一種鎂鉍黃銅合金材料及其製備方法
2023-05-14 11:01:31
一種鎂鉍黃銅合金材料及其製備方法
【專利摘要】一種鎂鉍黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：鎂6.5-6.9、鉍0.25-0.29、鋅11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mn1.6-1.8、Be0.4-0.5、餘量為銅。本發明合金具有無毒環保易切削的特點，而且成本較鉍黃銅低，還具有高溫抗氧化的特點，強度較高，冷熱加工性能好，可以鍛造、鑄造成線材、棒類等多種零件；通過合理控制鑄後處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致,合金品質均一。本發明精煉劑用於鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【專利說明】一種鎂鉍黃銅合金材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬合金材料的製造領域，尤其涉及一種鎂鉍黃銅合金材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]銅因其良好的導電性，可塑性，耐腐蝕性，應用非常廣泛。在銅合金中添加鋁、鎳、錳、錫、矽、鉛等元素，可以改善銅的性能，用於不同的場所。目前我國現有的銅合金仍存在一些問題，如合金內含有大量雜質元素，高溫疲勞性差、高溫強度低；硬度低，耐磨性差、摩擦係數大，使用壽命短；導電性差，浪費電能；彎曲加工性能差，容易折斷；質量重，施工困難；還不能滿足市場要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種鎂鉍黃銅合金材料及其製備方法，該銅合金材料具有易切削、加工性能好、耐高溫氧化的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種鎂鉍黃銅合金材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鎂
6.5-6.9、鉍 0.25-0.29、鋅 11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mnl.6-1.8、Be0.4-0.5、餘量為銅。
[0005]所述的鎂鉍黃銅合金材料的生產方法，其特徵在於:` (I)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.8比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、採用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋅；(2 )鉍、錳、Ta ; (3 )其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為20-24分鐘，投料後攪拌均勻。
[0006]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以250_260°C /小時速率升溫至330_350°C，再以200-2100C /小時速率降溫至280-290°C，再以250_260°C /小時速率升溫至550_570°C，保溫1-2小時；再以270-280°C /小時速率降溫至100_120°C，保溫1-2小時；再以250_260°C /小時速率升溫至340-360°C，保溫1-2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至300-310°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料製成:碳酸鈣粉4-5、鋁礬土 2.1-2.5、樹木灰燼1-2、納米二氧化矽1-2、明礬2-3、玉石粉3-4、電石粉4-5、氟鈦酸鉀2_3、四硼酸鈉1_2、Bi2O3 2-3 ;其製備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化矽、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻後，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反覆用清水洗淨，烘乾，與其它成分合併混合均勻即得。
[0008]本發明的有益效果
本發明合金具有無毒環保易切削的特點，而且成本較鉍黃銅低，還具有高溫抗氧化的特點，強度較高，冷熱加工性能好，可以鍛造、鑄造成線材、棒類等多種零件；通過合理控制鑄後處理溫度，使用廢銅作為原料，使芯部硬度與表面硬度基本一致，合金品質均一。本發明精煉劑用於鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高成品率。
【具體實施方式】
[0009]一種鎂鉍黃銅合金材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鎂6.5-6.9、鉍 0.25-0.29、鋅 11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mnl.6-1.8、Be0.4-0.5、餘量為銅。
[0010]所述的鎂鉍黃銅合金材料的生產方法如下:
(I)、準備純銅與廢銅按1:0.5比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、採用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)鋅；(2 )鉍、錳、Ta ; (3 )其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為22分鐘，投料後攪拌均勻。
[0011]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以255°C /小時速率升溫至340°C，再以205°C /小時速率降溫至285°C，再以255°C /小時速率升溫至560°C，保溫1.5小時；再以2750°C /小時速率降溫至110°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率升溫至350°C，保溫1.5小時；再以255°C /小時速率降溫至110°C，保溫1.5小時；再以205°C /小時速率升溫至305°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料製成:碳酸鈣粉5、鋁礬土 2.1、樹木灰燼1、納米二氧化矽2、明礬2、玉石粉4、電石粉4、氟鈦酸鉀3、四硼酸鈉2、Bi2O3 2 ;其製備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化矽、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-30000C，攪拌1-2小時，冷卻後，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反覆用清水洗淨，烘乾，與其它成分`合併混合均勻即得。
[0013]本實施例鎂鉍黃銅合金材料，抗拉強度6 b為510Mpa，屈服強度486MPa，硬度值HB為134，導電率％IACS54，軟化溫度602°C，20°C延伸率16%。
【權利要求】
1.一種鎂鉍黃銅合金材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:鎂 6.5-6.9、鉍 0.25-0.29、鋅 11.5-11.9、Ta0.04-0.06、Mnl.6-1.8、Be0.4-0.5、餘量為銅。
2.根據權利要求1所述的鎂秘黃銅合金材料的生產方法，其特徵在於: (I)、準備純銅與廢銅按1:0.3-0.8比例作為銅基質來源，將純銅加入投入爐中熔化，進行脫雜質、脫氧、採用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢銅熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)鋅；(2 )鉍、錳、Ta ; (3 )其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為20-24分鐘，投料後攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的鎂鉍黃銅合金材料的生產方法，其特徵在於:所述的鑄後熱處理是:先由室溫以250-260°C /小時速率升溫至330-350°C，再以200-210°C /小時速率降溫至280-290°C，再以250-260°C /小時速率升溫至550_570°C，保溫1_2小時；再以270-2800C /小時速率降溫至100-120°C，保溫1-2小時；再以250_260°C /小時速率升溫至340-360°C，保溫1-2小時；再以250_260°C /小時速率降溫至100_120°C，保溫1-2小時；再以200-210°C /小時速率升溫至300-310°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的鎂鉍黃銅合金材料的生產方法，其特徵在於:所述的精煉劑由下列重量份的原料製成:碳酸鈣粉4-5、鋁礬土 2.1-2.5、樹木灰燼1-2、納米二氧化矽1-2、明礬2-3、玉石粉3-4、電石粉4-5、氟鈦酸鉀2-3、四硼酸鈉1-2、Bi2O3 2-3 ;其製備方法是將碳酸鈣粉、鋁礬土、樹木灰燼、納米二氧化矽、明礬、玉石粉、電石粉混合，加熱至2600-30000C，攪拌1-2小時，冷卻後，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反覆用清水洗淨，烘乾，與其它成分合併混合均勻即得。
【文檔編號】C22C1/06GK103757476SQ201410011620
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】丁健, 倪受春, 林其斌, 葛浩, 夏巖磊, 楊玭 申請人:滁州學院