[发明专利]耐蚀易切削变形锌铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐蚀易切削变形锌铝合金，属于金属材料制造技术领域。

背景技术

我国是一个贫铜富锌的国家，近年来，随着我国铜加工的快速发展，国内的铜资源已经不能满足生产的需要，大部分铜矿都需依赖进口，严重影响到我国有色金属工业和国民经济的持续健康发展。锌合金是以锌为基体加入其它元素的合金材料，由于其物理性能和力学性能等与黄铜接近，并且具有原材料价格低，生产工艺简单，节省能源，绿色环保等特点，在较低的工作温度下，是铜合金的理想替代品。

变形锌合金材料已普遍在电子通讯、家电、建筑、文具、水暖、汽车等领域应用。目前，应用最为广泛的变形锌合金，是德国研制出的两种合金Giesche Zl3(Zn-4Al-0.5Cu-0.03Mg)和Gieshzl10(Zn-10Al-2Cu-0.03Mg)，作为切削加工黄铜的代用品，后一种合金容易挤压成型，具有良好的热加工性能及适当的强度，在国外被广泛采用，国内也有企业在生产该合金，产销量不断上升。由锌铝相图可以看出，后一种合金属于过共晶型合金，铝含量靠近共晶点，因此切削性能较差，这就限制了锌铝系列合金在高速切削加工领域的应用。

为了提高锌合金的切削加工性能，国内外不少专家和学者做出了很多努力和尝试，并开发出一些易切削变形锌合金，但大多集中在锌铜（包括锌铜钛）系列合金，如：德国开发的一种锌合金Zn-(3.7～4)%Cu-(0.2～0.3)%Mg-(0.05～0.2)%Al-(0.25～0.4)Bi，难以实现挤压；中南大学林高用等人开发的专利号为200710035063.0稀土锌铜合金，孙文声等开发的专利号为201110076236.X易切削锌等。以上发明专利都是在锌铜系列合金（包含少量的铝）中加入游离的铅或铋，通过铅或铋在锌合金基体内的弥散分布，改善切削加工性能。

也有锌铝易切削锌合金的报道，如：戴国水等开发的公开号为CN101851713B和谭棣朋等开发的公开号为CN102011027A，在锌铝系列合金中加入铋，利用游离的铋在锌铝合金中弥散分布，提高合金的切削性能。在锌铝系列合金中的基体中，加入游离态的铅、镉、铋、锡或铊等，会对锌铝合金产生强烈地晶间腐蚀作用，大大加快合金的老化，因此以上合金的抗晶间腐蚀能力，容易老化。

因此开发一种切削性能优良，同时具有良好的挤压性能和抗晶间腐蚀性能的易切削锌合金，显得尤为重要。

发明内容

一、要解决的技术问题

本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问题，特提供一种易切削锌合金，该合金具有优良的力学性能、切削加工性能、耐蚀性能和良好的成形性能的耐蚀易切削变形锌铝合金。

二、技术方案

为解决上述技术问题，本发明耐蚀易切削变形锌铝合金，其中，其主要成分包含有（按重量百分比）：

铝（Al）：6.5～11.5%

铜（Cu）：0.4～4%

镁（Mg）：0.01～0.6%

铋（Bi）：0.1～3.5%

硼（B）：0.0005～0.1%

钛（Ti）：0.01～0.5%

其余为锌（Zn）和不可避免的杂质，杂质总含量不超过0.05%；

所述镁和铋的重量百分比满足下列关系：[Mg]=0.175[Bi]+ex%，其中[Me]表示元素的重量百分比，其中余量ex的范围为0.02～0.06。

作为优化，铝（Al）：8.5～11.5%

铜（Cu）：0.7～3.5%

镁（Mg）：0.03～0.15%

铋（Bi）：0.3～1.5%

硼（B）：0.001～0.01%

钛（Ti）：0.01～0.1%

作为优化，所述杂质包含铅（Pb）≤0.01%，镉（Cd）≤0.002%，锡（Sn）≤0.005%，铁（Fe）≤0.02%，锰（Mn）≤0.02%，硅（Si）≤0.02%，杂质总含量不超过0.05%。

三、本发明的有益效果

（1）力学性能、导电、导热等性能与黄铜性能接近；

（2）原料综合成本低；

（3）切屑短小，切削性能良好，与C36000（铅黄铜）接近；

（4）耐腐蚀性能良好，晶间腐蚀倾向小；

（5）冷热加工性能好，可实现工艺化生产；

（6）绿色环保不含铅。因此本发明可替代普通铅黄铜广泛应用于电子电器接插件、仪表零件、水暖卫浴件等。