[发明专利]一种制备无镍白色铜合金线材的方法

说明书

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种短流程制备无镍白色铜合金线材的方法，所述的制备方法包括：熔炼、水平连铸；铣面、行星轧制；多道次连续拉拔，共三个步骤，并可在第三步多道次拉拔过程中根据实际需求实行中间或成品退火。本发明应用的行星轧制工艺可以通过瞬时的大变形使水平连铸后的冷态铸造组织转变成适宜深加工的软态再结晶组织，使后续拉拔加工前无需再进行退火处理。因此，与传统工艺相比，可显著缩短工艺流程，减少拉拔道次，提高道次加工率，减少甚至省去中间退火工序，提高产品成材率。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种制备无镍白色铜合金线材的方法，尤其是一种短流程制备无镍白色铜合金线材的方法，主要应用于生产制造拉链、纽扣、眼镜框架和各种装饰材料所需的无镍白色铜合金线材。

背景技术

传统含镍白铜合金因其优美的色泽，优良的耐蚀性，较高的强度和良好的工艺性能，广泛用来制造眼镜框架、拉链、纽扣、手表表链和装饰工艺品等。传统白铜合金线材的制备方法主要是半连续铸造+热挤压+冷轧，半连续铸造+热轧+冷轧/冷拉拔或者半连续铸造+冷轧+冷拉拔，这些方法均存在着工序多、成材率低、线材制造成本高、制成品质量不稳定等缺点。同时，因为传统白铜的热加工区间十分狭窄而不适宜用较为新型的冷加工铸轧法进行加工。而且，近年来研究发现，人体长期与含镍材料接触，有致敏和致癌的危险。目前各国对含镍制品的使用越来越严格，已开始逐步禁止使用含镍合金制造与人体接触的产品。

因此，近年来很多单位对不含镍的白色铜合金材料和其生产方法进行了研究。日本YKK株式会社分别于1998年、2000年和2002年在我国申请了四项无镍白色铜合金的发明专利(CN1219598、CN1278561、CN1271023、CN1414126)，其中2002年申请的专利CN1414126为Cu-Zn-Ti系合金，其余三项为Cu-Zn-Mn系合金，但是它们的缺点是所给出的成分范围太宽，所得到的合金的色调、性能差别太大，所采用的生产方法为感应熔炼－铜模涛铸－挤压成型，在专利中仅给出了少量小样的实施例，对工厂大规模生产没有实际指导意义。上海第一铜棒厂与上海交通大学合作于2002年在我国申请了一项无镍白铜的发明专利(CN1334352)，在综合分析YKK株式会社的两项专利(CN1219598和CN1271023)的不足的基础上，给出了使得合金的性能更趋合理的范围适当的合金成分，同时公开了该合金线材的加工方法，但该加方法为较传统的非真空熔炼、水平连铸－冷拉－冷轧－冷拉，该方法存在生产流程长，退火次数多，生产成本高，成品率低等缺点。江西理工大学于2010年在我国申请了一项无镍白铜的发明专利(CN101899588)，提供了一种含有稀土元素的无镍白铜合金及其板材的加工方法。中南大学于2011年在我国申请了一项无镍白铜的发明专利(CN102242292)，提供了一种高抗变色易切削的无镍白铜合金的组分及其板材的加工方法。这两项专利均没有对线材的生产方法进行研究报道。

对白色铜合金有大量需求的眼镜框架、拉链、纽扣、手表表链及部分装饰材料等领域，都需要将白色铜合金制造加工成线坯，再进行后续生产加工。因此开发一种白色铜合金线材的短流程制备技术是十分必要的。

发明内容

针对传统白铜含有镍元素而危害人体健康且生产工艺较为落后和新型无镍白铜线材加工生产方法的研究存在显著不足的现实问题，本发明开发了一种无镍白色铜合金线材的短流程制备方法，生产工艺简单，流程短，成品率高，环境友好。

本发明所述的一种无镍白色铜合金线材，以重量百分比计，其原料组成为：Mn：10-14％，Zn：5-15％，Sn：0.5-1.5％，Al：0.5-1.5％，Si：0.01-0.3％，Zr：0.01-0.5％，余量是Cu和不可避免的杂质，各组分重量百分之和为100％。

其具体的制备方法为：采用短流程制备，具体步骤为：

(1)熔炼、水平连铸