一種環保易切削的連鑄型銅合金及其加工工藝的製作方法
2023-06-06 11:03:36 5
專利名稱：一種環保易切削的連鑄型銅合金及其加工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及有色金屬及其製作技術領域，尤其涉及到一種銅合金及其加工工藝。
背景技術：
鋅、鉛、銅合金由於具有好的鑄造性能，耐磨性、耐腐蝕和易切削加工性，主要用於 機械配件、水暖器材、汽車部件、螺絲等。 近年來隨著我國經濟高速發展，特別是機械製造、五金、水暖等行業的高速發展， 對銅合金材料需求量也隨之快速增長。眾所周知，銅合金中含有鉛，其雖然可以改善材料的 切削性能及機械性能，但卻因鉛汙染環境，對人體有害，因而需要控制含量，甚至被逐步取 代，特別是水暖器材方面，有更嚴格的要求。1992年世界衛生組織在飲用水指標中規定飲用 水中的鉛含量，最好在0. 01mg/L以下，由此，近年來各國不斷有易切削環保合金銅問世，也 相繼應用到水暖器材中。 本申請人秉持著研究創新、精益求精之精神，利用其專業眼光和專業知識，研究出 一種環保易切削的連鑄型銅合金。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可有效降低鉛含量的環保、易切削的連鑄型銅合金及 其加工工藝。 為了實現上述發明，本發明採用了如下方案 —種環保易切削的連鑄型銅合金，該銅合金按重量百份比構成如下Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si的不可避免雜
質總量之和《0. 4 ;餘量為Zn。 —種適合上述之環保易切削的連鑄型銅合金加工的工藝，包括如下步驟
配料、熔煉、分析、鑄造、矯正、切割、質檢、拉光，工藝分述如下
—、配料 按重量百份比取Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si的不可避免雜質總量之和《0. 4 ;餘量為Zn進行配料，並加入擴化劑硼砂及氯化鈉；
二、熔煉 先將Cu和Mn放進熔爐進行熔煉，待Cu熔化後添加Al和Zn，最後添加硼砂 及氯化鈉進行雜質清除，液面覆蓋採用石墨板與耐火板；原料全部熔化須把溫度上升 1000-1200。C，熔煉時間為30分鐘;
三、分析 攪拌後取樣化驗是否符合配料比例；
四、鑄造 分析合格後連鑄，冷卻器採用水遁環，冷卻器內套高純石墨，鑄造速度20 40米 /小時，可用調速電機及水壓相互調速，冷卻水壓0. 02 0. 06Mpa。
由於採用了上述技術方案，本發明有如下優越性 本發明的銅合金配方有效降低鉛含量，符合環保要求，且獲得良好地合金力學性能，抗拉強度Rm > 240Mpa，規定非比例延伸強度Rp0. 2 > 120Mpa，伸長率A > 15%，切削性能良好。 本發明提供的加工工藝簡單，易操作，生產成本低。
具體實施例方式本發明提供的銅合金按重量百份比構成如下Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si等的不可避免雜質總量之和《0. 4 ;餘量為Zn。
實例1 : 製作①40 X①20 X 3000合金銅棒 配料，按重量百分比進行配料，其中Cu 59%、 Al 0. 5%、Mn 0. 3%，包括Pb、 Sb、Fe、 S、 Si等的不可避免雜質之和為0. 4% ，餘量為Zn。 熔煉先將銅和錳投入熔爐進行熔煉，待銅熔化後再添加鋁和鋅，再用硼砂清除雜質，液面覆蓋用石墨板。原料全部熔化須把溫度上升IIO(TC，熔煉時間為30分鐘。
分析攪拌取樣化驗成份分析。
鑄造分析合格後連鑄，冷卻器採用水遁環，冷卻器內套高純石墨，鑄造溫度1150°C ，鑄造速度15米/小時，冷卻水壓0. 02Mpa。
實施例2 : 製作①50 X①30 X 2000合金銅棒 配料，按重量百分比進行配料，其中Cu 58%、 Al 0. 4%、Mn 0. 2%，包括Pb、 Sb、Fe、S、Si的不可避免雜質之和為0. 3%，餘量為Zn。 熔煉先將銅和錳投入熔爐進行熔煉，待銅熔化後再添加鋁和鋅，再用硼砂及氯化鈉清除雜質，液面覆蓋用石墨板。原料全部熔化須把溫度上升1200°C ，熔煉時間為30分鐘。
分析攪拌取樣化驗成份分析。
鑄造分析合格後連鑄，冷卻器採用水遁環，冷卻器內套高純石墨，鑄造溫度1150°C ，鑄造速度15米/小時，冷卻水壓0. 02Mpa。
實施例3 : 製作①40 X①20 X 3000合金銅棒 配料，按重量百分比進行配料，其中Cu 60%、 Al 0. 3%、Mn 0. 25%，包括Pb、 Sb、Fe、S、Si的不可避免雜質之和為0. 2%，餘量為Zn。 熔煉先將銅和錳投入熔爐進行熔煉，待銅熔化後再添加鋁和鋅，再用硼砂清除雜質，液面覆蓋用石墨板。原料全部熔化須把溫度上升IIO(TC，熔煉時間為30分鐘。
