[发明专利]一种易切削黄铜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种易切削黄铜，其特征在于，该黄铜的质量百分比组成为Cu：57～60wt％，Sn：0.02～0.4wt％，Fe：0.01～0.05wt％，Ni：0.03～0.1wt％，Te：0.02～0.15wt％，余量为锌和不可避免的杂质。本发明易切削黄铜添加了Te，沿着晶界和晶内呈弥散质点分布，既能够改善黄铜坯料的塑性，能改善其切削加工性能并增加硬度该黄铜的硬度为170～190HV5，抗拉强度≥600MPa，延伸率为10％以上，切削指数在65％以上，实现了强度与塑形的结合，适用于无铅、无铋且对切削性能具有一定要求的场合。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种易切削黄铜及其制备方法。

背景技术

铅黄铜是一种被广泛应用于水暖卫浴、电子电器、仪器仪表等领域的易切削铜合金。它具有良好的冷热加工性能、极好的切削性能，能够满足精密仪器各类形状零件的机加工要求。

目前研究发现铅黄铜对人体健康和环境有恶劣的影响。铅黄铜在使用过程中会伴随着铅析出，当铅进入人体会对人体血液和神经系统产生严重的损害，造成智力低下、痴呆和血铅等严重的后果。此外，铅作为重金属元素对环境也存在较大影响，因此世界各国已经开始对铅黄铜进行限制使用管制。美国自1998年8月6日起，要求饮用水中铅溶出量不能超过1.1×10-3％，日本在2003年规定了日常饮用水中铅含量必须≤0.03mg/L，欧盟的RoHS指令关于铅含量的豁免期也将于2021年7月到期。目前研究人员针对无铅黄铜也开展了一系列研究，其中铋黄铜因其良好的切削性能是目前应用最广泛的无铅黄铜之一，但由于铋黄铜自裂倾向大，废料难回收以及铋元素危害的不确定性等问题都限制着铋黄铜的应用。

发明专利CN110117736A公开了一种塑性好耐腐蚀的铋黄铜合金，使用的含较高含量的铋黄铜旧料(用量为10-50％)，解决了铋黄铜难回收的问题，极大程度上降低了成本。但该铋黄铜仍无法有效解决因铋元素造成的脆性增加的问题，容易发生开裂，并且废料中的铋元素含量不可控。发明专利CN202110641982.2公开了一种无铅铋黄铜及其制造工艺，通过添加锰和稀土RE等多种金属元素来解决铜棒脱锌腐蚀的问题，且具有良好的易切削性，但该铋黄铜元素含量多，成本较高且易存在铆压开裂的风险。

目前国内外对无铅易切削黄铜的研究仍处于探索阶段，市场上的无铅黄铜推广应用仍存在很多需要解决的难题，如何同时做到降低成本和提高切削性能且保证无有害元素是目前无铅易切削黄铜面临的最大问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种易切削黄铜。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种易切削黄铜，其特征在于，该黄铜的质量百分比组成为Cu：57～60wt％，Sn：0.02～0.4wt％，Fe：0.01～0.05wt％，Ni：0.03～0.1wt％，Te：0.02～0.15wt％，余量为锌和不可避免的杂质。

本发明添加57～60wt％的Cu，当铜含量≤57％时，冷加工性能差，拉拔过程中易发生断裂，且成品延伸率低，实用价值低无法满足下游厂家使用，当铜含量≥60％时，成品β相比例低，热加工性能不佳，并且会明显提高生产成本。

本发明添加0.02～0.4wt％的Sn，其主要作用为增加黄铜的强度同时抑制其发生脱锌，提高耐蚀性能。

本发明添加0.01～0.05wt％的Fe，起到细化晶粒的作用，此外还可以保证黄铜获得强度提升且塑形降低不明显。

本发明添加0.03～0.1wt％的Ni，Ni元素能够明显地扩大α相区域的范围，促使某些α-β两相黄铜转变为晶粒细小的α单相黄铜，从而改善黄铜的力学性能和加工性能。