替代 饮水系统中的水龙头、水表等用途的铅黄铜和含铅青铜成为了当今金属 材料行业所面临的重大课题，也是响应世界循环经济(EHS计划)要求 的重要工作。

针对上述情况，现有技术中开发了无铅黄铜合金。现有技术中涉及 的无铅黄铜合金主要有中国专利申请200410004292.2，其中公开了一种 《无铅铜合金及其应用》，涉及基于铜-锌-锡的无铅铜合金，其组分主 要包括60％至70％的铜、0.5至3.5％的锡和其他粘结性元素：0.01％ 至0.5％铁和/或钴、0.01％至0.5％的镍、0.01至0.5％的锰和/或硅， 余量为锌。另外还可选择性地加入最高达3％的镁、最高达0.2％的磷以 及最高达0.5％的银、铝、砷、锑、钛、锆。该类无铅铜合金主要应用 在电工学和通信技术中的接点、销钉和紧固元件中。还可以用在运输或 存储液体或者气体的容器，特别是制冷技术中的容器或者卫生工程中的 管道、上水道配件、龙头延长管、管子连接器和阀。上述合金材料兼顾 了作为塑性合金、轧制合金或者铸造合金的诸多用途，却造成实践应用 过程中的实际缺点。例如在铸造过程中因流动性不佳，若应用在重力铸 造当中，会出现裂纹、浇不到、缩孔等更多的铸造缺陷，造成铸件成品 率下降，影响铸造成本和铸件作为高档产品的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种无铅环 保的铋黄铜合金棒或合金锭以及制备上述棒材或合金锭的方法。利用本 发明的无铅环保黄铜合金材料以达到降低铅含量，符合环保健康的要求， 同时要使铜锭具备优良的铸造性能，铜棒具备快切削性能，特别是符合 大规模的重力铸造的性能和自动机床切削加工要求。

本发明提出的技术方案如下：

一种无铅环保的铋黄铜合金棒或合金锭，其特征在于，该合金材料 的化学组成如下：

元素        质量百分比

铜：        57％～68％

铋：        0.4％～2.5％

铅：        ≤0.25％

铝：        0.4％～0.8％

铁：        0.02％～0.5％

锡：        0.02％～0.5％

镍：        0.01％～0.5％

磷：        ≤0.02％

砷：        ≤0.02％

锰：        ≤0.02％

硫：        ≤0.02％

铬：        ≤0.005％

余量为锌。

作为更为优化设计的配方方案，无铅环保的铋黄铜合金棒或合金锭 的化学组成如下：

元素            质量百分比

铜：            58％～63％

铋：            0.5％～0.9％

铅：            ≤0.2％

铝：            0.4％～0.6％

铁：            0.02％～0.3％

锡：            0.02％～0.3％

镍：            0.01％～0.2％

磷：            ≤0.02％

砷：            ≤0.02％

锰：            ≤0.02％