[发明专利]一种抗脱锌无铅低硅引铸砷黄铜锭的生产方法

说明书

本发明涉及卫厨产业用铜合金领域，提供一种抗脱锌腐蚀性能好、强度高、加工性能好的抗脱锌无铅低硅引铸砷黄铜锭的生产方法，包括将下述质量百分比的原料Cu62～65％、Ｓi0.6～1.0％、As0.07～0.12％、Al0.5～0.8％、Fe0.03～0.1％、Pb0.1％、其余为Zn及总量不大于0.35%的熔炼后引铸成黄铜锭的步骤。

技术领域

本发明涉及卫厨产业用铜合金领域，特别涉及一种抗脱锌无铅低硅引铸砷黄铜锭的生产方法。

背景技术

无铅黄铜是当前卫厨产业优选推广使用的新型黄铜合金材料，用于取代铅黄铜，但迄今可进行小范围市场化应用的仅有铋黄铜和硅黄铜。相对其它代替铅的元素，硅的成本明显低得多。硅黄铜有良好的力学性能，耐蚀性优于一般黄铜，无腐蚀破裂倾向，耐磨性亦可，在冷态和热态下压力加工性好，易焊接和钎焊，切削性好，其导热导电性是黄铜中最低的，可广泛用于船舶零件、蒸汽管和水管配件等。

脱锌腐蚀是黄铜的主要失效形式之一，Zn含量越高，脱锌腐蚀越严重。Si的锌当量系数为10，使Cu-Zn相图的β相界线大大左移，少量添加即可形成双相黄铜，在显著提高合金的强度和硬度的同时，降低了硅黄铜的耐脱锌腐蚀性能。为了平衡上述性能矛盾，国内外市场上现有的无铅硅黄铜普遍存在硅高铜高的成分特点，Si按质量百分比含量约为2～3%，Cu质量百分比含量则大多超过75%，如HSi80-3。此类硅黄铜成本高，切削性能明显比铅黄铜差，加工效率低。根据专利CN 104651660 A报道，国内也有卫浴厂家使用低铜低硅的铸态硅黄铜材料，主要由下述质量百分比的原料组成: Cu60～63、Si0.5～0.9，但其Pb含量仍高于0.1%，脱锌层深度为152.86～174.62μm，虽比同等条件下测试的HPb59-1的脱锌层深度小（297.83μm），但仍无法满足AS2345～2006要求（≤100μm）。

本发明面向卫厨产业，基于低硅低铜无铅硅黄铜成分设计思想，通过添加微量砷元素、细化基体组织等方法，提升低硅引铸砷黄铜锭的抗脱锌腐蚀性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种抗脱锌腐蚀性能好、强度高、加工性能好的抗脱锌无铅低硅引铸砷黄铜锭的生产方法。

为解决此技术问题，本发明采取以下方案：抗脱锌无铅低硅引铸砷黄铜锭的生产方法，包括将下述质量百分比的原料Cu62～65％、Ｓi0.6～1.0％、As0.07～0.12％、Al0.5～0.8％、Fe0.03～0.1％、Pb0.1％、其余为Zn及总量不大于0.25%的杂质熔炼后引铸成黄铜锭的步骤,所述引铸黄铜锭的步骤包括：

1）在有芯工频炉中先加入200～300kg的纯紫铜米，该处纯紫铜米的加入量为总原料的10～15%，待处于半熔融状态时，将粒度小于1cm占上述总原料0.6～1.0％的工业纯硅，装入合适直径的铜管内，水平压入铜液中，并立即在铜液表面铺上150～200kg的紫铜米，该处纯紫铜米的加入量为总原料的7.5～10%，均匀撒上1㎏熔炼清渣剂，在950～980℃保温20min，让硅在隔绝氧的情况下与紫铜米充分合金化；保温结束后，分别压入预热好的占上述总原料0.5～0.8％的铝锭、铜铁中间合金和铜砷中间合金，铜铁合中间合金的加入量要保证上述总原料中的Fe含量达0.03～0.1％，铜砷中间合金的加入量要保证上述总原料中的As含量达0.07～0.12％，充分搅拌后静置10min；

2）加入紫铜板，加入量要保证上述总原料中的Cu含量达62～65%，所述紫铜板为标准阴极铜，在铜板熔化量达70～80%时，压入预热好的占总原料32.53～36.8%的0#锌锭，待熔化后，充分搅拌均匀，并在铜液表面均匀再撒入1.5kg的环保型清渣熔剂，在1020℃静置10～15min；

3）取样检测成分，并根据成分检测数据进行成分调整；

4）喷火、搅拌、打灰、捞渣，在打灰过程中要求铜灰勺将灰打离铜水时应在炉口停留约20s，以保证灰内铜水全部流入坩埚；