[发明专利]一种无铅低铅黄铜合金毛坯的锻造工艺

说明书

本发明的涉及一种无铅低铅黄铜合金毛坯的锻造工艺，其中合金的质量百分比包括以下合金元素：铜59～62%，铁≤0.1%，砷0.02~0.06%，铅≤0.2%，锡0.5～1%，锆0.2～0.6%，铋≤0.028%，余量锌及不可避免的杂质元素；本发明所采用的锻造工艺流程是：棒料试样、氨熏、料坯加温保温、毛坯锻造、冷切边、热处理、氨熏、抛丸。本发明的合金及锻造工序显著提高了铜合金的抗脱锌性能和抗腐蚀性能，细化了组织晶粒。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，更具体地说涉及锻造黄铜件加工领域，特别是涉及一种无铅低铅黄铜合金毛坯的锻造工艺。

背景技术

由于铜合金的锻造、切削、拉伸、电镀、焊接等性能优良，被广泛应用到各个行业，特别适用于流体控制系统中阀门和管件以及五金件的制造。目前市场上生产的阀门、管件、五金类产品大多数均为高铅铜合金材质，伴随着市场需要，以及提高人民的生活水平，对水质的要求也随之提高，而阀门组件中大部分零配件都是高铅黄铜所生产制造的，长时间使用在水环境中，材料中的铅就会稀释到引用水中，从而对水质造成了污染，严重影响了人们的身体健康，出于安全和健康方面的因素考虑，必须使用低铅或者无铅含量的铜合金材质，也就是说铅含量必须小于规定的标准要求，现有的低铅或无铅的铜合金材质也较多，铜合金具有环保、健康安全系数高，且材料的抗拉、延伸及其热成型性能良好，这里仅仅是定性的说明，而且实际在抗脱锌性能和抗腐蚀性能方面相对来讲不是很稳定，任然存在一定的缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无铅低铅黄铜合金毛坯的锻造工艺，已解决上述背景技术中提到的抗脱锌性能和抗腐蚀性能不稳定的问题。

本发明通过下述技术方案来实现：

一种无铅低铅黄铜合金毛坯的锻造工艺，其特征在于：其中合金的质量百分比包括以下合金元素：铜59～62％，铁≤0.1％，砷0.02～0.06％，铅≤0.2％，锡0.5～1％，锆0.2～0.6％，铋≤0.028％，余量锌及不可避免的杂质元素；合金毛坯锻造工艺如下：

1)合金液体经过热挤压油冷后降温后再冷拔处理成待加工棒料，使得棒料力学性能满足抗拉强度(σb)≥400Mpa；屈服强度(σs)≥140Mpa；伸长率(δ)≥31％；硬度≥ HRB50～60；平均晶粒直径范围为0.0123～0.0154mm；抗脱锌深度在≤100μm范围内；

2)将棒料密封在氨水容器中但不与氨水接触24小时无裂纹现象；

3)将达到标准的材料下料并通过加热炉加热保温，使原材料的温度恒温在650～700℃之间；

4)将加热过的料坯放入模具中通过热锻压力机锻造成型；

5)将冷却后的合格毛坯放入切边模具中通过冷锻冲压机进行飞边切除；

6)采用回火炉保温处理，温度控制在500～550℃，空冷调质毛坯分子结构，使得平均晶粒直径范围为0.0098～0.0085mm；抗脱锌深度控制在≤200μm范围内；

7)将毛坯密封在氨水容器中但不与氨水接触24小时无裂纹现象；

8)对回火处理后的毛坯进行抛丸表面处理去除氧化层。

锆可以细化合金的微观组织，显著提高材料的力学性能，减少夹杂，改善合金的抗腐蚀性能。

本发明通过热挤压油冷后降温后再冷拔处理成待加工棒料，使得棒料力学性能满足抗拉强度(σb)≥400Mpa；屈服强度(σs)≥140Mpa；伸长率(δ)≥31％；硬度≥HRB50～60；平均晶粒直径范围为0.0123～0.0154mm；抗脱锌深度在≤100μm范围内。

通过2次氨熏实验保证坯料表面稳定性。

对棒料进行加热预处理，提高了锻造的可锻造性能，使得内部组织更加均匀。