[发明专利]一种用于环保饮用水管的黄铜合金及其管材

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种用于环保饮用水管的黄铜合金及其管材。

背景技术

传统的黄铜是主要含铜与锌的合金，最简单的黄铜是铜-锌二元合金，称为简单黄铜或普通黄铜，改变黄铜中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。黄铜中锌的含量越高，其强度也较高，塑性稍低。工业中采用的黄铜含锌量一般不超过45％(重量百分比)，含锌量再高将会产生脆性，使合金性能变坏。一般为了改善黄铜的性能会添加锡、铅等金属。如：在黄铜中加1％(重量百分比)的锡能显著改善黄铜的抗海水、海洋大气腐蚀的能力和切削加工性能，因此称为“海军黄铜”。多数黄铜合金具有良好的色泽、加工性和延展性，易于电镀或涂装。

为了进一步改善黄铜的机械或加工性能，人们不断的对黄铜的组分进行改进，例如申请号为200810188263.4的中国发明专利申请中公开了一种无铅易切削铝黄铜合金及其制造方法，该无铅易切削铝黄铜合金具有优良的铸造、焊接、切削和耐蚀性能，适合于低压铸造、重力铸造、水平连铸、锻造和挤压，所需金属原料成本低于铋黄铜，适用于饮用水供给系统所需的零部件和其它结构件，是一种新的环保型易切削铝黄铜合金，各组分按重量百分比为：铜57.0％～63.0％，铝0.3％～0.7％，铋0.1％～0.5％，锡0.2％～0.4％，硅0.02％～0.5％，磷0.01％～0.3％，选择性地添加镁、硼、稀土金属和锆中的至少两种元素，余量为锌和不可避免的杂质，其中选择添加元素的重量百分含量分别为镁0.01％～0.15％，锆0.01％～0.05％，铼0.001％～0.05％，硼0.0016％～0.0020％。该铝黄铜合金中添加了很多种金属，不利于工业生产中原料的控制，且成本较高。

因此，有必要对黄铜合金的组分进行改善，最好能采用较为简洁的原料组成实现对黄铜合金综合性能的提高。

发明内容

本发明提供了一种强度高、延伸性好且便于加工的用于环保饮用水管的黄铜合金。

一种用于环保饮用水管的黄铜合金，由如下质量百分比的原料组成：

铜    84％～86％

铋    2.8％～3.5％

镍    4.5％～5.5％

锌    5％～8.7％。

在原料中一般允许正常含量的杂质，但为了保证最终产品的性能，杂质质量百分比要求不超过0.4％。

作为优选，本发明黄铜合金由如下质量百分比的原料组成：

铜    84％～86％

铋    3％～3.5％

镍    4.5％～5％

锌    6％～7.5％。

作为进一步的优选，本发明黄铜合金由如下质量百分比的原料组成：

铜    85％

铋    3.2％

镍    5％

锌    6.8％。

优选的技术方案中，黄铜合金具有更好的抗拉强度、屈服强度和伸长率，即力学加工性能、延展性和柔韧性更好。

本发明还提供了一种利用所述的黄铜合金制成的黄铜管材，该管材不仅综合性能优良而且环保，可用作饮用水管件。

本发明黄铜合金的原料可以采用现有技术进行熔铸得到黄铜合金铸锭，相关技术可以采用中国发明专利申请200410084660.9、200710023433.9、200710023964.8等，作为优选本发明将黄铜合金铸锭经过冷轧、无氧退火、拉伸、去应力无氧退火后得到黄铜管材。

本发明还提供了一种所述的黄铜管材的加工方法，包括黄铜合金铸锭经过冷轧、无氧退火、拉伸、去应力无氧退火后得到黄铜管材。

黄铜管材的加工方法中，可以都采用现有技术，但作为优选，为了在 组分配方的基础上进一步改善管材的综合性能，进行无氧退火时，退火时保温时间1.5小时～2小时，保温温度为750±5℃。若保温时间过短，温度不够，会造成挤压管材时压力过大不动。若温度过高，保温时间过长，会造成头部开裂。经过拉伸得到管材后，为了消除内应力进行的去应力无氧退火温度为280℃～320℃，保温时间为1小时-1.5小时，这样可获得稳定的形状及几何尺寸精度。

本发明重点针对黄铜合金及管材组分的改进，在同等的熔炼、加工工艺下，得到的铜管的强度、硬度、柔韧性等指标要优于现有技术，综合性能优良而且环保，可用作对金属含量要求较高的饮用水管件。

具体实施方式

实施例1黄铜合金的制备

采用如下质量百分比组成的原料进行熔铸，得到黄铜合金的铸锭。

铜          85％