具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法与流程

文档序号:20360412发布日期:2020-04-10 23:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于包括以下步骤:

1)准静态拉伸屈服应力σs和延伸率δ测试:对锌当量介于38%至49%的硅黄铜合金棒体进行准静态拉伸力学性能测试,获得应力-应变曲线,确定不同锌当量硅黄铜合金的准静态拉伸屈服应力σs和延伸率δ;

2)动态屈服应力σd计算:对锌当量介于38%至49%的锌当量硅黄铜合金进行切削试验,收集切屑,通过基于mechant的切削力模型,计算切削不同锌当量硅黄铜合金时的切削动态屈服应力σd;

3)硅黄铜合金的定量识别:以硅黄铜合金的锌当量为横坐标,以准静态拉伸屈服应力σs、延伸率δ和切削动态屈服应力σd为纵坐标,绘制出准静态拉伸屈服应力σs、延伸率δ和切削动态屈服应力σd随锌当量的变化趋势图;根据所述的变化趋势图将硅黄铜合金分为三种类型:

准静态拉伸屈服应力σs低于100mpa、延伸率δ高于40%且动态屈服应力σd大于准静态拉伸屈服应力σs的低强度高塑性难切削合金;

准静态拉伸屈服应力σs高于250mpa、延伸率δ低于15%且动态屈服应力σd大于准静态拉伸屈服应力σs的高强度低塑性难切削合金;

准静态拉伸屈服应力σs介于100mpa和250mpa、延伸率δ介于40%和15%和且动态屈服应力σd小于准静态拉伸屈服应力σs的高强度高塑性易切削合金。

2.根据权利要求1所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:步骤1)中不同锌当量硅黄铜合金的制备方法为:把cu、zn、si、al元素按如下的质量百分比配料,cu56~66wt.%、zn33~42wt.%、si0.4%~1.5wt.%、al0.2%~1.5wt.%,以及0.003~0.01wt.%b和0.03~0.06wt.%ti;且黄铜合金所有组分的锌当量x%介于39~49%之间,微观组织为α+β相。

3.根据权利要求2所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:通过锌当量规则设计相组成,锌当量通过式来计算,其中,x%为锌当量;czn为合金加入的纯锌百分含量,ccu为合金加入的纯铜百分含量,∑ciki是合金中所有除cu、zn之外的其他合金元素的百分含量ci及其锌当量系数ki乘积的总和。

4.根据权利要求1所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:步骤2)中,应用j.g.william开发的测试方案计算切削不同锌当量硅黄铜合金时的切削动态屈服应力σd。

5.根据权利要求4所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:步骤2)中的切削试验在cnc车床上进行,该车床配备有切削力测力计,切削试样为圆柱棒,切削刀具材料为商用wc-8co刀具,改变的工艺参数为进给速度f值,根据黄铜合金常用的切削参数,进给速度f的取值为0.05-0.3mm/r。

6.根据权利要求5所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:切削动态屈服应力σd由力平衡可得方程确定,其中hc/sinφ表示剪切面的长度,hc为切削层厚度,φ为硅黄铜样品的剪切角;kb是材料的断裂韧性,wc是切削宽度,fc是主切削力,ft是进给抗力;将所述的力平衡方程转换成计算fc/wc-(ft/wc)tanφ和(hc/2)(tanφ+1/tanφ)的值;通过绘制和线性拟合fc/wc-(ft/wc)tanφ和(hc/2)(tanφ+1/tanφ)之间的变化关系,斜率即为切削动态屈服应力σd;

硅黄铜样品的剪切角φ按式计算,其中γ0是切削刀具的前角;λh是切削变形系数,由确定,hch是平均切屑厚度。

7.根据权利要求6所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:锯齿状切屑的切屑厚度hch的等效值通过简化方式获得,其中h是锯齿状切屑的最大高度,hs是锯齿的高度。

8.根据权利要求6所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:所述的切削层厚度hc等于圆柱车削试验中的进给f值。

9.根据权利要求6所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:所述的切削宽度wc等于圆柱形车削试验中切削刃的背吃刀量ap。

10.根据权利要求1所述的具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,其特征在于:步骤3)中,所述的高强度高塑性易切削合金应用于卫浴、家用五金、散热器、电子仪器、低温管路的制造。


技术总结
本发明公开了具有高强度高塑性易切削环保无铅硅黄铜的定量识别方法,该方法先进行准静态拉伸力学性能测试,确定不同锌当量硅黄铜合金的准静态拉伸屈服应力σs和延伸率δ;再计算切削动态屈服应力σd;以硅黄铜合金的锌当量为横坐标,以准静态拉伸屈服应力σs、延伸率δ和切削动态屈服应力σd为纵坐标,绘制出准静态拉伸屈服应力σs、延伸率δ和切削动态屈服应力σd随锌当量的变化趋势图,获得准静态拉伸屈服应力σs介于100MPa和250MPa、延伸率δ介于40%和15%和且动态屈服应力σd小于准静态拉伸屈服应力σs的高强度高塑性易切削合金。本发明测试方法实施简单、成本低,可以定量识别出高强度高塑性易切削硅黄铜合金。

技术研发人员:杨超;陶鲭驰;梁良;丁言飞
受保护的技术使用者:华南理工大学;广东华艺卫浴实业有限公司
技术研发日:2019.11.12
技术公布日:2020.04.10
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