[发明专利]一种铸造用环保黄铜合金及其制造方法

说明书

本发明提供了一种能满足无铅要求且不同于铋黄铜、硅黄铜和砷黄铜的环保黄铜合金及其制备方法，该黄铜合金中也不含硒、碲、锑、磷、镁、锰元素。本发明合金由如下成分组成：58‑61.5wt.％的Cu、≤0.25wt.％的Pb、0.5‑0.8wt.％的Al、＜0.1wt.％的Sn、＜0.1wt.％的Ni、0.02‑0.15wt.％的Fe、5‑12ppm的B，其余为Zn和不可避免的杂质。本发明合金除抛光性能、抗热裂性能优异外，同时具有良好的综合性能，适用于铸造成型的水暖卫浴零部件。

技术领域

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种不同于铋黄铜、硅黄铜和砷黄铜，且不含硒、碲、锑、磷、镁、锰元素的铸造用无铅环保黄铜合金及其制造方法。

背景技术

铅黄铜含有1wt.％-4wt.％的铅，因具有优异的切削及成型性能，且成本低廉，被广泛应用于电气、机械、水暖等各个领域。然而，由于铅黄铜在生产、使用过程中会对环境造成污染，危害人类健康，美国、欧盟、日本等发达国家和地区已先后制定无铅标准和法令，如NSF-ANSI61、NSF-ANSI372、AB-1953、RoHS等。其中美国AB-1953对“无铅”的定义为Pb含量不超过0.25wt％。我国GB 18145-2014《陶瓷密封水嘴》也规定饮用水零部件中铅的析出量应小于5ug/L。

为实现黄铜无铅化，曾研究过通过以硒、碲、锑代铅来实现黄铜合金的切削性能，并通过添加适量的其它元素以改善黄铜合金的综合性能。黄铜中添加硒、碲虽可有效改善切削性能，但因硒、碲价格昂贵，熔炼过程中不易加入，收得率低，一直未得到市场推广而产业化。而锑本身具有毒性，当Sb含量大于0.02％时，产品经NSF测试锑元素在水中的溶出量将超出GB18145-2014标准规定的0.6μg/L，不能应用于饮用水系统零部件。

目前研究广泛且已获市场大批量应用的无铅环保黄铜主要有三大类，分别是铋黄铜、硅黄铜和砷黄铜，但这几类无铅环保黄铜各有缺陷。铋黄铜在成型过程中因含Bi易产生热裂纹，且焊接性能较差，并且由于铋在开采过程中将伴生铅，污染环境，因此铋黄铜一直不被欧洲市场接受；硅黄铜因其抗应力腐蚀性差，产品在使用过程中易发生应力腐蚀失效；而为满足澳洲抗脱锌要求AS 2345-2006(平均脱锌层深度不大于100μm)开发的砷黄铜，则存在合金流动性差，收缩倾向大，铸造不良率高的问题。

一些黄铜中加入磷、镁、锰来改善黄铜的各项性能，但是这些元素的引入在废旧料回收利用上带来了困难。

因此，目前仍存在需求来开发另外的不同于铋黄铜、硅黄铜和砷黄铜，且不含硒、碲、锑、磷、镁、锰的综合性能优良的无铅环保黄铜合金。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种能满足无铅要求且不同于铋黄铜、硅黄铜和砷黄铜的环保黄铜合金及其制备方法，该黄铜合金中也不含硒、碲、锑、磷、镁、锰元素。

本发明的另一个目的是提供一种具有优良的抗热裂性能的环保黄铜合金及其制备方法。

本发明的另一个目的是提供一种具有良好的抛光性的环保黄铜合金及其制备方法。

本发明的进一步目的是提供一种综合性能优良的环保黄铜合金及其制备方法，这些综合性能包括可批量生产，成本低，力学性能和铸造性能良好，抛光和焊接性能良好，抗热裂性能良好，抗应力腐蚀性能良好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

本发明提供一种铸造用环保黄铜合金，其组成为：58-61.5wt.％的Cu、≤0.25wt.％的Pb、0.5-0.8wt.％的Al、＜0.1wt.％的Sn、＜0.1wt.％的Ni、0.02-0.15wt.％的Fe、5-12ppm的B，其余为Zn和不可避免的杂质。

所述黄铜合金中Cu的含量优选为59-61wt.％。