[发明专利]一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法

说明书

本发明公开了一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭，其组分及其重量百分比为：铜59.0～62.0％，铋0.4～1.2％，硅0.2～0.6％，锡0.1～0.5％，铝0.5～0.8％，砷0.01～0.14％，铁0.06～0.2％，硼0.0005～0.0025％，碲0.005～0.05％，铅≤0.10％，镍≤0.20％，镉≤0.01％，变质剂0.025～0.15％，余量为锌，其中所述的变质剂为铝硼合金和稀土变质剂。本发明可以显著改变铋黄铜金相组织特征，使得铋黄铜的力学性能得到有效提高，有效解决了铋黄铜力学性能低、铸造件在铸造成形及加工使用时易开裂的问题。本发明制备的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭成本低廉、环保健康，符合水暧卫浴接触水部件铜合金材料的无铅化升级换代要求。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种的易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及制其造方法。

背景技术

无铅易切削的铋硅锡黄铜是以铜锌为基础加入一定量铋、锡、铝、硅、砷等的黄铜合金，以铋代铅，其切削性能与铅黄铜相当或接近，铸造成形及加工性能优良。然而，目前已开发使用的铋黄铜由于铋在铜中固溶度极低，熔炼过程中易产生成分偏析，影响铸锭内部质量。铋常呈脆性薄膜分布在黄铜晶界上，既产生热脆性，又产生冷脆性，易于导致冷、热加工时开裂，使其应用受到约束。为进一步扩大铋铜锌合金的使用范围，有必要提高该合金的性能并改进其生产工艺，使之能替代常用的含铅(0.8～1.5％)黄铜重熔抛光铜锭。

变质剂包括稀土元素作为有色金属重要的合金化元素，对金属熔液具有较好的除气、净化、精炼作用，对金属组织有细化、改性的作用。本发明针对铋黄铜重熔抛光铜锭生产、应用现状，通过调整形成新化学成分的的合金，并将变质剂包括稀土金属按一定比例添加到铋黄铜熔体中作变质处理，开发出一种性能优良的含稀土的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其适于大规模生产的熔炼、浇铸生产工艺。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭，包括以下按重量比计的成分：铜59.0～62.0％，铋0.4～1.2％，硅0.2～0.6％，锡0.1～0.5％，铝0.5～0.8％，砷0.01～0.14％，铁0.06～0.2％，硼0.0005～0.0025％，碲0.005～0.05％，铅≤0.10％，镍≤0.20％，镉≤0.01％，变质剂0.025～ 0.15％，余量为锌，其中所述的变质剂包括铝硼合金和稀土变质剂。

优选地，所述铝硼合金占总重量的0.015～0.05％，稀土变质剂占总重量的0.01～0.1％。

优选地，所述的稀土变质剂按重量百分比计为70％铈、10％镧和20％硒。

本发明的另一个目的是提供上述易切削的铋硅锡黄铜重熔抛光铜锭的制造方法，包括以下步骤：

(1)按各成分物料的配比进行配料；

(2)在950～1080℃的熔炼炉中投入首批铜和少部分锌锭熔化搅拌，并同时加入变质剂铝硼合金；

(3)继续分批投入铜，待以上所述的铜熔化后，加入剩余的锌锭和铋锭、锡锭、铝硅合金、纯铝、铝铁合金；

(4)全部熔化后，调节温度至970～1020℃，加入碲/砷铜合金，搅拌合金液5～10分钟使其均匀；

(5)升温至1100～1150℃进行除渣精炼，时间为5～10分钟；

(6)升温至1150～1180℃进行喷火精炼，时间为2～5分钟；

(7)取样检测化学成分合格后，在1070～1110℃静置保温半小时；