[发明专利]一种锻造用低铅耐腐蚀黄铜合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锻造用低铅耐腐蚀黄铜合金及其制造方法，尤其涉及水暖、卫浴行业中用于锻造或直接机加工生产的各种水暖、卫浴零部件及器材用的低铅黄铜合金管、棒材。

背景技术

铅黄铜由于具有优良的切削性能、良好的耐腐蚀性能以及低廉的成本，己被广泛应用于供水系统中制作龙头、多种阀门等部件。但由于铅黄铜在生产及使用过程中会污染环境，且铅在水中很容易浸出，长期饮用含有铅的自来水将严重危害人体健康，因此其应用受到严格的控制。美日欧等政府已经立法，将逐步在饮用水管道配件中禁止使用含铅产品，且美国NSF/ANSI61-2008饮用水标准规定水中铅含量不能超过5μg/L。

目前已有的研究是通过以铋代铅、以锑代铅、以硅代铅来改善铜合金的切削性能，并添加一定量的锡或镍改善合金的耐蚀性能。

其中，铋黄铜的切削性能最接近铅黄铜，现有的铋黄铜中添加了较高含量的铋，使合金的切削性能与铅黄铜相近，同时添加较高含量的锡，提高合金的耐腐蚀性能，如CN1906317A公开的铋锡黄铜，但由于铋和锡的价格均较贵，故铋黄铜的原料成本较高，且锡的耐腐蚀能力有限，无法通过浓度为1%，24小时的氯化铜耐脱锌腐蚀性能试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锻造用低铅耐腐蚀黄铜合金及其制造方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种锻造用低铅耐腐蚀黄铜合金，包括铜、铅、铝、铋、砷，各组份的组成按重量百分比计分别为：铜60.0～62.5％，铅不大于0.2％，铝不大于0.2％，铋0.35～0.55％，砷0.15～0.22％，余量为锌和不可避免的杂质。

上述的一种锻造用低铅耐腐蚀黄铜合金的制造方法，包括配料、熔炼、水平连铸棒、扒皮和加热锻造，其中所述水平连铸的温度为990～1060℃，所述加热锻造的温度为650～760℃。

上述的一种锻造用低铅耐腐蚀黄铜合金的制造方法，包括配料、熔炼、水平连铸圆锭、挤压和加热锻造，其中所述水平连铸的温度为990～1060℃，所述挤压的温度为650～760℃，所述加热锻造的温度为650～760℃。

本发明的有益效果：

本发明的黄铜合金是以铜为基础加入锌、铅、铋、砷等主要元素，并严格控制杂质成份生产而成，具有优良的使用性能(耐蚀性能、力学性能等)和工艺性能(冷热成型性能、切削性能、焊接性能等)，适用于水暖、卫浴行业中用于锻造、车加工生产的各种水暖、卫浴零部件及器材。

本发明的黄铜合金具有优异的耐蚀性能，在不退火消除装配应力的情况下，在浓度为1%，24小时的氯化铜腐蚀下，脱锌深度小于100μm。

本发明的黄铜合金中不添加镍、铁、锰，且铋、锡的含量低，因而，与低锌高硅黄铜(CN1969050A)及铋锡黄铜(CN1906317A)相比合金原材料成本明显降低。

本发明的黄铜合金不含铅或锑等有毒元素，是环保型合金，对人体及环境的危害低，在水中溶出量符合NSF/ANSI61-2008标准。

附图说明

图l是本发明的黄铜合金锻造的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例

本发明的黄铜合金成分及用作对比研究的合金成分列于表l，其中，合金1～2用于水平连铸锭，挤压成棒材后热锻成型，制备工艺如图l所示，配料、熔炼、水平连铸圆锭、挤压和加热锻造，其中所述水平连铸的温度为990～1060℃，所述挤压的温度为650～760℃，所述加热锻造的温度为650～760℃。

合金3～7用于水平连铸棒热锻成型，制备工艺如图l所示，配料、熔炼、水平连铸棒、扒皮和加热锻造，其中所述水平连铸的温度为990～1060℃，所述加热锻造的温度为650～760℃。

合金ZCuZn₄0Pb₂、C3600为对比合金。

以下将对上述合金1～4及对比合金进行性能检测，具体性能检测结果如下：

1.       锻造性能

从￠30mm的水平连铸棒上切取长度(高度)35mm的试样，在680℃、750℃温度下热锻变形，并采用下述的镦粗率，观察产生裂纹的情况，对表l中合金1～4以及对比合金ZCuZn₄0Pb₂、C3600的热锻造性能进行评价。

镦粗率(％)=[(35-h)／35]×l00％(h为热镦粗后试样的高度)