分析攪拌取樣化驗成份分析。 鑄造分析合格後連鑄，冷卻器採用水遁環，冷卻器內套高純石墨，鑄造溫度1150°C ，鑄造速度15米/小時，冷卻水壓0. 02Mpa。 本發明中，還可適當減少Pb而增加Ni，以構成Cu-Zn-Ni-Mn的銅合金，由於Pb是作為不可避免雜質元素，增加Ni後可使Pb在銅合金中含量極低，與其它Sb、Fe、S、Si共同構成雜質元素含量。
實施例4 : 製作①40 X①20 X 3000合金銅棒 配料，按重量百分比進行配料，其中Cu 59%、A1 0. 3%、Mn 0. 25%、Ni 2%，包括 Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免雜質之和為0. 2%，餘量為Zn。 熔煉先將銅和錳投入熔爐進行熔煉，待銅熔化後再添加鋁、鋅和鎳，再用硼砂及 氯化鈉清除雜質，液面覆蓋用石墨板。原料全部熔化須把溫度上升110(TC，熔煉時間為30 分鐘。
分析攪拌取樣化驗成份分析。
鑄造分析合格後連鑄，冷卻器採用水遁環，冷卻器內套高純石墨，鑄造溫度 1150°C ，鑄造速度15米/小時，冷卻水壓0. 02Mpa。
實施例5 : 製作①40 X①20 X 3000合金銅棒 配料，按重量百分比進行配料，其中Cu 58%、 Al 0. 5%、Mn 0. 3%、Ni 2%，包括 Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免雜質之和為0. 3%，餘量為Zn。 熔煉先將銅和錳投入熔爐進行熔煉，待銅熔化後再添加鋁、鋅和鎳，再用硼砂及 氯化鈉清除雜質，液面覆蓋用石墨板。原料全部熔化須把溫度上升IIO(TC，熔煉時間為30 分鐘。
分析攪拌取樣化驗成份分析。
鑄造分析合格後連鑄，冷卻器採用水遁環，冷卻器內套高純石墨，鑄造溫度 1150°C ，鑄造速度15米/小時，冷卻水壓0. 02Mpa。
本發明中各合金元素作用分述如下 銅具有極高的導電、導熱性能及良好的耐蝕性，在合金中的重量比最高。 鋅鋅是銅合金中重要添加元素之一，能提高銅合金的流動性，縮小結晶溫度區
間，減輕偏析和排氣。
鎳提高合金銅的抗腐蝕性與韌性。
錳提高合金銅的機械性能及合金銅的硬度。
鋁提高合金銅的韌性及剛性。
權利要求
一種環保易切削的連鑄型銅合金，其特徵在於該銅合金按重量百份比構成如下Cu 58～60；Al 0.3～0.5；Mn 0.2～0.3；包括Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免雜質總量之和≤0.4；餘量為Zn。
2. —種適合上述之環保易切削的連鑄型銅合金加工的工藝，其特徵在於包括如下步驟配料、熔煉、分析、鑄造、矯正、切割、質檢、拉光，工藝分述如下一、 配料按重量百份比取Cu 58 60 ;A1 0. 3 0. 5 ;Mn 0. 2 0. 3 ;包括Pb、 Sb、 Fe、 S、 Si的 不可避免雜質總量之和《0. 4 ;餘量為Zn進行配料，並加入擴化劑硼砂及氯化鈉；二、 熔煉先將Cu和Mn放進熔爐進行熔煉，待Cu熔化後添加Al和Zn，最後添加硼砂及氯化鈉進 行雜質清除，液面覆蓋採用石墨板與耐火板；原料全部熔化須把溫度上升1000-120(TC，熔 煉時間為30分鐘；三、 分析攪拌後取樣化驗是否符合配料比例；四、 鑄造分析合格後連鑄，冷卻器採用水遁環，冷卻器內套高純石墨，鑄造速度20 40米/小 時，可用調速電機及水壓相互調速。
全文摘要
本發明涉及有色金屬及其製作技術領域，尤其涉及到銅合金及其加工工藝。該銅合金按重量百份比構成如下Cu 58～60；Al 0.3～0.5；Mn 0.2～0.3；包括Pb、Sb、Fe、S、Si的不可避免雜質總量之和≤0.4；餘量為Zn。加工步驟包括配料、熔煉、分析、鑄造、矯正、切割、質檢、拉光，熔煉時先將Cu和Mn放進熔爐進行熔煉，待Cu熔化後添加Al和Zn，最後添加硼砂及氯化鈉進行雜質清除，液面覆蓋採用石墨板與耐火板；熔化溫度1000-1200℃，熔煉時間為30分鐘。本發明可有效降低鉛含量，符合環保要求，且獲得良好地合金力學性能，抗拉強度Rm≥240Mpa，規定非比例延伸強度Rp0.2≥120Mpa，伸長率A≥15％，切削性能良好；生產工藝簡單，易操作。
文檔編號B22D11/16GK101787462SQ201010136658
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月25日 優先權日2010年3月25日
發明者陳浩祥 申請人:東莞市立志五金配件有限公司