[发明专利]一种热锻性能优异的低成本黄铜合金及其制造方法

说明书

本发明涉及一种热锻性能优异、低成本的黄铜合金及其制造方法，本发明的黄铜合金含有46‑51wt％的Cu、35‑48wt％的Zn、0.5‑1.4wt％的Fe、2.0‑6.9wt％的Mn、2.1‑5.9wt％的Pb以及不可避免的杂质元素。本发明合金熔炼生产时以废杂铜为铜合金原料，并采用低成本的水平连铸的制造方法。本发明的黄铜合金原材料成本低，具有优异的锻造性能和切削性能，适用于需要热锻成型加工的零部件。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种黄铜合金及其制造方法，特别是一种热锻性能优异的低成本黄铜合金及其制造方法。

背景技术

铅黄铜合金由于具有优良的成型性能、加工性能以及良好的耐腐蚀性能，广泛的应用于各种领域，如电子电器接插件、仪表零件、饮用水系统的水管、水龙头、阀门、管接头以及汽车、消防上使用的零部件等等。传统上铅黄铜合金的铜含量一般在60wt％左右。例如C36000铅黄铜，其各组分的含量是(w/w％)：铜(Cu)60～63、铅(Pb)2.5～3.7、铁(Fe)≤0.35、锌(Zn)余量,杂质总和％≤0.5。由于铜含量较高，合金原材料成本较高。对于某些功能较为简单，对性能要求不高且铸造成型的零部件而言，有进一步降低合金原材料成本的需要。但是对于上述这些铸造成型的部件，优异的热锻性又是必须具备的性能。因此，开发出含铜量更低，原材料成本进一步降低，且热锻性能优异的铅黄铜合金一直为市场所需。

中国专利申请“一种低成本黄铜合金及其制造方法”(公开号CN102443716A，公布日2012年5月9日)披露了一种铜含量低于60wt％的铅黄铜合金；具体的，该黄铜合金含有铜45-59wt％、锌35-50wt％、铁0-1.3wt％、铝0.2-0.9wt％、锰1.0-4.0wt％、铅1.0-3.5wt％，余量为不可避免的杂质。该黄铜合金虽然具有低成本、抗应力腐蚀性能优异和切削性能优异的优点，但是其锻造性能未能超过C36000铅黄铜，表现为680℃、750℃温度下，镦粗率(％)为80％和90％时，锻造试样有肉眼可视裂纹。

有资料显示，铅黄铜中铜含量太低，合金的延伸率急剧下降，由于合金中的锌含量相对提高，导致了合金的抗腐蚀性能和热锻性能变差。因为铜含量低的黄铜合金其组织为β单相组织，在加热时晶粒极易长大，晶间缺陷不断集聚，晶界弱化，在热锻成型时极易产生裂纹等缺陷。

因此，市场上对热锻性能优异且成本低廉的黄铜合金的需求仍然没有得到满足。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种成本低廉、热锻性能优异的黄铜合金及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种热锻性能优异、低成本的黄铜合金，以所述黄铜合金的重量为基准，该黄铜合金含有46wt％-51wt％的Cu、35wt％-48wt％的Zn、0.5wt％-1.4wt％的Fe、2.0wt％-6.9wt％的Mn、2.1wt％-5.9wt％的Pb以及不可避免的杂质元素。

作为一个优选的实施方案，本发明提供一种热锻性能优异、低成本的黄铜合金，以所述黄铜合金的重量为基准，该黄铜合金包含48wt％-50wt％的Cu、41wt％-47wt％的Zn、0.5wt％-1.3wt％的Fe、2.0wt％-4.0wt％的Mn、2.1wt％-3.9wt％的Pb以及不可避免的杂质元素。

本发明所述黄铜合金含有Cu-Zn-Mn固溶体，Pb、Fe作为独立第三相在其中弥散均匀分布，所述黄铜合金的晶粒大小为0.05-0.4mm。

优选地，以所述黄铜合金的重量为基准，上述低成本黄铜合金还可以包含0.01wt％-3.0wt％的组分X，所述组分X选自0.001wt％-2.0wt％的Al、0.001wt％-2.0wt％的Ni、0.001wt％-2.0wt％的Sn、0.001wt％-0.2wt％的P、0.001wt％-0.2wt％的Mg、0.0001wt％-0.1wt％的B中的一种或多种。