[发明专利]一种成型性能优异的环保黄铜合金及其制造方法

说明书

本发明涉及一种成型性能优异的环保黄铜合金及其制造方法，本发明的黄铜合金含有35wt％以上的Zn，0.1～1.0wt％的Si，0.01～0.28wt％的Mn,余量为Cu和不可避免的杂质。该合金具有良好的冷加工和热加工成型性能、铸造性能、良好的抗脱锌腐蚀性能、优异的抛光性能及焊接性能，适用于锻造、铸造及直接加工用的水暖卫浴、电子电器、汽车等零部件。

技术领域

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种环保黄铜合金，特别是涉及一种热成型性能及铸造性能优异的环保黄铜合金及其制造方法。

背景技术

铅黄铜通常含有1wt％～4wt％的铅，使其获得优异的切削性能、良好的耐腐蚀性能，同时成本低廉。铅黄铜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S.3874、NSF 372、AB1953、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，铋的安全性尚未得到医学确认，铋黄铜材料在欧洲国家的应用有一定限制。

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。

硅黄铜是目前研究最广泛的无铅易切削黄铜，目前已有相当数量的专利。现已公开的硅黄铜专利中大部分是通过添加0.1-5.0wt％的铋或0.1-3.0wt％的锑或0.01-3.0wt％的镁来改善合金的切削性能，如中国专利申请200610005689.2、200910042723.7、200810084184.9，但由于合金中添加了铋后产品的焊接性能及热成型性能变差，而添加了锑的黄铜合金生产的龙头产品经NSF测试锑元素超标，另外，由于镁易氧化造渣，在硅黄铜中添加镁后将明显降低合金的流动性并产生大量的氧化渣，从而导致合金在热加工或铸造成型时易产生裂纹，产品抛光后表面有大量材质点及裂纹。

除了以上几类代铅黄铜的研发，目前市场较常用的无铅铜即简单黄铜，如CuZn40，它是在C36000的基础上降低铅含量，即由Cu、Zn及少量Pb(小于0.25wt％)组成的合金，其成本较低，但热成型及铸造性能较差，且切削加工困难。

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及铸造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、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。

一种成型性能优异的环保黄铜合金，该合金含有35wt％以上的Zn，0.1～1.0wt％的Si，0.01～0.28wt％的Mn,余量为Cu和不可避免的杂质。

优选地，所述合金中Si的含量为0.2～0.8wt％，更优选为0.3～0.7wt％。优选地，所述合金中Mn的含量为0.01～0.09wt％，优选为0.02～0.09wt％，更优选为0.02～0.08wt％。

优选地，所述合金还含有0.25wt％以下的Pb，优选地，所述合金中Pb的含量为0.15～0.25wt％。

优选地，所述合金还含有选自Fe、P、Sn、Al和Ni中的至少一种元素，其中，Fe的含量为0.25wt％以下，P的含量为0.1wt％以下，Sn的含量为0.8wt％以下，Al的含量为0.8wt％以下，Ni的含量为0.4wt％以下。