一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及合金棒材领域，具体涉及一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有的锡青铜材料为了实现其易切肩性能往往会添加铅元素，但是随着环保意识的日益提高，含铅元素的青铜合金已经不能满足国内外高端市场的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒及其制备方法，在降低生产成本的同时实现可替代现有含铅锡青铜的无铅环保合金材料的制备。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒，由以下组分组成:占合金材料棒总重量2-5%的锌，占合金材料棒总重量2-4%的锡，占合金材料棒总重量0.5-1.5%的铝，占合金材料棒总重量0.05-0.8%的锑，占合金材料棒总重量0.1-1.05%的硅，占合金材料棒总重量0.05-0.3%的磷，占合金材料棒总重量0.5-1.5%的锰，余量为铜。
[0006]优选地，由以下组分组成:占合金材料棒总重量2%的锌，占合金材料棒总重量2%的锡，占合金材料棒总重量0.5%的铝，占合金材料棒总重量0.05%的锑，占合金材料棒总重量0.1 %的硅，占合金材料棒总重量0.05%的磷，占合金材料棒总重量0.5%的锰，余量为铜。
[0007]优选地，由以下组分组成:占合金材料棒总重量3%的锌，占合金材料棒总重量3%的锡，占合金材料棒总重量1%的铝，占合金材料棒总重量0.4%的锑，占合金材料棒总重量0.5%的娃，占合金材料棒总重量0.15%的磷，占合金材料棒总重量I %的猛，余量为铜。
[0008]优选地，由以下组分组成:占合金材料棒总重量5%的锌，占合金材料棒总重量4%的锡，占合金材料棒总重量1.5%的铝，占合金材料棒总重量0.8%的锑，占合金材料棒总重量1.05%的娃，占合金材料棒总重量0.3%的磷，占合金材料棒总重量1.5%的猛，余量为铜。
[0009]优选地，由以下组分组成:占合金材料棒总重量4%的锌，占合金材料棒总重量2%的锡，占合金材料棒总重量0.5%的铝，占合金材料棒总重量0.05%的锑，占合金材料棒总重量1.05%的硅，占合金材料棒总重量0.3%的磷，占合金材料棒总重量1.5%的锰，余量为铜。
[0010]优选地，由以下组分组成:占合金材料棒总重量3%的锌，占合金材料棒总重量4%的锡，占合金材料棒总重量1.5%的铝，占合金材料棒总重量0.8%的锑，占合金材料棒总重量0.1%的娃，占合金材料棒总重量0.05%的磷，占合金材料棒总重量0.5%的猛，余量为铜。
[0011]一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒的制备方法，包括以下步骤:
[0012]I)按照配比将磷、铜、锡、锌、硅、锰、铝、锑置于工频电炉内，加热至1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；
[0013]2)用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为ll_13cm ；
[0014]3)保温1.2-1.5小时后，用光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
[0015]4)进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为I次/秒，采用连铸连轧的方法生产规定尺寸的实心合金材料棒；
[0016]5)消除应力退火，用退火炉对合金材料棒进行退火处理:退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟；
[0017]6)将退火完成后的合金材料棒用超声波探伤仪对合金材料棒进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉。
[0018]进一步地，步骤3)中所述光谱仪采用斯派克直读光谱仪。
[0019]进一步地，步骤3)中的成分检验次数为3-5次。
[0020]本发明的有益效果是:本发明提供了一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒及其制备方法，将传统铅元素替换为硅元素，按照磷、铜、锡、锌、硅、锰、铝、锑一定的成分配比，适当的温度，通过连铸连轧的生产工艺完成合金材料棒的生产，从而完全能够取代含有铅元素的锡青铜棒材。该发明采用连铸连轧的生产工艺避免了采用连续铸造一坯锭处理一退火挤压一后续探伤的工艺进行生产，从而省去了部分坯锭处理和退火挤压的生产步骤，不仅缩短了生产周期，提高了生产效率，而且大大降低了生产成本的同时实现了可替代现有含铅锡青铜的无铅环保合金材料的制备。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒的生产装置图。附图标记说明
[0022]I提升机及加料台，2熔化炉，3保温炉，4液压剪，5铸锭整形器，6飞剪，7酸洗，8卷取装置，9精轧机组，10粗轧机组，11连铸机
【具体实施方式】
[0023]以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但并非限制本发明的应用范围。
[0024]实施例1
[0025]一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒，由以下组分组成:占合金材料棒总重量2%的锌，占合金材料棒总重量2%的锡，占合金材料棒总重量0.5%的铝，占合金材料棒总重量0.05%的锑，占合金材料棒总重量0.1%的硅，占合金材料棒总重量0.05%的磷，占合金材料棒总重量0.5%的猛，余量为铜。
