[发明专利]含砷低铅黄铜合金

说明书

技术领域

本发明属于金属合金材料制造领域，尤其涉及一种黄铜合金。

背景技术

黄铜被广泛应用于电子、建筑、机械等技术领域，黄铜性能包括可铸性，可加工性，抗腐蚀性，热传导性和导电性。主要的一个缺点涉及可切削性。由于铜的某种粘性，在切削中会因产生高温，进而使铜粘附刀具和增大能量的消耗。其中加入铅的黄铜合金在高温下具有较好的塑性，可进行锻造及铸造，同时可使其获得良好的机械性能、力学性能和切削性能。目前卫浴制造行业所用的黄铜合金一般为C37700锻造抛光铜合金，C37710普通铜合金，C85700铸造普通铜合金，C85710铸造抛光铜合金，然而以上铜合金的含铅量的范围大约在1.5％-2.5％。以上含铅铜合金铸造锻造件在卫浴管道行业使用时，合金中的铅会部分溶解于水中，据科学测定水中的铅含量能达50ppm以上。

铅是一种对环境和人体有害的元素，铅对人体的血液和神经系统特别是对儿童的肾和脑神经造成不可逆转的损伤，严重的会造成血铅、脑铅中毒、智力迟钝、痴呆、好动等不良后果。近年来世界各地的医学专家已发现铅黄铜对人类健康和环境卫生构成了威胁，因而各国政府相继出台了对含铅铜合金应用的限令，美国、欧盟、日本等国对铜合金中的铅含量和在饮用水中铅的浸出量分别作了严格限制。2000年美国环境保护局专门针对饮用水中的铅含量做了限定，要求饮用水铅含量必须从原来的50ppm降低到15ppm。2006年7月1日生效的ROHS指令要求：2006年7月1日以后投放欧盟的电气和电子产品不得含有铅、镉等有害物质，其铅含量＜0.01％、镉含量＜0.001％。卫浴制造行业也需符合ANSI/NSF 61以及饮水系统成分健康要求。对过水的金属铅的渗出量不能超过11PPB，美国加州更是要求不能超过5PPB。随着人们环境保护和健康意识的日益提高，低铅且易切削铜合金已越来越被人们所关注，往在铜中减少和去除铅的方向发展。

目前在低铅黄铜的加工上，主要是加工难度大，尺寸不易控制，刀具易磨损寿命短，低铅黄铜在铜压铸铜铸造上，存在缩水率偏大，晶体粗大。在铜锻造上易出现龟裂现象，流动性差，并且成型硬度增加，后期加工更难。

因此，急需研制出一种具有好的切削性的低铅黄铜合金，可以代替目前为止的含铅材料，在产品压铸.铸造.锻造能改变其组织性能，及晶体从而在无需改变加工条件。

发明内容

为了解决现有技术中重金属铅引发的对环境和人体健康的危害，已有的低铅黄铜加工难度大，尺寸不易控制，刀具易磨损寿命短，在铜压铸铜铸造上，缩水率偏大、晶体粗大、易出现龟裂现象，流动性差，并且成型硬度增加，后期加工更难等的不足，本发明提供一种不影响黄铜合金力学性能和切削加工性能，又更加符合环境保护和人们健康的含砷低铅黄铜合金。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：一种含砷低铅黄铜合金，其特征在于：含有铜、锌，铝、铋、砷，其各组份的组成按重量百分比计分别为：57-62％铜、37-43％锌，0.01-1.0％铝、0.05-2.5％铋、0.005-0.3％砷。

本发明中，加入铋以基本代替现有黄铜合金中的铅。因铋和铅一样，可与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时，又使铜产生冷脆。由铋来代替铅，可大大降低铅对人体的危害，又不影响黄铜合金力学性能和切削加工性能。同时，本发明中含有37-43％的锌，但在含锌量高于20％的高锌黄铜，易发生脱锌腐蚀。本发明中加入适量的砷便可以抑制其脱锌腐蚀。因砷在铜中有很大的固溶度，砷在铜中存在强烈的降低其导电率和导热性能，能够降低铜的电极电位，从而降低了电化学腐蚀倾向，防止黄铜脱锌腐蚀。

根据本发明的一优选实施例：本发明一种低铅黄铜合金其中含有不超过0.2％的铅。

根据本发明的一优选实施例：本发明一种低铅黄铜合金还含有0.02-1.0％锡、0.1-1.0％镍、0.01-1.0％铁、0.01-1.0％硫、0-0.01％铼。

根据本发明的一优选实施例：本发明一种低铅黄铜合金含有59.5％铜、36.5％锌、0.60％铝、1.60％铋、0.10％砷、0.65％锡、0.25％镍、0.20％铁、0.10％硫和0.01％铼。

根据本发明的一优选实施例：本发明一种低铅黄铜合金含有58.0％铜、37.5％锌、0.60％铝、1.35％铋、0.05％砷、0.65％锡、0.25％镍、0.50％铁、0.10％硫和0.01％铼。