[发明专利]一种适用于铸造的低铅耐脱锌黄铜合金有效

专利信息
申请号: 201510162709.6 申请日: 2015-04-08
公开(公告)号: CN104745863B 公开(公告)日: 2017-09-08
发明(设计)人: 林孝发;林孝山;束爱云;黄志钱;陈国煌 申请(专利权)人: 九牧厨卫股份有限公司
主分类号: C22C9/04 分类号: C22C9/04;C22C1/02;C22F1/08
代理公司: 厦门市首创君合专利事务所有限公司35204 代理人: 张松亭
地址: 362300 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 铸造 低铅耐脱锌 黄铜 合金
【说明书】:

技术领域

本发明涉及黄铜合金,特别涉及一种适用于铸造的低铅耐脱锌黄铜合金。

背景技术

黄铜材料中的铜-锌合金在水溶液易发生脱锌腐蚀现象。目前,普遍使用的铅黄铜HPb59-1抗脱锌腐蚀性能较差,其检测的脱锌腐蚀平均深度达300~600微米,远超过国际普遍认可的抗脱锌腐蚀黄铜平均脱锌深度不超过100微米的标准要求,在应用于饮用水系统零部件等多水环境中时受到了极大的限制。

目前关于改善黄铜材料的抗脱锌腐蚀性的方案有很多。专利CN 102345025B(45)是通过当前国内DR铜制备方法不完善的缺陷进行进一步的研究,虽满足优良的抗脱锌性能,但其成分中铅1.2~1.5%等金属污染物含量高,重金属析出无法达到AS/NZS 4020:2005和GB18145-2014等毒性测试的要求。另参见专利CN 101988164A低铅的抗脱锌铜合金,虽然满足抗脱锌性能,但需要加入0.02~0.15%的锑(Sb)来提高金属切削性能,锑(Sb)是有毒的重金属之一,对健康环保有一定的危害,无法达到AS 4020:2005要求Sb:≤3μg/L以及更加严格的GB18145-2014要求Sb:≤0.6μg/L等毒性测试的要求。有鉴于此,开发新的黄铜合金,在改善抗脱锌腐蚀性能的同时满足低金属有害物质析出并保有良好的加工性能成为行业发展的必然趋势。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足,提供一种具有优异的抗脱锌腐蚀性能,又有良好的加工性能,且环保型的黄铜合金。

本发明的适用于铸造的低铅耐脱锌黄铜合金由以下各组分组成:62~64%铜(Cu),0.1~0.25%铅(Pb),0.4~0.7%铝(Al),0.05~0.09%砷(As),其余为锌(Zn)及总量不大于0.3wt%的杂质。

上述合金通过以下步骤制造:

(1)向感应炉内加入铜(Cu)锭,升温至1050~1150℃;

(2)待铜(Cu)锭全部熔化,依次添加锌(Zn)锭、铝(Al)锭、铅(Pb)锭及砷(As)锭形成合金液,搅拌使成分均匀,于1000~1050℃静置保温10~20分钟,出炉浇注形成合金;

(3)合金于450~600℃下保温3~5小时进行相变固溶处理,后以3~8℃/s的速度冷却至室温。

作为一种优选,该合金由以下各组分组成:62.1%铜(Cu),0.117%铅(Pb),0.409%铝(Al),0.055%砷(As),37.02%锌(Zn),余量为杂质。

作为一种优选,该合金由以下各组分组成:62.9%铜(Cu),0.134%铅(Pb),0.516%铝(Al),0.062%砷(As),36.18%锌(Zn),余量为杂质。

作为一种优选,该合金由以下各组分组成:63.5%铜(Cu),0.159%铅(Pb),0.527%铝(Al),0.0612%砷(As),35.61%锌(Zn),余量为杂质。

作为一种优选,该合金由以下各组分组成:63.9%铜(Cu),0.246%铅(Pb),0.432%铝(Al),0.0669%砷(As),35.23%锌(Zn),余量为杂质。

作为一种优选,步骤(2)中还包括添加精炼剂使杂质浮起,并滤去浮渣和杂质的过程。

作为一种优选,步骤(3)中,所述保温时间是4小时,所述冷却是空冷或风冷。

本发明的黄铜合金的组份中,铜(Au)重量百分比控制在62-64%,超出此范围则铸造性能明显降低,低于此范围则黄铜组织中α相体积分数较少,β相相对较多,对抗脱锌腐蚀性能不利。

铝(Al)的加入主要是为了保证铸造性能,当铝(Al)的重量百分比超过0.7%,黄铜组织中β相体积分数增加,降低黄铜材料的抗脱锌腐蚀性能和延伸率;当铝(Al)的重量百分比低于0.4%时,则黄铜铸造流动性不足。

砷(As)要是为了提高耐脱锌腐蚀性能,但只对α黄铜或α相体积分数占80%以上的黄铜有效。本发明将砷(As)的重量百分比控制在0.05~0.09%,当砷(As)的重量百分比低于0.05%,则黄铜抗脱锌腐蚀效果不明显,当砷(As)的重量百分比超过0.1%,则对合金污染物含量高,在进行AS/NZS 4020:2005测试时,As:>7μg/L毒性测试不合格。

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