[发明专利]一种无铅易切削锌白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，尤其涉及一种无铅易切削锌白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，但铅是一种对人体有害的元素，生产过程中和产品使用及后期物料循环过程中，铅会对人体健康造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无铅易切削锌白铜合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有强度高、加工性能好、易切削的优点。

本发明的技术方案如下：

一种无铅易切削锌白铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍5.8-6.0、锌13.7-13.9、锑0.36-0.38、铈0.07-0.09、Li1.2-1.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。

所述的无铅易切削锌白铜合金材料的生产方法，其特征在于：

(1)、准备纯铜与废铜按1：0.5-0.7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、锑；

(3)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20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330-350℃，保温50-60分钟，再以240-250℃/小时速率升温至560-570℃，保温1-2小时；再以270-280℃/小时速率降温至300-320℃，保温40-50分钟，再以270-280℃/小时速率降温至80-90℃，保温1-2小时；再以240-250℃/小时速率升温至350-370℃， 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2.3-2.5、树木灰烬3-4、纳米二氧化硅2-3、明矾2-3、玉石粉3-4、电石粉4-5、氟钛酸钾2-3、四硼酸钠2-3、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2800-3000℃，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。

本发明合金含有硅、锰、Ta，使得合金切削性能好，无毒无害；还含有钨、V、钼、钴，使得合金热加工性能好，而且防高温氧化；该铜合金适用于切削加工、热锻加工、抛光加工，适用于制作轴承﹑蜗轮﹑齿轮以及精密零件。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

一种无铅易切削锌白铜合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：镍5.8-6.0、锌13.7-13.9、锑0.36-0.38、铈0.07-0.09、Li1.2-1.4、Ba0.06-0.08、余量为铜。

所述的无铅环保锌白铜合金材料的生产方法如下：

(1)、准备纯铜与废铜按1：0.7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、锡、V；(2)镍、锰、铁；(3)钴、钨；(4)其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以265℃/小时速率升温至310℃，保温45分钟，再以245℃/小时速率升温至550℃，保温1.5小时；再以265℃/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310℃，保温2.4小时，取出空冷即得。