高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材及其制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材，其特征在于：以α相为基，按重量百分比由以下组分组成：Cu：74％～77％，Al：7％～8.5％，Fe：2.5％～3％，Ni：1.1％～1.5％，Mn：0.9％～1.5％，Pb：0.25％～0.45％，Sn：0.1％～0.5％，余量为Zn，其他杂质元素≤0.5％。其制作工艺依次包括：a.配料；b.熔炼；c.连铸；d.挤压；e.定尺锯切。本发明与现有技术相比的优点是：首先，使黄铜合金挤制管棒材具备了高强度、高韧性耐磨、优良耐磨机制、高耐介质腐蚀铜合金的能力；其次，保证了多元复杂黄铜成分均匀稳定；有效解决了其易开裂、表面质量控制困难的技术关键。
【专利说明】高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材及其制作工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属管棒材，具体涉及一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材及其制作工艺。
【背景技术】
[0002]铜是现代工业发展不可缺少的关键工程材料，国内外新型铜合金研制开发热潮方兴未艾，诞生了一大批高性能、高技术含量的铜合金新品种、新技术。
[0003]黄铜是铜合金中最重要合金品种，以低成本性能优良著称于世，广泛应用国民经济各领域，但长期以来人们广泛应用的是以a相和a+0相为基的单相或双相黄铜合金，而对以P相为基的复杂黄铜研究应用较少，对以a相为基的复杂黄铜研究应用则更少。随着现代科技进步，人们对复杂黄铜研究日益深入，发现通过加入多元少量合金元素即可大幅提高其性能，使材料产生许多具有实用化前景的新特性，如形状记忆功能，高弹性，高强度，高耐磨、耐蚀、减磨性能等。其中最引人瞩目是以P相为基的新型多元复杂黄铜，具高强度，优良耐磨机制、极高耐介质腐蚀能力，更为可贵是其优良热加工性能，在锻压各种精密复杂高强耐磨零件方面，具有其他材料无法比拟的优势，在八十年代后国外已普及应用。近年来，随着国内加工制造业发展，市场对高性能铜合金需求量不断扩大，国内对以@相为基的新型高强耐磨多元复杂黄铜的研究开发应用也不断扩大。
[0004]但国内外对以a相为基的新型高性能多元复杂黄铜研究应用还甚少，主要是由于该类合金工业化生产难度大，尤其是前道工序熔铸工艺技术难，大批量经济生产所必需采用的连铸工序极易产生内裂或外表开裂。但随着现代科技对复杂黄铜研究日益深入，发现此类多元复杂黄铜也具有:高强度、高韧性，优良耐磨机制、优良热加工性能，还有更超高耐介质腐蚀能力。因此开发该类高性能合金品种，具有广阔的市场发展前景和重大经济价值。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述不足，提供了一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材及其制作工艺。
[0006]本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现:一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材，其特征在于:以a相为基，按重量百分比由以下组分组成:Cu:74%~77 %，Al:7 % ~8.5 %，Fe:2.5 % ~3 %，N1:1.1 % ~1.5 %，Mn:0.9 % ~1.5 %，Pb:
0.25%~0.45%, Sn:0.1%~0.5%，余量为Zn，其他杂质元素≤0.5%。
[0007]一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材及其制作工艺，包括以下步骤:
[0008]a.配料:按合金配比配料2500kg/炉；
[0009]b.熔炼:在熔炼炉中先投入部分铜熔化，木炭覆盖；投入锰，熔剂覆盖；投入镍、铁熔化；投入其余的铜熔化搅拌；投入锌熔化；投入铝、铅、锡熔化后，加入旧料；全部熔化后，搅拌合金液5~10分钟使其均匀，然后升温投精炼剂进行除渣精炼，喷火精炼；取样检测化学成分合格，静置保温；静置保温、捞除渣之后，转炉流至保温炉；
[0010]C.连铸:在保温炉进行水平连铸①140圆锭，铸造速度为2.5~4m/h，“红锭”引铸，锯切成锭子；