[0026]通过提升机及加料台I按照配比将磷、铜、锡、锌、硅、锰、铝、锑置于工频电炉(熔化炉2)内，加热至1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；熔化液体通过上流槽流到保温炉3，用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为ll-13cm ;保温1.2-1.5小时后，用斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为I次/秒，采用连铸连轧的方法生产直径为15mm，长度为4000mm的实心合金材料棒，连铸连轧的具体设备及工艺如下(见图1):保温炉中的熔化液体通过下流槽进入浇堡，之后进入连铸机11进行铸造，成为铸坯，铸坯经过液压剪4、铸锭整形器5在粗轧机组10中轧制，之后经过飞剪6，进入精轧机组9进行精轧，成为合金材料棒；消除应力退火，用箱式退火炉对合金材料棒进行退火处理:退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟；将退火完成后的合金材料棒用超声波探伤仪对合金材料棒进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉，合格产品随后经过清洗冷却管道进行酸洗7，然后进行涂蜡，在卷取装置8上卷成圈状，经过包装机进行包装，成为成品，之后可进行运输。
[0027]与现有的含铅锡青铜合金相比，本实施例提供的连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒，采用连铸连轧的生产工艺避免了采用连续铸造一坯锭处理一退火挤压一后续探伤的工艺进行生产，从而省去了部分坯锭处理和退火挤压的生产步骤，不仅缩短了生产周期，提高了生产效率，而且大大降低了生产成本的同时实现了可替代现有含铅锡青铜的无铅环保合金材料的制备。
[0028]实施例2
[0029]一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒，由以下组分组成:占合金材料棒总重量3%的锌，占合金材料棒总重量3%的锡，占合金材料棒总重量1%的铝，占合金材料棒总重量0.4%的铺，占合金材料棒总重量0.5%的娃，占合金材料棒总重量0.15%的磷，占合金材料棒总重量I %的锰，余量为铜。
[0030]通过提升机及加料台I按照配比将磷、铜、锡、锌、硅、锰、铝、锑置于工频电炉(熔化炉2)内，加热至1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；熔化液体通过上流槽流到保温炉3，用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为ll-13cm ;保温1.2-1.5小时后，用斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为I次/秒，采用连铸连轧的方法生产直径为15mm，长度为4000mm的实心合金材料棒，连铸连轧的具体设备及工艺如下(见图1):保温炉中的熔化液体通过下流槽进入浇堡，之后进入连铸机11进行铸造，成为铸坯，铸坯经过液压剪4、铸锭整形器5在粗轧机组10中轧制，之后经过飞剪6，进入精轧机组9进行精轧，成为合金材料棒；消除应力退火，用箱式退火炉对合金材料棒进行退火处理:退火温度为200-300摄氏度，退火时间为20-30分钟；将退火完成后的合金材料棒用超声波探伤仪对合金材料棒进行裂痕及气孔探伤，以挑出不合格产品进行回炉，合格产品随后经过清洗冷却管道进行酸洗7，然后进行涂蜡，在卷取装置8上卷成圈状，经过包装机进行包装，成为成品，之后可进行运输。
[0031]与现有的含铅锡青铜合金相比，本实施例提供的连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒，采用连铸连轧的生产工艺避免了采用连续铸造一坯锭处理一退火挤压一后续探伤的工艺进行生产，从而省去了部分坯锭处理和退火挤压的生产步骤，不仅缩短了生产周期，提高了生产效率，而且大大降低了生产成本的同时实现了可替代现有含铅锡青铜的无铅环保合金材料的制备。
[0032]实施例3
[0033]一种连铸连轧的环保无铅新型合金材料棒，由以下组分组成:占合金材料棒总重量5%的锌，占合金材料棒总重量4%的锡，占合金材料棒总重量1.5%的铝，占合金材料棒总重量0.8%的锑，占合金材料棒总重量1.05%的硅，占合金材料棒总重量0.3%的磷，占合金材料棒总重量1.5%的猛，余量为铜。
[0034]通过提升机及加料台I按照配比将磷、铜、锡、锌、硅、锰、铝、锑置于工频电炉(熔化炉2)内，加热至1250-1300摄氏度，待完全熔化后保温至1200摄氏度；熔化液体通过上流槽流到保温炉3，用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，在其上面覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为ll-13cm ;保温1.2-1.5小时后，用斯派克直读光谱仪对从炉内取出的样品进行成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；进一步保温40-60分钟后，重新升温至1300摄氏度，并开启工频电炉的振动装置，振动频率为I