[发明专利]一种高强弹性黄铜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强弹性黄铜及其制备方法；特别涉及一种代替锡磷青铜的低成本、高强弹性黄铜及其制备方法；属于有色金属制备技术领域。

背景技术

目前,高弹性铜基材料以铍青铜、锡磷青铜等材料为主，广泛应用于电器接插件、弹簧、开关、触头等各种弹性元件领域及电子、通讯、仪表等工业领域。但是，铍青铜存在工作温度低,生产工艺复杂、被氧化物有毒、价格昂贵等缺点。现有锡磷青铜的组分为：Sn3.5～4.5wt%、Pb≤0.02wt%、P0.20～0.40wt%、Al≤0.002wt%、Fe≤0.02wt%、Si≤0.002wt%、Sb≤0.002wt%、Bi≤0.002wt%、余量为铜；从其成分中可以看出铜含量≥95.4wt%，而且还含有Sn；高的铜含量导致其成本必然很高，而含有的Sn，其价格就更高了，这也是导致高成本的原因之一，同时制备锡磷青铜的工艺复杂、能耗高、成品率极低这也是导致高成本的原因。

我国正处在经济高速增长时期，电子、电气等行业发展迅速，亟需大量的高性能弹性材料来替代铍青铜、锡磷青铜并填补铍青铜、锡磷青铜产量不足造成的缺口。据资料知，2011年国内锡磷青铜带的需求量已经在20万吨以上，并且需求量还在以12%的速度不断增加。因此，国内致力于研究锡磷青铜的替代品：低成本高弹性铜基材料。但迄今为止，还没有开发出一种成本低、弹性好、能够完全替代锡磷青铜作接插件应用的新型弹性合金材料。

黄铜以其成熟的制备工艺，被广泛的应用于各个行业，现有黄铜常见的有以下三大类：

第一类为铜-铝-镁-锰-铈-镧-锌合金，其具体组成成分范围为：铜48-70wt%，铝0.3-0.4wt%%，镁4-4.3wt%%，锰0.1-0.2wt%%，铈0.08-0.11wt%%，镧0.01-0.03wt%%余量为锌；其弹性模量仅为90-110Gpa、电导率仅为5-7%IACS；无法满足替代锡磷青铜的要求；

第二类为铜-铅-锡-锌合金，其具体组成成分范围为：铜55-65wt%、铅0.5-3.7wt%、锡0.1-0.5wt%、余量锌；其弹性模量仅为95-100Gpa、电导率仅为6-8%IACS；也无法满足替代锡磷青铜的要求；

第三类为铜-镍-铝-锰-硅-钛-锌合金，其具体组成成分范围为：铜72-75wt%、镍4-5wt%、铝1.8-2wt%、锰0.6-0.8wt%、硅0.4-0.6wt%、钛0.3-0.5wt%、锌18-20wt%；其弹性模量仅为110-115Gpa、电导率仅为8-11%IACS，由于电导率太低，也无法满足也无法满足替代锡磷青铜的要求；

总之现有黄铜因其综合性能无法达到替换锡磷青铜的要求；而不被用于替换锡磷青铜。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种低成本的高强弹性黄铜合金。

本发明所述的一种高强弹性黄铜，以质量百分比计包括下述组分：

余量为Zn和不可避免的杂质。

本发明所述的一种高强弹性黄铜，以质量百分比计包括下述组分：

余量为Zn和不可避免的杂质。

本发明所述的一种高强弹性黄铜，以质量百分比计包括下述组分：

余量为Zn和不可避免的杂质。

本发明所述的一种高强弹性黄铜的制备方法，包括下述步骤：

步骤一配料

根据设计的高强弹性黄铜组分，分别配取原料铜、原料镍、原料铁、铜-RE中间合金、铜锰中间合金、铜硼中间合金、原料铝、原料锌；

步骤二熔炼

将步骤一配取的原料铜、原料镍、原料铁、铜-RE中间合金、铜锰中间合金、铜硼中间合金、原料铝、原料锌依次加入熔炼炉中进行熔化，加入原料锌时，控制炉温为750-850℃，待原料锌完全溶化后，升温至1150-1200℃进行熔炼，然后在1100-1130℃下进行浇铸，得到黄铜合金铸锭。

本发明所述的一种高强弹性黄铜的制备方法，原料铜的纯度≥99.9%；原料镍的纯度≥96%；原料铝的纯度≥99%；原料锌的纯度≥99%；原料铁的纯度≥99.9%。