[发明专利]一种黄铜合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种黄铜合金，其特征在于：该黄铜合金的质量百分比组成为，Cu：58.0～59.0wt％；Pb：3.0～3.6wt％；Sn：0.1～0.3wt％；Ni：0.05～0.2wt％；B：0.001～0.01wt％，Ce：0.001～0.01wt％，余量为Zn。通过控制黄铜合金中添加元素以及含量，使材料兼具良好切削性能，发黑染色性能，耐盐雾、应力腐蚀性能，实现满足车载镜筒的加工使用要求。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种黄铜合金及其制备方法。

背景技术

铅黄铜因含有一定量的铅，游离态的铅质点分布于基体中，有较强的润滑和减磨作用，使合金具备极高的可切削性能，机械加工时切屑易碎，制成的工件表面光洁。因此铅黄铜以其良好的易切削和易加工成型特性，广泛用于加工制备成各种高精密零件。其中在车载镜筒领域，对材料的综合性能提出了更高的要求。因镜筒生产加工对于表面精度要求极高，且后续加工需进行发黑染色处理，同时在使用过程中需具备一定抗腐蚀性能，因此所使用的铅黄铜原材料需具备优异的切削性能、发黑染色性能和耐腐蚀性能。

其中，耐腐蚀性能包含耐盐雾腐蚀性能和耐应力腐蚀性能。一般合格的车载镜筒产品经发黑处理后需进行中性盐雾测试，连续腐蚀时间超过96h后表面不出现腐蚀斑点为合格。发黑工艺是一种化学表面处理手段，使金属表面产生一层氧化膜，以达到隔绝空气和防腐防锈的目的。发黑工艺主要与铜合金成分添加元素、发黑面表面粗糙度、组织特征等因素有关，因此车载镜筒类产品的耐盐雾腐蚀性能一方面与原材料的耐腐蚀性能相关联，另一方面材料表层发黑效果好坏也是重要因素。

目前，车载镜筒产品一般选用C3604系列铅黄铜为原材料，C3604系列其铜含量低，铅含量高，虽切削性能优异，成本低廉，但耐腐蚀性能较差，经过发黑染色处理后无法稳定达到盐雾96h不出现腐蚀斑点的要求。同时由于材料Zn含量高，组织结构中β相比例值高，材料耐应力腐蚀性能一般。若通过常规热处理工艺降低和消除应力腐蚀，高温软化退火后β相等易腐蚀相数量大幅度减小会降低发黑染色效果，同时材料切削性能降低，降低材料车削后表面粗糙度，表面粗糙度低会影响发黑膜的附着效果。

因此针对上述问题，需提供一种综合性能优异的材料，以满足车载镜筒加工使用要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种易切削、具有优异耐腐蚀性能的同时利于后续发黑染色的黄铜合金。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种黄铜合金的制备方法。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种黄铜合金，其特征在于：该黄铜合金的质量百分比组成为，Cu：58.0～59.0wt％；Pb：3.0～3.6wt％；Sn：0.1～0.3wt％；Ni：0.05～0.2wt％；B：0.001～0.01wt％，Ce：0.001～0.01wt％，余量为Zn。

Cu的含量为基体相的最主要决定因素，影响材料最终的切削性能、耐腐蚀性以及后续的发黑染色性能。若Cu含量低于下限58％，易造成β相比例偏高，虽然利于后续发黑染色，但不利于提高材料耐应力腐蚀和耐盐雾腐蚀性能。若Cu含量高于上限59％，则造成α相比例偏高，利于提高材料耐应力腐蚀和耐盐雾腐蚀性能，但不利于提高材料的切削性能。

控制Pb含量在3.0～3.6％范围，目的为提高材料切削性能，满足转速4000r/min以上的高速车床加工使用要求。加工后零件表面粗糙度低，光滑度高，在一定程度上也有利于改善材料发黑染色效果。同时Pb以软质点的形式分布于晶界中，有利于阻断应力通道形成，提高材料耐应力腐蚀性能。若Pb含量过高，则易恶化材料冷热加工性能。

加入一定量Ni元素目的为改善材料耐盐雾腐蚀及耐应力腐蚀性能。

加入一定量Sn元素，一方面有利于提高材料强度和改善切削性能，另一方面，促进γ相形成，一定程度上阻断腐蚀通道的形成，提高材料的耐盐雾腐蚀性能。