[发明专利]一种高强耐磨减摩多元锰黄铜合金及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种高强耐磨减摩多元锰黄铜合金，多元锰黄铜合金的组分为Cu 59～62，Mn 2.0～3.0，Al 0.5～1.0，Si 0.6～1.2，Fe 0.4，Ni 0.2，Pb 1.2～1.8，Zn及余量杂质总和0.8。本发明通过Zn熔入Cu形成具有(α+β)两相的金相组织，并在Cu‑Zn二元合金基体中再加入Al、Mn、Si、Pb等元素就构成α≤25，β(Mn₅Si₃+游离单质Pb)≥75，使得多元锰黄铜合金的塑性、韧性明显提高，而硬脆性消失，抗咬合性能与跑合性能明显改善与提高，损耗降低，寿命延长，而且Pb以游离单质球粒状态密集弥散分布于金相组织β中，软性的Pb单质球在摩擦受力时，也能显著提高多元锰黄铜合金的润滑性能，降低摩擦系数与摩擦力，因此本发明还具有极佳的减摩性能与抗咬合性能。

技术领域

本发明涉及锰黄铜合金生产领域，尤其涉及一种高强耐磨减摩多元锰黄铜合金及其生产工艺。

背景技术

在工程机械中，锰黄铜合金有着广泛的应用。

随着产品的升级，对锰黄铜合金的强度、耐磨性、摩擦系数等性能都提出了越来越高的要求，但是现有的锰黄铜合金及其生产工艺都难以满足或者兼顾上述需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明其解决技术问题所采用的技术方案是：一种高强耐磨减摩多元锰黄铜合金，多元锰黄铜合金的组分为Cu 59～62，Mn2.0～3.0，Al 0.5～1.0，Si 0.6～1.2，Fe0.4，Ni 0.2，Pb 1.2～1.8，Zn及余量杂质总和0.8。

作为优选，多元锰黄铜合金的微观组织为Cu-Zn二元合金基体，金相组织为(α+β)两相组织，相比为α≤25，β≥75。Zn熔入Cu形成具有(α+β)两相的金相组织，并在Cu-Zn二元合金基体中再加入Al、Mn、Si、Pb等元素就构成α≤25，β(Mn₅Si₃+游离单质Pb)≥75，使得多元锰黄铜合金的塑性、韧性明显提高，而硬脆性消失，抗咬合性能与跑合性能明显改善与提高，损耗降低，寿命延长，而且Pb以游离单质球粒状态密集弥散分布于金相组织β中，软性的Pb单质球在摩擦受力时，也能显著提高多元锰黄铜合金的润滑性能，降低摩擦系数与摩擦力，因此本发明还具有极佳的减摩性能与抗咬合性能，Al熔入Cu-Zn二元合金基体中可以等量置换晶格中的Cu原子或Zn原子，而Al原子的半径大于Cu原子和Zn原子，因此Al的置入局部的改变了晶格原有应力场而造成的晶格畸变，显著增强多元锰黄铜合金的强度、硬度和抗形变能力，更由于Al能明显缩小α相区，增大β相区并显著提高β相区的稳定性，从而进一步提升多元锰黄铜合金的强度、硬度，而且Al的表面离子活性大于Zn，优先快速形成薄而致密的Al₂O₃氧化膜，阻止氧化的生成提高耐腐蚀性能，Mn和Si熔入Cu-Zn二元合金基体中可以形成高硬度六方结构的微粒，并均匀弥散在Cu-Zn二元合金基体中，从而提高多元锰黄铜合金的耐磨性，Si也同Al一样，能明显缩小α相区，增大β相区并显著提高β相区的稳定性，从而进一步提升多元锰黄铜合金的强度、硬度。

一种高强耐磨减摩多元锰黄铜合金生产工艺，包括

a、配料步骤：按照所述多元锰黄铜合金的组分Cu 59～62，Mn2.0～3.0，Al 0.5～1.0，Si 0.6～1.2，Fe 0.4，Ni 0.2，Pb 1.2～1.8，Zn0.8将各原料配好；

b、熔炼步骤：将Cu和Mn与木炭覆盖剂一起熔化，再加入Si、Zn、Al、Pb，进一步熔化后加入冰晶石，搅拌均匀后捞渣并加入脱氧清渣剂，最后得到铜液出炉，并将铜液注入铁心感应电炉进行保温；

c、水平连铸步骤：将铜液注入水平连铸机组进行水平连铸，得到坯体；

d、后处理步骤：将坯体进行光坯、挤压、拉伸、退火处理。