[发明专利]用于铜排的黄铜合金及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铜合金生产技术领域，特别涉及一种用于烟草行业切丝机铜排部件具有高硬度、高延伸率的黄铜合金及其制造工艺。

背景技术

随着烟草设备行业生产技术的进步和部分产品的特殊要求，对切丝机的要求越来越高，要求铜排部件要有更高的硬度和延伸率，而传统的铜排合金材料在生产过程中由于硬度、延伸率达不到要求，生产的铜排偏软，在切丝机上使用时易开裂，无法在对铜排有较高性能要求的切丝机上使用、或者即使勉强能用但使用效果不佳。铜合金中加入稀土可以使铜排的力学性能达到要求，如公开号为CN101157998A的发明专利，公开一种含稀土锡黄铜合金,包括铜,锌,锡,铝,镍,锰,锑,硼,以镧、铈等轻质稀土元素为主的混合稀土金属,各组份的组成按重量百分比计分别为:铜69～71%，锡0.5～1%，铝0.1～0.5%，镍0.1～0.5%，锰0.1～0.6%，锑0.01～0.05%，硼0.002～0.02%，以镧、铈等轻质稀土元素为主的混合稀土金属0.02～0.2%,其余为锌及总量不大于0.05%的杂质,各组份的重量百分比总和为100%。但是加入稀土会导致成本增加,加工工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于解决现有用于铜排的黄铜合金强度、延伸率低，或者力学性能达到要求，但生产成本较高、工艺复杂的缺陷，提供一种黄铜合金，它制作出来的铜排具有高强度、高延伸率，不易开裂，工艺性能好。

本发明的另一目的在于提供一种用于铜排的黄铜合金的制造工艺，工艺简单，生产成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于铜排的黄铜合金，所述的黄铜合金各组份的重量百分比组成为：铜58.00~58.50%、镍2.20~2.50%、锰1.90~2.20%、铝1.20-1.50%、铅＜1.00%、铁＜0.30%、余量为锌和不可避免的杂质。

本发明通过控制Ni、Mn、Al元素含量范围，提高了黄铜合金的硬度，控制Pb、Fe元素的含量，增强了材料的韧性，提高了黄铜合金的延伸率，本发明的黄铜合金硬度、延伸率完全达到用户产品要求。

本发明还提供了一种上述用于铜排的黄铜合金的制造工艺，所述的制造工艺包括以下步骤：

a、原料准备：以紫杂铜、含锰30%的铜-锌-锰合金、含镍10~20%的废白铜、锌块和铝线为原料，根据黄铜合金成分计算各原料的重量配比；

b、熔炼、连铸：在工频电炉中加入原料熔炼，熔炼温度在1100~1200℃，熔炼过程中先加入含锰30%的铜-锌-锰合金和含镍10~20%的废白铜进行熔炼，然后加紫杂铜熔炼，搅拌均匀后再加入锌块和铝线熔炼，搅拌均匀后倒入保温炉，保温温度为900~1100℃，然后连铸成铜锭；

c、最后在700~750℃下挤压成型。挤压成型后得到黄铜合金的成品，即是铜排。

利用回收的废白铜作为原料，避免了新Ni金属的使用，按照质量比例2.35%计算，每吨节省约23.5Kg新Ni金属，直接降低成本达4000元/吨，并且生产工艺较简单。

先将含锰30%的铜-锌-锰合金和含镍10~20%的废白铜加入炉中，这样可以保证铜-锌-锰合金充分溶解，避免因溶解不充分而导致夹渣影响质量，再加入紫杂铜原料，充分搅拌后取样化验加入锌块、铝线进行成分调制，成分调制好以后再取样化验以保证成分合格。

作为优选，连铸速度为70~100mm/min。控制连铸速度，即是控制冷却速度，以避免产生表面缺陷、内部缺陷和形状缺陷。

作为优选，所述的含锰30%的铜-锌-锰合金采用电解锰和HPb59-1铜头制备而成。这样制作含锰30%的铜-锌-锰合金可有效降低生产成本。

本发明的有益效果是：1、本发明的黄铜合金生产出来的铜排具有高强度、高延伸率，不易开裂，工艺性能好的特点。2、生产工艺简单，生产成本低。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明黄铜合金的实例如下：

实施例1：

本实施例黄铜合金的组成成分为：铜58.14%、镍2.34%、锰2.20%、铝1.36%、铅0.76%、铁0.24%、余量为锌和不可避免的杂质。

实施例2：

本实施例黄铜合金的组成成分为：铜58.26%、镍2.42%、锰2.07%、铝1.50%、铅0.81%、铁0.26%、余量为锌和不可避免的杂质。

实施例3：

本实施例黄铜合金的组成成分为：铜58.50%、镍2.50%、锰1.90%、铝1.38%、铅0.64%、铁0.19%、余量为锌和不可避免的杂质。

实施例4：