[0011]d.挤压:在斜底式燃油加热炉或工频感应加热炉把锭子加热至600~750°C，挤压速度为15~35mm/s,挤压比为15~35,热挤压得挤制管/棒,进行热态矫直；
[0012]e.定尺锯切。
[0013]本发明与现有技术相比的优点是:
[0014]首先，研究确定合适黄铜合金品种化学成分，构成以a相为基，通过合金元素间的相互作用，在复杂黄铜基体上形成成分复杂、均匀稳定分布、硬度极高的耐磨相，形成合理耐磨机制，保证材料具优良耐磨性能。使之具备了高强度、高韧性耐磨、优良耐磨机制、高耐介质腐蚀铜合金的能力，其挤制态力学性能:抗拉强度:700~750MPa，硬度HB:180~220，延伸率>8%。可作为昂价青铜的优良代用材料，为高强度、高韧性耐磨、耐介质腐蚀铜管棒市场提供大批量、低成本的高性能新材料。
[0015]其次，解决了其生产的关键技术，采用适于大生产的熔炼水平连铸-热挤压技术，保证了多元复杂黄铜成分均匀稳定，研发了适合此合金特性的熔炼水平连铸工艺，有效解决了其易开裂、表面质量控制困难的技术关键，从而大幅提高了生产成材率，使生产工艺技术成熟化，适于大规模产业化。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明进一步详述:
[0018]一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材，其特征在于:以a相为基，按重量百分比由以下组分组成:Cu:74%~77%，A1:7%~8.5%,Fe:2.5%~3%，N1:1.1%~
1.5%，Mn:0.9%~1.5%，Pb:0.25%~0.45%，Sn:0.1%~0.5%，余量为 Zn，其他杂质元素≤0.5% o
[0019]如图1所示，一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材及其制作工艺，包括以下步骤:
[0020]a.配料:按合金配比配料2500kg/炉；
[0021]b.熔炼:在熔炼炉中先投入部分铜熔化，木炭覆盖；投入锰，熔剂覆盖；投入镍、铁熔化；投入其余的铜熔化搅拌；投入锌熔化；投入铝、铅、锡熔化后，加入旧料；全部熔化后，搅拌合金液5~10分钟使其均匀，然后升温投精炼剂进行除渣精炼，喷火精炼；取样检测化学成分合格，静置保温；静置保温、捞除渣之后，转炉流至保温炉；
[0022]c.连铸:在保温炉进行水平连铸①140圆锭，铸造速度为2.5~4m/h，“红锭”引铸，锯切成锭子；
[0023]d.挤压:在斜底式燃油加热炉或工频感应加热炉把锭子加热至600~750°C，挤压速度为15~35mm/s,挤压比为15~35,热挤压得挤制管/棒,进行热态矫直；
[0024]e.定尺锯切。[0025]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明 的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材，其特征在于:以a相为基，按重量百分比由以下组分组成:Cu:74%~77%，Al:7%~8.5%, Fe:2.5%~3%，N1:1.1%~1.5%,Mn:0.9%~1.5%,Pb:0.25%~0.45%, Sn:0.1%~0.5%，余量为 Zn，其他杂质元素≤0.5%。
2.一种高强度耐磨多元复杂黄铜合金挤制管棒材及其制作工艺，包括以下步骤: a.配料:按合金配比配料2500kg/炉； b.熔炼:在熔炼炉中先投入部分铜熔化，木炭覆盖；投入锰，熔剂覆盖；投入镍、铁熔化；投入其余的铜熔化搅拌；投入锌熔化；投入铝、铅、锡熔化后，加入旧料；全部熔化后，搅拌合金液5~10分钟使其均匀，然后升温投精炼剂进行除渣精炼，喷火精炼；取样检测化学成分合格，静置保温；静置保温、捞除渣之后，转炉流至保温炉； c.连铸:在保温炉进行水平连铸0140圆锭，铸造速度为2.5~4m/h，“红锭”引铸，锯切成锭子； d.挤压:在斜底式燃油加热炉或工频感应加热炉把锭子加热至600~750°C，挤压速度为15~35mm/s,挤压比为15~35,热挤压得挤制管/棒,进行热态矫直； e.定尺锯切。
【文档编号】C22C9/04GK103484713SQ201310021600
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年1月22日 优先权日:2013年1月22日
【发明者】阮伟光, 李绍遴, 梁绍 申请人:阮伟光