[发明专利]一种热成型性能优异的无铅易切削耐蚀黄铜合金

说明书

技术领域

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种无铅易切削耐蚀黄铜合金，特别是涉及一种热成型性能优异的无铅易切削耐蚀黄铜合金。

背景技术

铅黄铜如C36000、ZCuZn38Pb2，通过在合金中加入1wt%～4wt%的铅，使其具有优异的切削性能、良好的耐腐蚀性能，同时成本低廉，已被作为一种重要的基础材料用于电气、机械、水暖等各个领域。然而，含铅黄铜在生产、使用过程中会对环境造成污染，危害人类的健康。美国、欧盟等发达国家和地区已先后制定标准和法令，如NSF-ANSI372、AB-1953、RoHS等，逐步禁止生产、销售和使用含铅产品。

目前，国内外已对黄铜的无铅化做了大量的研究工作，主要通过以铋代铅、以锑代铅、以硅代铅来实现黄铜合金的切削性能，并通过添加适量的其它元素以改善黄铜合金的综合性能。

然而，一方面，铋黄铜热加工成型性能差，在热成型过程中易产生缺陷，成型复杂产品困难，且铋黄铜焊接性能较差；另一方面，铋为稀贵金属，以铋替代铅在产业上无法大规模实施。另外对多家国内外铜材生产商提供的铋黄铜棒材锻造生产阀门本体，装配阀门后，因不便于退火消除装配应力，进行氨熏实验时大都出现不同程度的开裂。

近期国内开发了无铅易切削锑黄铜，但锑本身具有毒性，在使用过程中，锑黄铜中的锑极易溶出，其龙头、阀门等过水产品经NSF测试锑元素在水中的溶出量远超过标准规定的0.6μg/L，存在环境污染和危害人类健康的隐患，不能应用于水暖零部件。

硅黄铜是当今无铅易切削黄铜研究的重点，目前已有相当数量的专利。例如中国专利申请200810163930.3公开了一种易切削硅黄铜合金及其制造方法，该硅黄铜合金的化学成份为：铜59.2～63.5wt%，硅0.35～0.9wt%，铅0.04～0.25wt%，磷0.22～0.38wt%，其他元素：0.005～1.1wt%，余量为锌和杂质，其具有优良的热成型性能、切削性能，但其耐蚀性能特别是抗应力腐蚀性能较差，无法满足生产检验需求，生产的阀门经氨熏测试时均出现开裂。中国专利申请200580046460.7公开了一种含有极少量铅的易切削铜合金，该合金包括：71.5～78.5wt%Cu，2.0～4.5wt%Si，0.005～0.02wt%Pb，余量为Zn，该合金连铸态组织较为粗大且不均匀，因而热加工性能较差，不能应用于成型复杂产品，实际生产中通常需要进行热挤压以改善铸态组织，势必产生成本的增加和能源的浪费，难以实现技术推广。中国专利ZL200580019413.3公开了一种晶粒细化了的铜基合金铸件，该合金由以下成分组成：Cu：69～88wt%，Si：2～5wt%，Zr：0.0005～0.4wt%，P：0.01～0.25wt%，余量为锌，该合金通过添加元素锆细化晶粒来改善合金铸件的性能，但金属锆资源稀少且价格昂贵，另一方面，锆在合金的熔炼过程极其容易与氧、硫等氧化介质结合转化为炉渣而失去作用，故在熔炼废料时造成锆的大量损耗，合金的可循环利用性差。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种热成型性能优异的无铅易切削耐蚀黄铜合金。本发明黄铜合金的综合性能优良，可用于生产水龙头、阀门、管道接头、电子电器、汽车、机械等零部件。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

一种热成型性能优异的无铅易切削耐蚀黄铜合金，该黄铜合金含有：74.5～76.5wt%的Cu、3.0～3.5wt%的Si、0.11～0.2wt%的Fe、0.04～0.10wt%的P，其余为Zn和不可避免的杂质。

优选地，所述黄铜合金中Cu的含量为：75-76wt%。

优选地，所述黄铜合金中Si的含量为：3.1-3.4wt%。

优选地，所述黄铜合金中P的含量为：0.04~0.08wt%。

优选地，所述黄铜合金还含有0.001～0.01wt%选自B、Ag、Ti和RE中的至少一种元素。

优选地，所述黄铜合金中B、Ag、Ti和RE的含量为：0.001～0.005wt%。

优选地，所述黄铜合金还含有选自Pb、Bi、Se和Te中的至少一种元素，其中Pb的含量为0.01～0.25wt%，Bi的含量为0.01～0.4wt%，Se的含量为0.005～0.4wt%，Te的含量为0.005～0.4wt%。

优选地，所述黄铜合金还含有0.05～0.2wt%选自Mn、Al、Sn和Ni中的至少一种元素。