一種高塑性的黃銅合金材料及其製備方法與流程

2023-05-26 00:25:41

本發明涉及一種五金材料，具體是一種高塑性的黃銅合金材料。

背景技術：

五金材料是指鐵、鋼、鋁等金屬經過鍛造、壓延、切割、等等物理加工製造而成的各種金屬器件，例如五金工具、五金零部件、日用五金、建築五金以及安防用品等。五金材料大都不是最終消費品，而是作為工業製造的配套產品、半成品以及生產過程所用工具等等。含鉛黃銅合金材料由於具有優良的切削性能，被公認為是重要的基礎材料，但鉛作為一種有害元素，在對環境造成極大汙染的同時，對人體也造成各種危害。所以，開發新的黃銅合金材料來代替含鉛黃銅合金材料有著重大的意義。人們採用鉍代替含鉛黃銅合金材料的鉛，雖然有助於改善黃銅合金材料的切削性能，但上述合金材料的機械性能如抗拉強度、塑性不夠，且由於鉍含量較高，合金材料的生產成本較高，這就限制了該種合金材料的應用。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種高塑性的黃銅合金材料，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高塑性的黃銅合金材料，由以下原料按照重量份組成：銅53-68份、鋅28-43份、鋁0.25-0.65份、磷0.08-0.24份、錫2.2-3.8份、碲0.02-0.08份、鉍0.4-1.2份、錳0.3-0.7份、鈣3-7份和鋇0.2-0.65份。

作為本發明進一步的方案：所述高塑性的黃銅合金材料，由以下原料按照重量份組成：銅56-68份、鋅34-43份、鋁0.35-0.65份、磷0.12-0.24份、錫2.7-3.8份、碲0.04-0.08份、鉍0.7-1.2份、錳0.45-0.7份、鈣5-7份和鋇0.3-0.65份。

作為本發明進一步的方案：所述高塑性的黃銅合金材料，由以下原料按照重量份組成：銅63份、鋅38份、鋁0.5份、磷0.16份、錫3.5份、碲0.06份、鉍0.9份、錳0.6份、鈣6.5份和鋇0.5份。

所述高塑性的黃銅合金材料的製備方法，具體步驟如下：

步驟一，稱取原料，備用；

步驟二，將所有原料放入熔融爐中，熔融爐1600-1960℃下保溫5-8小時，再進行澆注成型，得到鑄錠，將鑄錠在650-820℃下進行擠壓比為7-15的熱擠壓2-4小時，然後在300-450℃的溫度下進行2-5小時的熱處理，熱處理之後進行再結晶退火，再結晶退火後以100℃/小時的冷卻速度冷卻至常溫即可。

作為本發明進一步的方案：熱處理包括淬火、時效處理和回火處理。

作為本發明進一步的方案：再結晶退火的溫度為550-640℃,時間為50-80分鐘。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明原料來源廣泛，製備工藝簡單，生產成本低，本發明製備的黃銅合金材料不含鉛而且無毒害，具有優良的抗拉強度、延伸率、硬度及相對切削性能，在飾品、五金材料、機械、電子、電氣等各領域具有良好的市場前景，使用效果好。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

實施例1

一種高塑性的黃銅合金材料，由以下原料按照重量份組成：銅53份、鋅28份、鋁0.25份、磷0.08份、錫2.2份、碲0.02份、鉍0.4份、錳0.3份、鈣3份和鋇0.2份。

所述高塑性的黃銅合金材料的製備方法，具體步驟如下：

步驟一，稱取原料，備用；

步驟二，將所有原料放入熔融爐中，熔融爐1600℃下保溫5小時，再進行澆注成型，得到鑄錠，將鑄錠在650℃下進行擠壓比為8的熱擠壓2小時，然後在300℃的溫度下進行2小時的熱處理，熱處理之後進行再結晶退火，再結晶退火後以100℃/小時的冷卻速度冷卻至常溫即可。

實施例2

一種高塑性的黃銅合金材料，由以下原料按照重量份組成：銅56份、鋅34份、鋁0.35份、磷0.12份、錫2.7份、碲0.04份、鉍0.7份、錳0.45份、鈣5份和鋇0.3份。

所述高塑性的黃銅合金材料的製備方法，具體步驟如下：

步驟一，稱取原料，備用；

步驟二，將所有原料放入熔融爐中，熔融爐1750℃下保溫6小時，再進行澆注成型，得到鑄錠，將鑄錠在730℃下進行擠壓比為10的熱擠壓2小時，然後在340℃的溫度下進行4小時的熱處理，熱處理包括淬火、時效處理和回火處理，熱處理之後進行再結晶退火，再結晶退火後以100℃/小時的冷卻速度冷卻至常溫即可。

實施例3

一種高塑性的黃銅合金材料，由以下原料按照重量份組成：銅63份、鋅38份、鋁0.5份、磷0.16份、錫3.5份、碲0.06份、鉍0.9份、錳0.6份、鈣6.5份和鋇0.5份。

所述高塑性的黃銅合金材料的製備方法，具體步驟如下：

步驟一，稱取原料，備用；

步驟二，將所有原料放入熔融爐中，熔融爐1840℃下保溫5小時，再進行澆注成型，得到鑄錠，將鑄錠在780℃下進行擠壓比為12的熱擠壓4小時，然後在420℃的溫度下進行2小時的熱處理，熱處理之後進行再結晶退火，再結晶退火的溫度為580℃,時間為60分鐘，再結晶退火後以100℃/小時的冷卻速度冷卻至常溫即可。

實施例4

一種高塑性的黃銅合金材料，由以下原料按照重量份組成：銅68份、鋅43份、鋁0.65份、磷0.24份、錫3.8份、碲0.08份、鉍1.2份、錳0.7份、鈣7份和鋇0.65份。

所述高塑性的黃銅合金材料的製備方法，具體步驟如下：

步驟一，稱取原料，備用；

步驟二，將所有原料放入熔融爐中，熔融爐1960℃下保溫6小時，再進行澆注成型，得到鑄錠，將鑄錠在760℃下進行擠壓比為14的熱擠壓4小時，然後在450℃的溫度下進行5小時的熱處理，熱處理包括淬火、時效處理和回火處理，熱處理之後進行再結晶退火，再結晶退火的溫度為640℃,時間為80分鐘，再結晶退火後以100℃/小時的冷卻速度冷卻至常溫即可。

將實施例1-4的產品和現有產品分別進行材料性能測試，實驗結果見表1。

表1

從表1可以看出，實施例1-4的產品在抗拉強度、延伸率、硬度及相對切削性能上均優於現有產品，而且實施例產品的鉍含量低，降低了生產成本。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。