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新型环保合金材料及其制作工艺

阅读:13发布:2020-10-02

专利汇可以提供新型环保合金材料及其制作工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种新型环保 黄 铜 合金 材料及其制作工艺,本发明的黄 铜合金 材料的配方是:铜:75%, 硅 :3%,磷0.1%,锌21.9%。本发明的主要生产工艺为:用新型环保铜合金材料配方——采用有芯工频 真空 感应炉 熔炼铜、锌、硅、磷合金系的环保型黄铜合金材料熔铸加工技术→生产加工技术工艺→产品性能、金相组织研究、导电率测定→成品入库。在熔炼过程中,准确控制 合金元素 的加入,用中间合金加入方式,确定合金元素的烧损补偿量,保证熔体化学成份。生产加工技术工艺:半连续 铸锭 →油压机热 挤压 棒型坯料→多次冷拉伸→保护气氛下时效。控制强化相的形成。形成以β相为主要相结构,防止γ相出现的复杂黄铜。本发明适用于生产黄铜合金材料。,下面是新型环保合金材料及其制作工艺专利的具体信息内容。

1.一种新型环保合金材料及其制作工艺,其特征在于黄铜合金材料的配方是:铜:75%,:3%,磷0.1%,锌21.9%。
2.根据权利要求1所述的新型环保黄铜合金材料及其制作工艺,其特征在于主要生产工艺为:用新型环保铜合金材料配方——采用有芯工频真空感应炉熔炼铜、锌、硅、磷合金系的环保型黄铜合金材料熔铸加工技术-→生产加工技术工艺-→产品性能、金相组织研究、导电率测定-→成品入库。
3.根据权利要求2所述的新型环保黄铜合金材料及其制作工艺,其特征在于所述的熔铸加工技术是采用有芯工频真空感应炉具,在熔炼过程中,准确控制合金元素的加入,采用中间合金加入方式,同时确定合金元素的烧损补偿量,保证熔体化学成份的均匀、稳定。
4.根据权利要求2所述的新型环保黄铜合金材料及其制作工艺,其特征在于其生产加工技术工艺包括:半连续铸锭-→减少热处理过程,油压机热挤压棒型坯料-→采用真空保护性退火,取消酸洗工艺,多次冷拉伸-→保护气氛下时效。
5.根据权利要求2所述的新型环保黄铜合金材料及其制作工艺,其特征在于控制强化相的形成,在铜合金中有比例地加入硅、磷,使之与基体相互间具有强烈化合作用,形成以β相为主要相结构,防止γ相出现的复杂黄铜,通过改变硅、磷的加入量,使之在晶体组织中产生有类似于铅的微小弥散质点,使这种质点能够均匀分布。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种新型环保合金材料及其制作工艺

背景技术

传统黄铜合金是在合金中加入了铅为代表的低熔点元素,从而使合金具有优良的易切削性能和较高的强度及塑性。一般认为黄铜的切削性是随着铅的增加而改善的,在大约含3%的铅最为有效。由于铅黄铜具有极好的切削性能,它广泛地被应用于多种制造行业中,如管件、钟表、制、电器、通讯、打火机、玩具以及交通、农用等较大型机械及精密切削加工的各种小零件等,但是铅黄铜中含有对人体有极大危害的重金属——铅,虽其含量不高,但其排放绝对量已非小数,对人的健康存在潜在的威胁。
对环境保护意识不断增强,人们对面向新世纪的绿色工程材料的祈求越加迫切和实际,因此含铅铜合金的应用受到国内外各国环保政策的限制。以无毒或低毒害物质代替铅,是减少铅污染的主要途径。为了减少多种制造业中铅黄铜报废后丢弃对环境造成的污染,必须采用不含铅的易切削黄铜。但是不含铅的一般黄铜,其切削性能极差,不适满足精密机械加工的要求。无铅易切削黄铜就是通过改良黄铜中的成分组成,适当加入其它少量无毒害的元素代替铅的功能,使其达到易切削的目的,即满足工业上的需要又保护了生态环境。目前国内外研发的无铅环保黄铜合金主要是在铜中加入碲、铋、锑等元素,但存在下列问题:碲、铋、锑等元素均为稀贵元素,资源有限,很难形成产业化批量生产以替代大量使用的铅黄铜;加铋、锑黄铜加工性能不良,因此成材率很低,提高了材料成本。

发明内容

本发明的目的在于针对上述铅黄铜存在的铅污染的问题,,提供一种无污染,而机械性能和切削性能优良的铜、锌、、磷合金系的黄铜合金材料及其制作工艺。
为了达到上述目的,本发明主要是采用以下技术方案来完成的。
本发明采用的黄铜合金成份为:Cu-Zn-Si-P合金系。
本发明的黄铜合金材料的配方是:铜:75%,硅:3%,磷0.1%,锌21.9%。
本发明的主要生产工艺为:开发新型环保铜合金材料配方——研发有芯工频真空感应炉熔炼铜、锌、硅、磷合金系的环保型黄铜合金材料熔铸加工技术-→生产加工技术工艺-→产品性能、金相组织研究、导电率测定-→成品入库。
1、采用有芯工频真空感应炉熔炼铜、锌、硅、磷合金系的黄铜合金材料。为了保证熔化体化学元素成份的均匀、稳定,采用有芯工频真空感应炉具有熔体搅拌功能强,功率因数高的特点,有利于铜合金材料的均匀性。由于合金中熔点不同,因此在熔炼过程中,准确控制合金元素的加入,本发明采用中间合金加入方式,同时确定合金元素的烧损补偿量,保证熔体化学成份的均匀、稳定。
2、环保型生产加工技术工艺。本工艺包括:半连续铸锭-→油压机热挤压棒型坯料-→多次冷拉伸-→保护气氛下时效。环保铜合金材料的合金成分配比及熔铸的关健工艺步骤,采用半连续铸锭,减少热处理过程,油压机热挤压棒型坯料,采用真空保护性退火,取消酸洗工艺,多次冷拉伸,保护气氛下时效,达到生产工艺技术的无污染。
3、控制强化相的形成。在铜合金中有比例地加入硅、磷,使之与基体相互间具有强烈化合作用,形成以β相为主要相结构,防止γ相出现的复杂黄铜,使其具有可与传统铅黄铜同样的高强度能。控制合金易切削相的形成。本发明通过改变硅、磷的加入量,使之在晶体组织中产生有类似于铅的微小弥散质点,使这种质点能够均匀分布起断削作用,从而达到易切削的性能。
本发明与现有技术相比,具有以下明显的优点和进步。(1)本发明通过对合金配方的全新设计,利用硅黄铜和磷铜各自优异的性能将二者合二为一,加入资源丰富、价格抵廉的硅、磷元素,得到与添加铋、锑等有色金属性能相同或优于的合金,合金材料大幅度降低,经济可行性极佳。同时合金不会产生对人体和环境有害的污染。(2)本发明采用P、Si为主要添加剂的易切削环保黄铜合金材料,具有高性能、环保、易切削的特性,彻底改变了我国现有的切削用铅黄铜和以碲、铋、锑等稀有金属做为添加元素的易切削黄铜的产品局面,产品中不含铅,并以资源丰富的P、Si为主要添加元素,产品具有铜合金材料所应有的强度、耐磨、耐蚀等特性。更重要的是。新型环保黄铜合金材料及其制品长期使用不会污染水质和危害人体健康。
本发明适用于生产新型环保黄铜合金材料。
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