[发明专利]低收缩耐腐蚀的黄铜合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种黄铜合金，且特别涉及低收缩耐腐蚀的黄铜合金。

背景技术

现有非环保含铅黄铜的主要成份为铜与锌，两者的比例通常为约7∶3或6∶4，此外通常包含较多量的杂质。为了让黄铜能具有良好的机械加工性质，公知的黄铜组成含按重量百分比计为1-3％的铅。含铅黄铜为工业上重要材料，广泛应用于管线、水龙头、供水/排水系统的金属装置或金属阀等制品。

然而，随着环保意识抬头，重金属对于人体健康的影响与对环境污染的问题逐渐受到重视。因此，限制含铅合金的使用为目前的趋势。日本、美国等国陆续修订相关法规，极力推动降低环境中的含铅率，涵盖用于家电、汽车、水周边产品的含铅合金材料，特别要求不可从产品浸出铅至饮用水，且在加工过程中必须避免铅污染。从而，业界亟欲开发无铅的黄铜材料，寻找可替代含铅黄铜，并兼顾铸造性能、切削性、耐腐蚀性、与机械性质的黄铜合金。

早期的黄铜研究大多利用铋取代对人类有害的铅作为切削元素，含铋无铅黄铜的铸造性能优良、机械加工及后续抛光、电镀处理合格率高，所以铋无疑是取代铅的第一考虑。铋的化学性质与砷、锑类似，且砷、锑已被发现可抑制黄铜脱锌现象，但铋元素在黄铜合金中，容易偏析于晶界上，在二次加工(缎造、焊接)容易造成材料破裂。且铋元素具有微弱放射性，事实上对人体有害，故铋元素虽然在短期间可以取代铅元素，但在中长期来看，寻求其它合金元素来取代铅、铋的研究势在必行。

由此可见，现有的黄铜合金产品及其制造方法显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决道，因此新的黄铜合金配比和其制成产品，为业界急需改进的目标，亦属当前重要研发课题一。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种添加生医元素铌的低收缩耐腐蚀的黄铜合金，克服现有的黄铜合金材料因不可避免的脱锌行为导致其铸件严重腐蚀穿孔，而影响合金使用安全的缺陷。添加生医元素铌的低收缩耐腐蚀的黄铜具有优良的材料性能，良好韧性及加工性，能提高合金的强度和耐腐蚀性，能用于船舰等高腐蚀行为环境，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的低收缩耐腐蚀的黄铜合金的组成按重量百分比计为：铜：58-64％，锡：0.1-0.3％，铅：不大于0.25％，磷：0.01-0.15％，以及选自镍、铌、锆或铝元素中至少两种元素且总和为0.01-0.4％，其余为锌(Zn)和不可避免的杂质，而且，所述的低收缩耐腐蚀的黄铜合金组成中铜加锌不小于98wt％。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案来实现。

前述的低收缩耐腐蚀的黄铜合金，其中所述的铌按重量百分比计为0.07-0.15％。

前述的低收缩耐腐蚀的黄铜合金，其中所述的锡按重量百分比计为0.15-0.25％。

前述的低收缩耐腐蚀的黄铜合金，其中所述的铅按重量百分比计为0.08-0.2％。

前述的低收缩耐腐蚀的黄铜合金，其中所述的磷按重量百分比计为0.08-0.15％。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案来实现。低收缩耐腐蚀的黄铜合金的组成按重量百分比计为：铜：58-64％，锡：0.15-0.25％，铅：0.08-0.2％，磷：0.08-0.15％，及其它元素如镍、铌、锆、铝中至少选择两种合计添加0.07-0.25％，其余为锌和不可避免的杂质，而且，所述的低收缩耐腐蚀的黄铜合金组成中铜加锌不小于98wt％。

本发明的低收缩耐腐蚀的黄铜合金具有优良的材料性能，良好韧性及加工性，能提高合金的强度和耐腐蚀性，与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：

为达到上述目的，本发明提供的低收缩耐腐蚀的黄铜合金中铌的含量可与镍、锆、铝中至少之一按重量百分比添加达总和计为0.01-0.4％。在本发明实施例中，铌的含量为0.07-0.15％，铸造后可以使收缩量大幅降低、流动性提高，并且黄铜中的α相变多，提高其抗脱锌能力。

为达到上述目的，本发明提供的低收缩耐腐蚀的黄铜合金中铝的含量按重量百分比计为0.01-0.4％。在本发明实施例中，铝的含量为0.07-0.15％，适当的添加铝可以除氧，净化铜液，一旦过多变会造成氧化铝残留，容易形成夹渣。