[发明专利]无铅稀土铋易切削黄铜棒材

说明书

技术领域

本发明涉及一种切削黄铜棒材，具体地说是一种无铅稀土铋易切削黄铜合金棒材。

背景技术

切削黄铜目前主要以含铅的黄铜为主，由于其特殊的机械和物理性能，被广泛应用于五金制品、自行车、制笔、电子、电池、家用电器、通讯、钟表等各行各业。但铅是对人体危害相对较大的重金属之一，而且铅排入环境以后不易除去，并在环境中积累起来，极易对生物和人体产生一定的毒性作用，特别是对儿童的脑神经和肾功能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。目前大量使用的含铅的黄铜其铅含量大约在1.5％～3.7％，这个范围的铅含量的黄铜如果用于卫浴管道行业，合金中的铅会部分溶解于水，经科学检测所知，最高时铅的溶出浓度可达50ppm以上。因此，世界各国均很重视铅造成的污染和引起的危害，相继研究环保型的易切削黄铜，代替铅黄铜的使用。美国、日本、欧盟及各国从2006年7月1日起对出口这些国家和地区的电子电器产品和水暖、五金器材提出了相应限制和禁止规定，要求产品铅含量达到相应的规定或无铅。因此开发一种无铅稀土铋易切削黄铜棒材以代替铅黄铜在一些领域的使用具有显著的现实和经济意义。

发明内容

本发明的目的就是提供一种无铅稀土铋易切削黄铜棒材及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：无铅稀土铋易切削黄铜棒材，其特征是其合金化学成分重量百分比组成为：Cu：55.0～65.0％，Bi：0.1～2.0％，RE(混合稀土)：0.01～0.8％，Fe：≤0.3％，Pb：≤0.1％，其它杂质总和≤0.5％，Zn余量，其它有害元素满足ROHS标准。

进一步优化方案为：合金化学成分重量百分比组成为Cu：57.0～62.0％，Bi：0.2～1.4％，RE(混合稀土)：0.05～0.3％，Fe：≤0.3％，Pb：≤0.1％，其它杂志总和≤0.5％，Zn余量，其它有害元素满足ROHS标准。

上述无铅稀土铋易切削黄铜棒材的制备方法，它包括以下步骤：

(1)依成分百分比进行配料；铜、铋在成分保证的前提下按下限控制；铋按3～8％考虑烧损；稀土按6～10％考虑烧损；砷按15～20％考虑烧损；

(2)把铜和锌加入熔炼炉内熔化；熔炼炉内炉料熔化后保温5～10分钟，手动调整功率70％搅拌熔体3～5分钟，确保化学成分均匀；

(3)成分调整；保证熔体化学成分处在规定的范围之内；当炉前化学成分分析结果为不合格时，通过计算对炉内熔体进行补偿或者冲淡；

(4)扒渣；炉前化学成分检验合格后立即扒渣转炉；扒渣时间控制在5分钟之内；

(5)连铸；熔化炉铜水具备出炉条件时，可以通过流槽将铜水转注到保温炉，控制保温炉的铸造温度在935℃～945℃；向保温炉内加入氮气，当铸造腔氮气铜水液面达到铸造液面，再进行铸造作业，得铸锭；

(6)对铸锭加热，再进行挤压；

(7)酸洗；

(8)拉拨得黄铜棒材。

本发明的有益效果是：稀土铋易切削黄铜棒材，其特点是使用了环保型添加元素，使得其综合性能超过了铅黄铜，所用元素对人体、环境有益，是替代黄铅铜的理想材料。可广泛用在水暖、电器、机械、五金饰品、阀们、轴承等领域。采用熔炼、连铸、挤压及拉伸技术加工成所需规格的各种棒材。

具体实施方式

本发明一种无铅稀土铋易切削黄铜棒材，合金化学成分重量百分比组成为Cu：57.0～62.0％，Bi：0.2～1.4％，RE(混合稀土)：0.05～0.3％，Fe：≤0.3％，Pb：≤0.1％，其它杂志总和≤0.5％，Zn余量，其它有害元素满足ROHS标准。

制备方法为：配料-熔炼-保温-取样成分分析-铸造-取样成分分析-车削-车皮-加热-挤压-取样车削-拉伸-取样-退火-酸洗-取样力学性能捡测车削。流程大体与常规的铅黄铜合金生产相同。

制备方法详细如下：

1配料

1.1配料原则

a)依成分表中各组元成分规定值进行配料；

b)铜、铋在成分保证的前提下按下限控制；

c)每炉次配用中间合金时尽可能使用同一批次的中间合金，中间合金中各组元成分按平均值计算；

d)中间合金中铋按3～8％考虑烧损；稀土按6～10％考虑烧损；砷按15～20％考虑烧损。

2加料和熔化