[发明专利]一种高强度高锌黄铜线材的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度高锌黄铜线材的制备方法，其特征在于，该黄铜中Zn的质量百分比组成为40～46wt％，包括以下制备步骤：1)熔炼：按照所需成分进行配料，然后在熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为950～1100℃，待全部金属熔化后倒入保温炉内保温；2)铸造。本发明针对高锌黄铜高强度要求，通过对焊后的挤压线坯增加一道退火，使挤压线坯焊接接头处的金相组织形貌由单相脆性的β相转变为β+α相，α相塑性优良，解决了挤压线坯焊接接头处在拉伸变形断裂以及经过过线轮、张力轮弯曲时脆断的问题，且该退火温度不影响挤压线坯的原始金相组织，保留了挤压线坯的原始性能，实现抗拉强度能够达到550MPa以上。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种高强度高锌黄铜线材的制备方法。

背景技术

黄铜是由铜和锌所组成的二元合金，其含锌量变化范围较大，因此其室温组织也有很大不同。根据Cu-Zn二元相图，黄铜的室温组织有三种：含锌量在35％以下的黄铜，室温下的显微组织由单相的α固溶体组成，称为α黄铜；含锌量在36％～46％范围内的黄铜，室温下的显微组织由(α+β)两相组成，称为(α+β)黄铜；含锌量超过46％～50％的黄铜，室温下的显微组织仅由β相组成，称为β黄铜。

高锌黄铜中的锌含量达到40～46％，此时黄铜的显微组织由α+β两相组成，随着锌含量的提高，β相比例也随之提高，而β相是一种硬脆相，它的出现使得黄铜变脆。α+β两相黄铜线材的毛坯是由一根根铸锭通过热挤压法生产出来的，后道连续拉伸前需将每根挤压毛坯头尾对焊连接起来。目前遇到的问题是：对于一些抗拉强度要求达到550MPa以上的高锌含量黄铜，需要提高线材拉伸时的总加工率(大于10％)，但是挤压毛坯头尾接头对焊部位在经过拉伸模具以及过线轮、张力轮弯曲时极易出现脆断现象，给连续化生产造成很大的困扰。

铜合金对焊原理是通过大电流让固态金属变成熔融状态而熔接在一起，由于熔接后冷却极快，对于高锌黄铜来说，焊接接头的显微组织几乎全部为β相单相组织，β相是一种硬脆相，使得接头部位材料非常硬脆，在经过拉伸模具时受到拉应力作用而断裂，即使个别接头通过了拉伸模具，在经过过线轮、张力轮时弯曲而断裂。该原因导致现有的高锌黄铜难以实现高强度。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种抗拉强度能够达到550MPa以上的高强度高锌黄铜线材的制备方法。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种高强度高锌黄铜线材的制备方法，其特征在于，该黄铜中Zn的质量百分比组成为40～46wt％，包括以下制备步骤：

1)熔炼：按照所需成分进行配料，然后在熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为950～1100℃，待全部金属熔化后倒入保温炉内保温；

2)铸造：铜水由结晶器从保温炉内水平连续引出，铸锭规格Φ145～245mm，铸造温度1000～1200℃，牵引速度5～30mm/s；

3)铸锭加热：加热温度为550～740℃；

4)挤压：将加热好的铸锭在挤压机上进行挤压，挤压力5～30MN，压余厚度控制在5～15mm，挤压坯截面积为18～300mm²，同时挤出线坯数量1～2根；

5)对焊：将不同挤压线坯的头尾在对焊机上进行焊接，焊接电压8～11V，焊接电流：300～550A，焊接时间：2～15s，焊接接头处打磨光滑、平整；

6)退火：将焊接后的挤压线坯退火，退火温度为460～490℃，保温30～90min；

7)成品拉伸：在拉丝机上进行成品拉伸得到线材，总加工率控制在10～40％；

8)去应力退火：将线材去应力退火，退火温度230～300℃，保温时间：2～6h。