[发明专利]一种含铈易切削黄铜合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种含铈易切削黄铜合金材料及其制备方法。

背景技术

铜因其良好的导电性，可塑性，耐腐蚀性，应用非常广泛。在铜合金中添加铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等元素，可以改善铜的性能，用于不同的场所。目前我国现有的铜合金仍存在一些问题，如合金内含有大量杂质元素，高温疲劳性差、高温强度低；硬度低，耐磨性差、摩擦系数大，使用寿命短；导电性差，浪费电能；弯曲加工性能差，容易折断；质量重，施工困难；还不能满足市场要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铈易切削黄铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有易切削、加工性能好的优点。

本发明的技术方案如下：

一种含铈易切削黄铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铍0.03-0.05、锰0.12-0.16、锡2.5-2.9、镍4.7-4.9、铝3.1-3.3、铈0.05-0.09、锌23.5-23.9、V0.9-1.2、Ta0.04-0.06、余量为铜。

所述的含铈易切削黄铜合金材料的生产方法，其特征在于：

（1）、准备纯铜与废铜按1：1-2比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）锌；（2）镍、锰、铝；（3）铍、Ta；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以240-250℃/小时速率升温至360-370℃，再以250-260℃/小时速率降温至290-300℃，再以240-250℃/小时速率升温至560-570℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-120℃，保温1-2小时；再以240-250℃/小时速率升温至360-380℃，保温1-2小时；再以250-260℃/小时速率降温至100-120℃，保温1-2小时；再以200-210℃/小时速率升温至310-330℃，保温2-3小时，取出空冷即得。

所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：碳酸钙粉4-5、铝矾土2.1-2.5、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2-3、四硼酸钠1-2、Bi₂O₃ 2-3；其制备方法是将碳酸钙粉、铝矾土、树木灰烬、纳米二氧化硅、明矾、玉石粉、电石粉混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。

本发明的有益效果

本发明合金含有铈、锰具有良好的切削性能，而且导电效果不减弱，还具有优异的冷热加工性能和铸造性能，抛光性能与焊接性能好。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，明显提高成品率。

具体实施方式

一种含铈易切削黄铜合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铍0.03-0.05、锰0.12-0.16、锡2.5-2.9、镍4.7-4.9、铝3.1-3.3、铈0.05-0.09、锌23.5-23.9、V0.9-1.2、Ta0.04-0.06、余量为铜。

所述的含铈易切削黄铜合金材料的生产方法如下：

（1）、准备纯铜与废铜按1：1.5比例作为铜基质来源，将纯铜加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铜熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）锌；（2）镍、锰、铝；（3）铍、Ta；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为24分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以245℃/小时速率升温至365℃，再以255℃/小时速率降温至295℃，再以245℃/小时速率升温至565℃，保温1.5小时；再以255℃/小时速率降温至110℃，保温1.5小时；再以245℃/小时速率升温至370℃，保温1.5小时；再以255℃/小时速率降温至110℃，保温1.5小时；再以205℃/小时速率升温至320℃，保温2.5小时，取出空冷即得。