[发明专利]一种无铅青铜合金及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金及其应用，具体而言涉及一种适合低压铸造、重力铸造，易切削耐腐蚀无铅环保青铜合金及其在饮用水系统铸件中的应用。 

背景技术

含铅青铜合金是较含铅黄铜合金具有更强耐脱锌腐蚀性能的铜合金，在世界范围内有着广泛的应用，这些领域涉及机械制造、电器仪表、建筑五金、饮用水管路等。含铅青铜合金具有很多优点，如牌号ZQSn5-5-5含铅锡青铜，含有4％-6％铅、4％-6％锡以及4％-6％锌，因其含铅量高，具有较好的铸造性能、切削性能，同时因其含锌量低，具有较强的耐脱锌腐蚀性能，可以用于铸造形状复杂的薄壁铸件，适合用做海水、淡水、蒸汽等环境中的配件等。 

但是近年来，世界各地的医学界专家已经发现含铅铜合金对人类健康和生态环境构成了威胁，美国、日本、欧盟各国相继出台了对含铅铜合金应用的限制令，美国规定铅在饮用水的溶出量必须小于0.001mg／L，日本规定必须小于0.01mg／L，中国政府也相继出台了与国际趋势相一致的《电子信息产品污染防治管理办法》等强制法规，其中电子信息产品的含铅量必须小于0.1％。在饮用水系统铸件中，虽然含铅青铜合金铸件内腔进行了脱铅技术处理，但是在长时间被水浸泡下，仍然会有较多的铅溶出。人们进行了各种尝试来降低铜合金中的含铅量，并力图继续保持含铅铜合金的各种性能。现在国际上对无铅黄铜合金研究有较大突破，但是总体而言，因为无铅黄铜合金的含锌量较高，耐脱锌腐蚀性能较青铜合金有较大差距，仍在许多场合无法取代青铜合金。中国发明专利申请200880129032.4公开了一种青铜合金及其制造方法，该合金以铜锡为主要成分，含有镍0.5～5％、铋0.5～7％和硫0.08～1.2％作为添加元素，含铅量可以降低至4％以下。发明专利专利200710157234.7公开了一种无铅易切削铍青铜，含有铍1.8～2.0％、镍0.2～0.5％、铋0.1～1.1％、钙0.1～1.1％，余量为铜。这些青铜合金在低铅或无铅方向上进行了有益探索，在降低铅含量的同时，基本维持了原有的切削性能和机械加工性能。但是，现有低铅或无铅青铜合金一般在低压铸造、重力铸造等铸造性能上还普遍较差，不能满足一些关键的生产工艺的要求，从而使其应用受到较大限制。 

发明内容

本发明的目的是提供一种无铅青铜合金，该合金基本不含铅，对人体和环境无害，而且适合低压铸造、重力铸造，易切削，耐腐蚀性能好。 

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案： 

一种无铅青铜合金，其按质量百分比计组成为： 

锡2.3％～4.3％ 

锌5.0％～10.0％ 

铋0.6％～1.7％ 

混合稀土0.002％～0.02％ 

铅≤0.05％ 

铁≤0.25％ 

镍≤1.0％ 

磷≤0.03％ 

硅≤0.002％ 

铝≤0.002％ 

余量为铜， 

所述混合稀土中按质量百分比计含镧80％～90％、铈5％～8％、镨4％～10％、钕≤1.0％。 

优选的上述技术方案中，其按质量百分比计组成为： 

锡2.8％～3.8％ 

锌7.8％～9.0％ 

铋0.8％～1.3％ 

混合稀土0.013％～0.018％ 

铅≤0.05％ 

铁≤0.25％ 

镍≤1.0％ 

磷≤0.03％ 

硅≤0.002％ 

铝≤0.002％ 

余量为铜。 

进一步优选的，其中所述混合稀土中镧、铈、镨和钕的质量百分含量之和至少为 98.5％。 

本发明的另一个目的是提供上述无铅青铜合金在饮用水系统铸件中的应用，因为该无铅青铜合金不含铅，耐脱锌腐蚀，具有良好的低压铸造、重力铸造性能，还具有良好的机械加工和切削性能，所以适合用于生产饮用水系统中的铸件。