[发明专利]一种可切削加工黄铜合金及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到合金领域，具体指一种可切削加工黄铜合金及制备方法。

背景技术

黄铜有良好的工艺性能、机械性能和耐蚀性能，是有色金属中应用最广泛的合金材料之一。在铜锌合金中加入一些功能元素，构成多元黄铜合金，使其能满足特定工况的应用，最广泛使用的是在铜锌合金中加入铅元素形成的铅黄铜。铅黄铜具有普通黄铜的机械性能、耐蚀性能、冷热加工性能，并且由于铅在合金中以游离的铅质点存在，在切削加工过程中使切削屑呈碎沫状，在高速切削后可获得光洁度很高的表面，因此铅黄铜在航空航天、汽车、紧固件、五金件等各行各业都有广泛的应用。目前铅黄铜合金中铜含量一般在57～75％之间，铜含量较高。

我国是铜资源紧缺的国家，2014年我国精铜消费量872万吨，其中359万吨为进口，进口比例达到41％，并且由于铜价持续保持高位，铜原材料价格占铜合金售价的70％以上，因此对铜合金加工企业而言，铜价对其资金流动和市场供求关系的影响非常严重。而在锌资源储备方面，2010年起，中国矿山产量增加幅度较大，国产锌矿供应能力增强，自2011年起国内锌精矿市场处于过剩状态，市场积压了大量锌精矿库存。并且锌原材料的价格仅为铜价的三分之一左右。因此降低铜合金的成本已经成为迫在眉睫的问题。

申请号为200910058578.1的中国专利申请公开了一种铜合金耐磨材料及其制备方法，该合金组分如下：Cu：54％-57％；Al：3％-5.0％；Mn：3.5％-5.5％；Si：0.5％-1.3％；Fe：0.7％-1.5％；Zn：余量。该合金的铜含量较HPb59-1降低了2％以上，能较好的降低原材料的成本，但根据说明书记载，该合金材料的抗拉强度≥700MPa，硬度≥90HRB，延伸率3-5％，性能与铅黄铜差异极大，由于该材料具有很高的强度和硬度，使得材料的切削加工性能较差，对刀具的磨损极大，不能满足高速切削的要求。

又如申请号为201010232763.0的中国专利申请公开了一种无铅易切削变形锡铋锌铝合金，该合金组成为铝8-12％；铜0.8-1.5％；铋0.05-0.2％；锡0.05-0.15％；其余为锌和不可避免的杂质；杂质含量≤0.05％。该合金大量使用廉价的锌、铝等元素，并且具有较好的切削加工性能，但由于锌铝合金的强度、硬度、抗蠕变性能、疲劳强度等性能较铅黄铜要低很多，不能完全满足应用的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黄铜合金。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黄铜合金的制备方法。

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黄铜合金。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种能大大降低合金成本且切削性能更好的可切削加工黄铜合金的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该可切削加工黄铜合金，其特征在于包括下述重量组成：

铜 45wt％-54wt％

锰 0.5wt％-9.0wt％

锌 37wt％-53wt％

铜、锰、锌三者之和≥95wt％，不可避免杂质含量≤0.1wt％；

并且该合金中含有体心立方结构的Cu-Zn固溶体和面心立方的Cu-Mn固溶体。

较好的，所述Cu-Zn固溶体的比例≥80％，Cu-Mn固溶体比例≤20％；并且Cu-Zn固溶体中体心立方结构的比例≥85％。

更好的，所述Cu-Zn固溶体中体心立方结构的比例为95-100％。

优选所述Cu-Zn固溶体粒径为10-30nm，Cu-Mn固溶体的粒径为15-40nm。

所述合金的晶粒度为0.03-0.2mm。

该合金还可以包含0.001wt％-4wt％的组分X，所述X选自0.1wt％-4wt％的Pb、0.1wt％-4wt％的Bi、0.1wt％-4wt％的Sb、0.1wt％-4wt％的Se、0.001wt％-2.0wt％的B、0.001wt％-2.0wt％的P和0.001wt％-1wt％的As中的至少一种。