[发明专利]低铅黄铜合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种低铅黄铜合金，特别是有关于一种低铅易切削黄铜合金。

背景技术

铜具有优良的导电性和环境友善性，对人类有害的病菌在其表面不能存活，为改善铜材料的性能，在铜中加入其它元素，如在铜锌黄铜中加入铅，极大地改善了黄铜的切削性能。但高含量铅黄铜在使用中污染环境，特别是用于供水系统中的各类阀门、水龙头等在使用中有铅的溶出，严重危害人类健康。

另外，随着环境问题的日益突出，使用环境更加恶劣，使黄铜制品的表层强度降低，甚或导致黄铜管穿孔，大幅缩短黄铜制品的使用寿命，并造成应用上的问题。

因此，便有需要提供一种可替代含高量铅黄铜，并可达到抗脱锌腐蚀，但仍须兼顾铸造性能、锻造性、切削性、耐腐蚀性与机械性质的合金配方，以解决前述的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种抗拉强度、延伸率、抗脱锌性佳、切削性等性能优异的黄铜合金，适合作为需要高强度、耐磨损性的切削加工品。可安全地取代含有大量铅的合金铜，且完全符合人类社会发展对含铅产品限制的诉求。

为了达成上述目的而提案以下低铅黄铜合金。

一种低铅黄铜合金(以下简称发明物1)，包括：占黄铜合金总重量59-61wt％的铜、0-0.1wt％的铅、0.5-1.3wt％的铋，剩余部分为锌。

本发明物1在把铅的含量降至0.1wt％以下，控制铜的含量在59-61wt％，添加铋在合金组织中的形成切断点，以此增加黄铜合金切削性。铋含量过低则不能很好的发挥其作用，过高则锻造时容易产生热裂，不利于生产，故控制铋的含量为0.5-1.3wt％。

一种低铅黄铜合金(以下简称发明物2)，包括：占黄铜合金总重量59-61wt％的铜、0-0.1wt％的铅、0.5-1.3wt％的铋，及一种以上选自占黄铜合金总重量0-0.1wt％的铁、0-0.05wt％的铝、0-0.2wt％的锡和0-0.3wt％的镍的元素，剩余部分为锌。

相比较，发明物2在发明物1的基础上进一步加入0-0.1wt％的铁、0-0.05wt％的铝、0-0.2wt％的锡、和/或0-0.3wt％的镍。添加铁目的在于加强合金韧性；添加铝、锡的目的在于进一步改善合金的切削性，同时铝还能够提高合金强度、耐磨损性、铸造流动性及耐高温氧化性；添加镍则能起到防锈的作用。但是铁、铝、锡和镍的含量过高会影响合金的抛光性能，故为了得到较佳性能的黄铜合金，铁、铝、锡和镍分别控制在0.1wt％、0.05wt％、0.2wt％和0.3wt％以下。其中铁、铝、锡和镍的添加与否根据实际生产的产品性能需要而定。

优选的是，上述发明物2中，铁、铝、锡、和/或镍的总含量不低于该黄铜合金总重量的0.1wt％，以此得到发明物3。

更优选的是，所述铁、铝、锡、和/或镍的总含量不超过该黄铜合金总重量的0.5wt％，以此得到发明物4。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将通过实施例的方式对本发明的技术进行描述。

本发明的范围不旨在限于所述示范性实施例。(相关领域以及获悉本公开内容的技术人员将联想到的)此处说明的本发明特征的变更和另外改动以及此处说明的本发明原理的其它应用被认为是在本发明范围之内。

本发明数值描述中的以上、以下均表示包括本数。

本发明中以“和/或”应当被理解为表示如此连接的元素的“任意一个或多个”，即在一些情况下连接存在的元素在其他情况下可分离地存在。

本文中所指的抗脱锌腐蚀性能测试是以铸态的形式按照AS-2345-2006规范进行，以1000C.C去离子水加入12.8g氯化铜，并将实测物放置其中，时间为24h，以测得脱锌深度。

◎代表脱锌深度小于350μm；○代表脱锌深度介于350μm及400μm之间；以及ㄨ代表脱锌深度大于400μm。

本文中所指的切削性能测试是以铸态的形式进行，采用相同的刀具，相同切削速度和相同进刀量，切削速度为25m/min(米/分钟)，进刀量为0.2mm/r(毫米/每刀刃数)，切削深度0.5mm，试棒直径为20mm，并以C36000合金材料为基准，经由量测切削阻力求得相对切削率。

相对切削率＝C36000合金材料的切削阻力/试样切削阻力。

◎代表相对切削率大于85％；○代表相对切削率大于70％。