[发明专利]一种易切削含铅锌白铜及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种易切削含铅锌白铜及其加工方法，尤其涉及一种具有优异的冷热加工性能、切削性能和机械性能的锌白铜合金及其加工方法。

背景技术

含铅易切削锌白铜材料是在锌白铜中加入铅元素而成，由于加入了铅元素使之具有良好的切削加工性，是笔头、螺丝、仪表、眼镜、钟表等行业的常用材料，这种合金具有较好的物理性能和切削性能，加工成零件后尺寸精确，光洁度高，颜色为银白色。目前，国内外常用的含铅锌白铜主要有两种，即CuNi17Zn18Pb1.8和CuNi15Zn24Pb1.5，内部组织为α相+Pb相，采用的生产工艺有两种：一种是模铸棒坯，车皮后进行旋锻、冷轧等工艺，中间进行多道次退火，加工到φ10以下后，进行冷拉拔到所需规格尺寸；另一种是水平连铸φ20以上的铸坯，再进行旋锻、冷轧、冷拉拔加工成所需规格尺寸。由于CuNi17Zn18Pb1.8和CuNi15Zn24Pb1.5材料的组织是由α相+Pb相组成的，该材料不易进行热加工，只能进行冷加工，并且冷加工较困难，一般从铸坯到最终产品总加工道次达30多道，且每道次加工量很小，一般情况下，在直径方向，道次加工量低于1mm，另外在加工时易于开裂，在退火时也易于开裂，成品率较低。因此，怎样进一步克服该类材料的加工困难性，提高生产效率，缩短生产周期和减少加工道次，降低生产成本，将是该类材料的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种易切削含铅锌白铜及其加工方法，是一种具有优异的冷热加工性能、切削性能和机械性能的锌白铜合金及其加工方法。

本发明采用下述技术方案予以实现：

一种易切削含铅锌白铜，包括以下重量百分比含量组分：铜43.0%-47.0%，镍10.0%-14.0%，铅1.0%-1.5%，锰3.0%-6.0%，稀土0.04%-0.08%，余量为锌和不可避免的杂质，各组分含量之和为100%。

作为本发明的优选技术方案：

所述易切削含铅锌白铜合金包括以下重量百分比含量组分：铜44.0%，镍12.0%，铅1.4%，锰5.0%，稀土0.06%，余量为锌和不可避免的杂质，各组分含量之和为100%。或者

所述易切削含铅锌白铜合金包括以下重量百分比含量组分：铜43.0%，镍13.0%，铅1.3%，锰5.0%，稀土0.06%，余量为锌和不可避免的杂质，各组分含量之和为100%。或者

所述易切削含铅锌白铜合金包括以下重量百分比含量组分：铜45.0%，镍11.5%，铅1.5%，锰5.0%，稀土0.06%，余量为锌和不可避免的杂质，各组分含量之和为100%。

所述稀土为镧或铈或镧与铈按1：2质量比例混合的稀土。

所述铜与镍含量之和为56.0wt%~58.0wt%。

镍含量低于11.0wt%时，锰含量不低于5.0wt%。

所述易切削含铅锌白铜的加工方法，步骤如下：将所述各组份在1000℃~1200℃下进行合金熔炼，然后通过半连续铸造成φ100mm~φ120mm圆棒坯，铸造温度1050℃~1150℃，之后锯断圆棒后进行热挤压，热挤压温度750℃~850℃，热挤压出线坯之后对线坯进行对焊、盘圆、冷加工和热处理，即得；冷加工率为0~40%，热处理为在600℃~680℃下处理1~2h。

由于采用上述技术方案，本发明的这种易切削含铅锌白铜及其加工方法具有以下优点：

1、冷热加工性能优良：由于改变了原有铅锌白铜中铜镍锌的相对含量，使材料的内部组织为α相+β相+Pb相，而原有铅锌白铜组织为α相+Pb相，没有β相，不能热加工；由于β相的存在，使得材料能进行热加工，尤其可以热挤压加工，并使材料由铸态组织通过热挤压变为加工态组织，使其更适应冷加工，对加工棒材、线材有利，大大地缩短了加工周期，如加工笔头材料φ2.3mm，可以通过热挤压出φ6mm以下的线坯，再通过冷拉拔加工成φ2.3mm线材，周期短，效率高；而原有的铅锌白铜需水平连铸出φ12mm线坯，再冷加工成φ2.3mm，由于是铸态组织易开裂，尤其热处理时易开裂，道次加工率低于20%，加工周期长，效率低。

2、切削性能优良：由于保持了原有铅锌白铜中的铅含量，因此保持了原有铅锌白铜切削性能优良的特性。与切削性能最佳的铅黄铜C36000合金的相对可切削率100%相比，本发明的合金的可切削率为75%，原有铅锌白铜CuNi15Zn24Pb1.5的可切削性为75%。

3、综合机械性能优越，机械性能比较如下：