[发明专利]高强度锌白铜合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种锌白铜合金，尤其涉及一种具有高强度锌白铜(弹性)合金。它特别适用于机器制造、电子通讯、化学、航天和民用工业等领域。

背景技术

锌白铜具有优良的耐蚀性、中等抗拉强度，较好的弹性，易于冷热加工，易于焊接。因而被广泛用在机器制造、电子通讯、化学、航天和民用工业的各种结构件、弹簧、接插件等。近年来已大量用来制作眼镜框架材料。随着现代工业的发展，对锌白铜材料需要更高的强度。目前国内锌白铜合金有BZn15-20、BZn18-20、BZn22-18、BZn25-18等，国外的有CuNi12Zn24、Cu18Ni17Zn、Cu15Ni20Zn、Cu12Ni23Zn、CuNi18Zn20和CuN12Zn24等。上述合金强度都不太令人满意，同时近年来，铜和镍价格上涨较快，造成这些锌白铜成本和售价昂贵，因而世界各国都致力于研发低成本高性能的新型锌白铜。

发明内容

本发明的目的是提供一种既具有高的抗拉强度、良好的冷热加工性能，而且保持原有锌白铜的耐蚀性、可焊性和美观的颜色，价格成本相对低廉的高强度锌白铜合金。

本发明的高强度锌白铜合金，其化学成分组成含有(wt％)：Ni13～17％，Zn 28～45％，以及余量的Cu，其中，合金成分中Cu+Zn+Ni含量≥99.5％。

镍的加入是提高合金的强度、耐蚀性和银白色。当镍含量低于13％，锌白铜的银白色中就泛浅黄色；高于17％，增加合金成本。锌是固熔强化元素，提高合金强度和耐蚀性，使锌白铜银白色变得更加美观。锌的含量不应低于28％，否则强度下降，耐蚀性不好；高于40％，加工性能不好。

作为优选，本发明的高强度锌白铜合金，其化学成分组成为(wt％)：Ni 13～17％，Zn 28～45％，Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的含量分别为：Be 0～0.5％，Ti 0～0.5％，Zr 0～0.4％，以及余量的Cu，其中合金成分中Cu+Zn+Ni含量≥99.5％。

加入微量元素是进一步提高合金性能。铍和钛是铜合金中很好的强化合金元素，加入少量就能提高合金性能。锆不但能强化，而且细化晶粒和起脱氧作用。它们的含量之和应≤0.5％，否则增加合金成本。

作为进一步优选，本发明的高强度锌白铜合金，其化学成分组成为(wt％)：Ni 13～17％，Zn 28～45％，  Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的总含量控制为0.5％，以及余量的Cu。

本发明的高强度锌白铜合金最佳化学成分为(wt％)：Ni含量为15％，Zn含量为38％，Be、Ti、Zr三种元素中的一种或两种，所述Be、Ti、Zr三种元素的总含量控制为0.5％，以及余量的Cu。

本发明的高强度锌白铜合金，其加工工艺和现有锌白铜加工工艺一样，可分为两种：一是铁模铸锭工艺，二是水平连铸工艺，一般的铜合金加工厂都能生产，适合于商业化生产。

与现有技术相比，本发明的高强度锌白铜合金以经济性和适用性为目的，合金含有较高组分的锌，部分地替代镍和铜，使合金的原料成本下降；合金保持原有各种锌白铜的耐蚀性、焊接性和颜色，而且具有更高的拉伸强度；合金的冷热加工性能良好。本发明合金能加工成棒材、型材、线材、丝材、板材、带材和管材。适用于各工业领域，尤其适合于制作眼镜框架。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例的工艺路线为：配料→连铸→拉伸→退火→酸洗→拉伸→成品→(或成品退火)→包装入库。

1.发明合金组成(wt％)：

Ni：15％，Zn38％，Ti：0.4％，Zr：0.1％，Cu：余量

2.合金熔炼工艺

原材料：电解铜、电解镍、锌锭、Cu-6％Ti中间合金、Cu-5％Zr中间合金

技术条件和参数：连铸坯规格：Φ12mm，熔炼温度：1300-1400℃，覆盖剂：干燥木炭。

加料顺序：电解铜、电解镍→熔化完了加锌→加中间合金→熔化完倒入300kg保温炉内进行保温→保温炉内温度达到1200℃以上，炉前取样分析→成分合格，出炉，其中熔炼过程和保温过程中用木炭覆盖。

炉前成分分析Ni：14.09％，Zn：39.0％，Ti：0.3005％，Zr：0.0911％，Cu：余量。

3.水平连铸

拉铸温度：1200-1250℃

拉铸参数：

牵拉                             回推