[发明专利]一种易切削无铅黄铜及其制造方法

说明书

本发明公开了一种易切削无铅黄铜及其制造方法，该易切削无铅黄铜以无铅黄铜H80为原料，其内含有占5×10‑7%‑1×10‑8%质量比的氢，并具有10%‑12%轴向拉伸伸长比例、70°‑75°旋转角度的冷作硬化流线。本发明的易切削无铅黄铜成分简单、铅含量低、切削加工性能好、不粘刀、环保无公害。

技术领域

本发明涉及铜材冶炼加工领域，尤其涉及一种易切削无铅黄铜及其制造方法。

背景技术

黄铜H80，是一种普通黄铜，是黄铜中一种较软的材料（含锌量低），标准是GB/T2041-1989，具有强度一般，塑性较好，耐蚀性较高等特性，一般用作薄壁管，皱纹管造纸网及房屋建筑用品。

现有技术中，人们为了增强黄铜的切削性能和耐磨性能，最直接有效的方法就是在其中加入铅，但是随着时代的发展和国家对环境保护要求的提高，铅的使用被极大限制，尤其在民用制品领域更是严格控制，但众所周知，作为铜合金中使用和应用范围最广的黄铜，如果不添加适量的铅，在机械切削加工过程中极易发生粘刀等问题，即使尽力加工出来的产品，其表面粗糙度也非常高（实测不经冷轧处理的H80，即使采用极低进刀量进行精密加工，其表面粗糙度最好的情况下也就只有Ra1.6，远远不能实现产品精密加工的需求），而民用品现在对外观的精致度要求同样很高。另一方面在于，虽然不采用铅也能采用锰、铝、硅等元素对简单黄铜的成份进行改变后获得更好的强度和切削加工性能，但当应用于民品领域时，原材料成本和冶金成本将是一个极大的问题，而众所周知的就是，合金元素含量越多，冶炼越困难，成本越高。

因此，市面上急需一种成分简单、铅含量低、切削加工性能好、不粘刀、环保无公害的黄铜及其制造方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种回成分简单、铅含量低、切削加工性能好、不粘刀、环保无公害的易切削无铅黄铜及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种易切削无铅黄铜的制造方法，包括以下步骤：

1）生产前准备

①原料准备：准备无铅黄铜H80，足量氢气；

②设备及工装准备：准备内置有气道和石墨搅拌装置的真空电渣重溶设备、保护气氛炉、机械旋转拉伸装置；

2）原材料冶炼

①将阶段1）步骤①准备的无铅黄铜H80放入阶段1）步骤②准备的真空电渣重溶设备中，抽真空至真空度1×10-3-1×10-4，然后升温至无铅黄铜H80熔化，获得熔池；

②开启石墨搅拌装置，并以50rpm-80rpm的速率搅拌步骤①获得的熔池；

③通过气道缓慢通入阶段1）步骤①准备的氢气，至真空度5×10-2-8×10-2；

④持续3min-3.5min后获得氢致硬化熔池；

⑤将步骤④获得的氢致硬化熔池浇铸成锭并加工成铜棒，即完成原材料冶炼，获得待处理铜棒；

3）材料改性

⑥采用保护气氛炉将待处理铜棒加热至630℃-640℃，然后立即采用阶段1）步骤②准备的机械旋转拉伸装置将铜棒以2%/min -2.5%/min的拉伸速率、10%-12%的总拉伸率、14°/min -15°/min 的旋转速率、70°-75°的总旋转角度进行拉伸旋转，冷却后即获得所需易切削无铅黄铜。