[发明专利]一种抗脱锌无铅铋砷挤压黄铜棒的制备方法

说明书

本发明涉及卫厨产业用铜合金领域，提供一种抗脱锌无铅铋砷挤压黄铜棒的制备方法，包括将下述质量百分比的原料:Cu61～63％、Bi0.5～0.9％、As0.07～0.12％、Al0.5～0.8％、Sn0.08～0.24％、Pb0.1％、其余为Zn及总量不大于0.25%的杂质熔炼后，经引铸和挤压工艺获得实心黄铜棒的步骤。

技术领域

本发明涉及卫厨产业用铜合金领域，特别涉及一种抗脱锌无铅铋砷挤压实心黄铜棒的制备方法。

背景技术

铅黄铜（常见牌号为HPb59-1）因其具有良好的铸造成型、切削、磨抛及力学性能而成为卫厨五金的首选铜合金材料，应用广泛。该类黄铜的Zn含量超过了36%，在使用中易发生脱锌腐蚀，特别是在海洋气候条件下使用，直接影响卫厨五金产品的寿命。澳大利亚制订了AS2345～2006《Dezincification resistance of copper alloys》，规定黄铜铸造件的脱锌层不许超过100μm。然而，实践证明，对于一般的铅黄铜（无论加工铜还是铸造铜），均无法达到这一要求抑制黄铜脱锌腐蚀的最有效、最经济的方法是在黄铜中添加合金元素来改善其耐脱锌腐蚀性，如添加砷、硼、锑、磷、铝等。但是大多数合金元素可以抑制单相黄铜的耐脱锌腐蚀，却对双相黄铜不起作用或作用不明显。HPb59-1属于双相黄铜，研究表明，该类黄铜中的Pb不但可以改善其切削性能，还可以以Pb²⁺形式和溶液中的Cl^-、SO₄^2-离子等形成PbCl₂、PbSO₄等钝化膜，从而阻止其脱锌腐蚀的进行。

然而，铅黄铜中的铅以单质形式存在于基体，用其制成的涉水器件在使用过程中会发生析铅。铅污染的危害已众所皆知，在卫厨产业领域研究无铅易切削黄铜已是大势所趋，目前研发应用上相对成熟的无铅黄铜主要是铋黄铜和硅黄铜。《California AB 1953》规定洁具及各种阀门中的Pb当量为0.25wt%以下时，即无铅。然而，当铅含量减少后，将弱化双相黄铜的抗脱锌腐蚀性能。

因此，在无铅且达到铅黄铜加工性能的成分条件下，提升无铅黄铜的抗脱锌腐蚀性能，将成为拓展无铅黄铜应用范围的关键技术。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种抗脱锌腐蚀性能好、强度高、加工性能好的抗脱锌无铅铋砷挤压实心黄铜棒及其制备方法。

为解决此技术问题，本发明采取以下方案：一种抗脱锌无铅铋砷挤压黄铜棒的制备方法，包括将下述质量百分比的原料:Cu61～63％、Bi0.5～0.9％、As0.07～0.12％、Al0.5～0.8％、Sn0.08～0.24％、Pb0.1％、其余为Zn及总量不大于0.25%的杂质熔炼后，经引铸和挤压工艺获得实心黄铜棒的步骤，所述引铸挤压实心黄铜棒的步骤包括：

1）在有芯工频炉中先加入150～300kg的纯紫铜米，所述工频炉中的纯紫铜米总加入量为总原料的7.5～15%，待处于半熔融状态时，压入预热好的占总原料0.08～0.24％锡锭、0.5～0.9％铋锭和占总原料0.5～0.8％铝锭，充分搅拌后静置10min；

2）加入该炉配料所需的紫铜板，所述紫铜板为标准阴极铜，加入量要保证上述总原料中的Cu含量达61～63%；在铜板熔化量达70～80%时，往铜液表面均匀撒入1.5kg的环保型清渣熔剂，压入预热好的占总原料34.84～37.85%的0#锌锭，待熔化后，充分搅拌均匀；

3）加入称量并预热好的铜砷中间合金，按As占上述总原料的0.07～0.12％进行添加，熔融搅拌均匀后再往铜液表面均匀撒入1kg的环保型清渣熔剂，并于1020℃静置10～15min；

4）取样检测成分，并根据成分检测数据进行成分调整；

5）喷火、搅拌、打灰、捞渣，在打灰过程中要求铜灰勺将灰打离铜水时应在炉口停留约20s，以保证灰内铜水全部流入坩埚；