[发明专利]一种低铅黄铜及其铸造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属合金材料制造领域，尤其涉及一种低铅黄铜合金及其铸造方法。

背景技术

铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质，主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统，铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。在卫浴行业饮用水系统零部件多采用含铅量为2％-3％的铅黄铜材料制作，且铅黄铜制造的管道和阀门表面的铅会随着水的冲刷、浸泡或与水中的其它物质发生反应而进入水中，被人体摄入，危害健康。

针对目前北美地区将于09年施行“美国加州《AB1953法案》修正案”(该法案要求把公共饮用水设施或为大众供应饮用水的设施，其管道及管配件过水表面的铅质量平均含量不超过0.25％，而原标准为4％)。

国内低铅卫浴产品制造技术及加工工艺尚处于起步阶段的这种状况，通过工艺研究要达到卫浴的过水件铜合金制品能够满足美国市场对低铅卫浴制品需求的目的，解决低铅铜合金原材料配置及生产工艺改进的技术问题：与铅黄铜相比，存在：1.枝晶严重；2.流动性差，不易切削加工。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提出一种新的低铅黄铜材料，参照普通黄铜ZCuZn40Pb2，把Pb含量降低到0.25％以下，适当增加Bi+Sb的含量用以代替Pb的良好切削性能。

本发明采用的技术方案如下：

一种低铅黄铜，由铜、铁、铅、铝、锡、镍、锌、铋、锑及杂质组成，各组分的配比，以重量百分比计，为：

铜59.00％-62.00％、铁0.10％-0.20％、铅0.025％-0.15％、铝0.50％-0.70％、锡0.10％-0.15％、镍0.10％-0.12％、铋0.005％-2.50％、锑0.002％-0.025％、杂质0.50％、余量为锌。

优选的，组分中铋的含量为0.005％-0.04％。

优选的，组分中锑的含量为0.002％-0.004％。

优选的，各组分的配比，以重量百分比计，为：铜60.00％、铁0.15％、铅0.01％、铝0.60％、锡0.15％、镍0.12％、铋0.03％、锑0.003％、杂质0.5％、余量为锌。

本发明的有益效果在于：用Bi和Sb代替Pb，适当调整其它合金元素成份含量，以期研制的低铅铋黄铜与普通黄铜各相关性能趋于接近，以便不需要改变或者改变很少以前用于普通黄铜ZCuZn40Pb2生产产品的工艺路线及参数来生产低铅Bi+Sb黄铜制品。结果表明，添加Sb后，可分别使合金的热裂抗力提高2.21和2.68倍。

附图说明

图1为本发明实施例4材料放大100倍后的金属显微组织图

图2为本发明实施例4材料放大200倍后的金属显微组织图

图3为本发明实施例4材料的化学光谱测试结果

图4为本发明实施例4材料的力学性能测试结果

图5为本发明实施例4材料的硬度测试结果

图6为本发明材料的铸造工艺流程

具体实施方式

为了把黄铜合金中的铅含量降低到0.25％以下，同时又不影响其性能，本发明中的合金材料采用适当增加Bi+Sb的含量的方式，以下为几种优选的实施例。

实施例1

铜59.00％、铁0.20％、铅0.025％、铝0.70％、锡0.10％、镍0.12％、铋0.005％、锑0.025％、杂质0.50％、余量为锌。

实施例2

铜62.00％、铁0.10％、铅0.15％、铝0.50％、锡0.15％、镍0.10％、铋2.50％、锑0.002％、杂质0.50％、余量为锌。

实施例3

铜60.00％、铁0.15％、铅0.15％、铝0.60％、锡0.15％、镍0.10％、铋0.04％、锑0.004％、杂质0.50％、余量为锌。

实施例4

铜60.00％、铁0.15％、铅0.01％、铝0.60％、锡0.15％、镍0.12％、铋0.03％、锑0.003％、杂质0.5％、余量为锌。

图1、图2显示了对实施例4材料的金相测试结果，结论如下：

■晶粒度0.10以下■组织均匀均匀■气孔没发现■第二相分布均匀■第二相比例25-50％

图3、图4、图5分别为对实施例4材料的化学光谱测试、力学性能测试和硬度测试的报告。显示其各方面性能均与普通黄铜极为接近。结果表明，添加Sb后，可分别使合金的热裂抗力提高2.21和2.68倍。