[发明专利]无铅黄铜合金及其用途

说明书

本发明涉及无铅黄铜合金及其用途，该合金含有57.0至60.0％Cu、1.0至2.0％Al、1.5至2.5％Mn、0.1至1.0％Fe、至多0.5％Ni、至多0.5％Sn、0.5至2.0％Si、小于0.1％Pb，余量的Zn以及不可避免的杂质，其中铜当量(CuEq)在52.0至58.0％范围内。

本发明涉及无铅黄铜合金以及它的用途。

US 10,287,653B2公开了一种无铅黄铜合金，其具有该专利的权利要求1中复述的组成。该已知黄铜合金具有51％至约58％范围内的锌当量。所提出的黄铜合金特别适合于生产涡轮增压器的轴承。

工业需要特别适合于生产液压部件和液压泵的零件的无铅黄铜合金。

本发明的目的是指定一种无铅黄铜合金，其突出之处在于良好的机加工性、应急操作性能、油相容性等。该黄铜合金将特别适合于生产液压部件和液压泵的零件。

通过权利要求1和7的特征实现这个目的。由从属权利要求的特征可清楚明智的实施方案。

根据本发明提出的是一种无铅黄铜合金，其含有：57.0至60.0％Cu、1.0至2.0％Al、1.5至2.5％Mn、0.1至1.0％Fe、至多0.5％Ni、至多0.5％Sn、0.5至2.0％Si、小于0.1％Pb，余量的Zn以及不可避免的杂质，其中铜当量(CuEq)在52.0至58.0％范围内。

如下计算所规定的铜当量(CuEq):

1)如果Si_游离＝Si·3.26-(Fe+Mn)0

则CuEq＝Cu/{[100-Fe-Mn+(|Si_游离|0.7)-Al+(Al·6)-Si)]/100}

2)如果Si_游离＝Si·3.26-(Fe+Mn)0

则CuEq＝Cu/{[100-Fe-Mn-Al+(Al·6)-Si+((Si_游离/3.26)·10)]/100}

Cu:％铜

Fe:％铁

Al:％铝

Si:％硅

对于本说明书的目的，[％]应被理解为重量百分比。

在铜当量CuEq的以上计算中，区分两种情况，即第1种和第2种。在第1种情况中，合金中不存在游离的硅Si_游离。在这种情况下，合金中的硅完全与Fe和/或Mn结合。形成金属间Fe-Mn-Si化合物。

在第2种情况中，合金中存在游离的硅Si_游离。第一和第二种情况之间的区分是必要的，因为合金中的游离硅Si_游离在相图中在β-相方向上产生强的偏移。在这种情况下，相图中在β-相方向上的偏移更强，是完全结合硅的情况下的约10倍(参见以上计算，第1种情况)。

已证实所提出的铜当量CuEq在52.0至58.0％范围内的黄铜合金表现出的摩擦性能与常规含铅合金的摩擦性能相当。所提出的无铅黄铜合金另外突出之处在于良好的机加工性、应急操作性能、油相容性等。

根据一种有利实施方案，含有至多1.0％量的Si。以这种方式建立了特别合适的β-相含量。

根据另一实施方案，含有至多0.2％、优选至多0.1％、更优选小于0.06％量的Sn。Sn提高合金的松弛强度(relaxation resistance)。

提出的无铅黄铜合金可含有至多1.0％、优选至多0.5％量的镍。另外，可存在至多0.5％、优选至多0.4％含量的Fe。可含有至多2.1％量的Mn。添加前述元素用于在合金中形成金属间相。金属间相改进合金的耐磨损性和延展性。