[发明专利]一种铸造用耐脱锌腐蚀黄铜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种黄铜合金及其制造方法，特别涉及一种具有优异耐脱锌腐蚀性能的铸造黄铜合金及其制造方法。

背景技术

黄铜材料中的铜-锌合金在水溶液易发生脱锌腐蚀现象。目前，普遍使用的铅黄铜HPb59-1抗脱锌腐蚀性能较差，其检测的脱锌腐蚀平均深度达400-700微米，远超过国际普遍认可的抗脱锌腐蚀黄铜平均脱锌深度不超过100微米的标准要求。而关于改善黄铜材料的抗脱锌腐蚀性的方案有很多。可参见中国专利文献2005.03.09公开的CN03155177.7优异抗腐裂性和抗脱锌性能的铜合金及其制造方法，该专利通过在黄钢材料中添加少量锡和硅，以提高黄铜中的α相比例，并通过各种热处理，以改善黄铜合金的耐脱锌腐蚀性能。此外，请参见中国专利文献2012.05.02公开的CN201010502728.6抗脱锌黄铜合金。该专利通过在黄钢材料中添加少量锑、硅、镍等，改善黄铜合金的耐脱锌腐蚀性能。上述组成耐脱锌腐蚀黄铜材料的成分范围宽，热处理的温度范围广，甚至未提及热处理工艺，造成黄铜耐脱锌腐蚀性能不稳定，不利于黄铜制品的生产制造。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种铸造用耐脱锌腐蚀黄铜及其制造方法。所述黄铜化学成分配比合理、精准，且其热处理工艺明确、有效，进而保证了黄铜材料及其制品具有优异耐脱锌腐蚀性能；另外该合金成分设计还使黄铜具有良好的铸造性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种铸造用耐脱锌腐蚀黄铜，包含如下组分，各组分的重量百分为：铜62-63%，铅1.2-1.6%，铝0.5-0.7%，砷0.08-0.15%，余量为锌，各组份的重量百分比总和为100%。

进一步说，所述黄铜的锌当量不超过39.5%。

所述的铸造用耐脱锌腐蚀黄铜的制造方法是：按所述组分配制生产铜锭材料，并对铜锭材料进行480-530℃的保温热处理2-5小时，然后进行冷却速度3-8℃/s的空冷或风冷。并将铜锭材料熔化浇注生产铸件产品；对铸件产品进行480-530℃的保温热处理2-5小时，然后进行冷却速度3-8℃/s的空冷或风冷。

本发明的优点在于：

本发明将铜的重量百分比控制在62-63%，若铜超出此范围，黄铜铸造性能明显降低。当铜的重量百分比低于62%时，则黄铜组织中α相体积分数较少，β相相对较多，对抗脱锌腐蚀性能不利。

黄铜中加入铝主要是为了保证铸造性能，将铝的重量百分比控制在0.5-0.7%。当铝的重量百分比超过0.7%，黄铜组织中β相体积分数增加，降低黄铜材料的抗脱锌腐蚀性能和延伸率；当铝的重量百分比低于0.5%时，则黄铜铸造流动性不足。

砷可提高黄铜的耐脱锌腐蚀性能，但只对α黄铜或α相体积分数占80%以上的黄铜有效。本发明将砷的重量百分比控制在0.08-0.15%，当砷的重量百分比低于0.08%，则黄铜抗脱锌腐蚀效果不明显，当砷的重量百分比超过0.15%，则对抗脱锌性能无进一步的提升作用。

加入重量百分比1.2-1.6%的铅是为了保证黄铜的切削加工性能。铅的重量百分比低于1.2%，切削性能明显降低；若铅的重量百分比超过1.6%，切削效果提高不明显，且在其它元素含量确定的情况下，降低了黄铜的锌含量，使黄铜流动性下降，对铸造成型性能不利。

除了各元素含量需控制在上述范围之内，本发明还需通过合理的合金化学成分设计来保证黄铜的锌当量不超过39.5%。如超过39.5%，黄铜抗脱锌腐蚀性能不稳定，平均脱锌深度会超过100微米。

此外，为保证黄铜材料及铸件的抗脱锌性能，适当的热处理工艺是必要的，热处理温度为480℃-530℃，冷却速度为3-8℃/s。温度超过530℃或低于480℃，冷却速度低于3℃/s，黄铜中α相体积分数较低，平均脱锌深度会超过100微米；冷却速度高于8℃/s，铸件产品中内应力过大易导致开裂。

本发明通过合理精准的黄铜化学成分设计，配以适当的热处理工艺方法，使黄铜锭及黄铜制品的脱锌腐蚀平均深度低于100微米，并保证了黄铜材料具有优良的铸造性能。

具体实施例

以下结合实施例和对比例对本发明作进一步的阐述：

本发明实施例和对比例样品的制备方法为：配料——中频感应熔炼——浇注——铜锭——熔化——铸造成型——铸件，其流程与常规铸造铅黄铜的生产方法相同。