[发明专利]一种铸造用低成本无铅抗脱锌黄铜合金

说明书

技术领域

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种无铅环保黄铜合金，特别是 涉及一种铸造用低成本无铅抗脱锌黄铜合金。

背景技术

众所周知，黄铜在使用过程中存在选择性腐蚀——脱锌现象，耐脱锌 腐蚀性能好对提高零件或设备寿命至关重要，耐脱锌腐蚀性能是衡量黄铜 合金材料的一项重要指标。普通的有铅铜合金材料的抗脱锌腐蚀性能较 差，如铸造有铅铜CuZn39Pb1Al平均脱锌层深度大于400μm。针对黄铜制 品的抗脱锌能力，国际间普遍接受AS2345标准，即黄铜制品平均脱锌层 深度不得超过100μm。

目前市场上存在的耐脱锌腐蚀黄铜，主要存在两个问题：

铅含量高：市场上应用非常广泛的铸造DR黄铜CuZn35Pb2Al中都含 有Pb，其含量1.5-2.2wt.％。

铜含量高：一些已知的铜合金如H85A、H70A及C69300中没有Pb， 符合环保要求，但因其铜含量较高，使铜合金成本高。

而铜含量较低的黄铜合金主要是α+β两相黄铜，在其基础上添加As 元素，能显著提高其耐脱锌腐蚀性能。目前已有一定数量的在黄铜中添加 砷来提高抗脱锌腐蚀性能的专利。

中国专利申请201110389789.0公开了一种铸造用低铅耐腐蚀黄铜合金 及其制造方法，该黄铜的化学成分为铜61.0-62.5wt.％，铅不大于0.2wt.％， 铝不大于0.2wt.％，铋0.35-0.55wt.％，砷0.15-0.22wt.％，杂质不大于 0.15wt.％，余量为锌。

PCT专利申请WO/2001/014606公开了一种抗脱锌的压铸黄铜合金，该 黄铜合金的化学成分为铜63.0-65.0wt.％，铅1.5-2.2wt.％，硅0.6-0.9wt.％， 铝0.03-0.1wt.％，砷0.03-0.1wt.％，镍＜0.5wt.％，锡＜0.5wt.％，铁 0.1-0.5wt.％，硼0-15ppm，其它杂质总和＜0.3wt.％，余量为Zn。

中国专利申请200910164116.8公开了一种低铅抗脱锌铜合金，该合金 成分为0.3wt.％以下的铅；0.02至0.15wt.％的锑；0.02至0.25wt.％的砷； 0.4至0.8wt.％的铝；1至20ppm的硼；以和97wt.％以上的铜和锌，其中， 铜在所述抗脱锌的黄铜合金中的含量为58至70重量％。

中国专利申请200910171021.9公开了一种抗脱锌的铜合金及其物品的 制备方法，其中铜合金的成分为59.5至64wt.％的铜；0.1至0.5wt.％的铋； 0.08至0.16wt.％的砷；5至15ppm的硼；0.3至1.5wt.％的锡；0.1至0.7wt.％ 的锆；0.05wt.％以下的铅；以及其余含量为锌。

中国专利申请201010502728.6公开了一种抗脱锌黄铜合金，其成分为 0.5至1.2wt.％的硅；0.01至0.2wt.％的锑；0.02至0.25wt.％的砷；0.4至 0.8wt.％的铝；以及95.8wt.％以上的铜与锌。

铅在生产、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。锑本身具有 毒性，在使用过程中锑极易溶出，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远超标，存在环境污染和危害人类健康的隐患。铋 金属价格昂贵，废料循环链中需严格与铅黄铜和其它金属分开，难于控制。 锆价格昂贵，且锆在合金的熔炼过程极易与氧、硫等氧化介质结合转化为 炉渣而大量损耗。

发明内容

为了克服现有技术的一些缺陷，本发明提供一种铸造用低成本无铅抗 脱锌黄铜合金。本发明黄铜合金的综合性能优良，可用于生产水龙头、管 道接头等零部件。本发明合金具有优异的抗脱锌腐蚀性能，其平均脱锌层 深度小于100μm。另外，该合金还具有良好的铸造性能、抗应力腐蚀性 能、抛光性能及焊接性能等，适用于砂铸和低压铸造方法成型的水暖、卫 浴等零部件，尤其适用于在环境较为恶劣的条件下工作的水龙头等配件。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。