專利名稱：一種燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種金屬材料及其制造技術(shù)，特別是無(wú)鉛易切削黃銅 及其制造方法。
背景技術(shù)：
鉛在黃銅熔體中的溶解度很大，而在銅中的固溶度幾乎為 零，故在鉛黃銅熔體凝固時(shí)，鉛會(huì)沉淀而形成彌散而微細(xì)的鉛顆粒。鉛有較
脆而不硬的特點(diǎn)，另一方面，鉛的熔點(diǎn)只有327.5'C，當(dāng)對(duì)鉛黃銅進(jìn)行切削 加工時(shí)產(chǎn)生的升溫會(huì)使鉛顆粒更軟，當(dāng)鉛黃銅被切削時(shí)，這些彌散的軟鉛顆 粒相當(dāng)于在黃銅中的一個(gè)空洞，成為應(yīng)力集中源，產(chǎn)生所謂的"切口效應(yīng)"， 從而導(dǎo)致切屑易于在此斷裂。另外，在刀頭與切屑的接觸局部因切削加工受 熱而瞬間熔化，有助于改變切屑的形狀，并起到潤(rùn)滑刀具的作用，可以使刀 頭磨損減少到最低。因此，鉛在易切削黃銅材料的切削加工過程中起著碎裂 切屑、減少粘結(jié)和焊合以及提高切削速度的作用，可大大提高切削加工的效 率，并增加刀具的使用壽命。
鉛黃銅具有優(yōu)良的冷熱加工性能、極好的切削性能和自潤(rùn)滑等特點(diǎn)，能 滿足各種形狀零部件的機(jī)加工，因此含鉛黃銅一度被世界公認(rèn)為重要的基礎(chǔ) 材料而廣泛應(yīng)用到民用供水系統(tǒng)的鑄件及其配件、電子、汽車及機(jī)械制造等 領(lǐng)域。但是，鉛黃銅零配件報(bào)廢之后，很多小件被作為垃圾遺棄，只有少量被回 收利用。廢棄的鉛黃銅與土壤接觸，其所含的鉛在雨水及大氣的長(zhǎng)期作用下， 進(jìn)入土壤，從而污染土壤及水源。廢棄鉛黃銅被當(dāng)作垃圾焚燒時(shí)，鉛蒸氣散發(fā)于 大氣之中，對(duì)人體產(chǎn)生極大危害，因而其應(yīng)用日益受到嚴(yán)格的限制。鉛即不固溶 于銅，也不與銅形成金屬間化合物，而是以單質(zhì)的顆粒形式存在于晶界。在飲 用水中的雜質(zhì)及有機(jī)酸等的作用下含鉛銅合金中的鉛以離子的形式緩慢析出， 現(xiàn)有的含鉛銅合金很難滿足環(huán)保法令的要求。為了降低鉛的有害作用，科研人 員就飲用水對(duì)黃銅的腐蝕機(jī)理及添加元素對(duì)黃銅的腐蝕性影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研 究，并采取了多種措施，如添加錫、鎳等合金元素來(lái)提高鉛黃銅的耐蝕性能， 或?qū)⒖扇苄缘你U去除然后在除鉛的表面再覆蓋鉻等金屬或采取其它的方法抑制 鉛的浸出等。由于黃銅中始終存在著鉛，所以這些方法無(wú)法從根本上消除鉛的 有害作用。
氮化硼是由氮原子和硼原子所構(gòu)成的晶體，化學(xué)組成為43.6%的硼和56.4%的氮，具有四種不同的變體:六方氮化硼(hBN)、菱方氮化硼(rBN)、立方氮化硼 (cBN)和纖鋅型氮化硼(wBN)。其中六方氮化硼為白色松散粉末，與石墨性質(zhì)相 似，有"白色石墨"之稱。六方氮化硼在高溫時(shí)也具有良好的潤(rùn)滑性，是一種 優(yōu)良的高溫固體潤(rùn)滑劑，具備便于機(jī)械加工的優(yōu)良性能。顆粒細(xì)小的六方氮化 硼彌散分布在黃銅中，當(dāng)對(duì)黃銅進(jìn)行切削加工時(shí)，能起到斷屑的作用。同時(shí)， 六方氮化硼還能對(duì)切削刀具起到潤(rùn)滑作用，提高切削效率。六方氮化硼燒結(jié)黃 銅是一種優(yōu)秀的無(wú)鉛易切削黃銅，有著巨大的應(yīng)用前景，其應(yīng)用與推廣將產(chǎn)生 巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
粉末冶金適宜于生產(chǎn)同一形狀而數(shù)量多的產(chǎn)品，特別是對(duì)小件、異型的產(chǎn) 品?；罨療Y(jié)是指在燒結(jié)過程中采用某些物理的或化學(xué)的措施，使燒結(jié)溫度大 大降低，燒結(jié)時(shí)間顯著縮短，而燒結(jié)體的性能卻得到改善和提高。用活化燒結(jié) 法生產(chǎn)無(wú)鉛易切削黃銅件，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于有效解決鉛黃銅污染環(huán)境的問題，可以為電子器件、水 暖衛(wèi)浴、結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域提供一種低成本的無(wú)鉛易切削黃銅。 本發(fā)明的具體內(nèi)容
本發(fā)明無(wú)鉛易切削黃銅各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為銅48.0%-70.0%，鋁 0.3%-0.4%，鎂4.0%-4.3%,錳0.1%誦0.2%，鈰0.080/0-0.110/0，鑭0.01%國(guó)0.03%， BN粉0.4%-2.4%，其余為鋅及總量不大于0.05%的雜質(zhì)，其中黃銅粉及鋅粉的 粒度都小于或等于74(irn; BN粉的粒度小于或等于2^im。
本發(fā)明工藝流程如下
本發(fā)明的無(wú)鉛易切削黃銅采用粉末活化燒結(jié)法生產(chǎn)。各種粉末和粘結(jié)劑按 以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)比配好BN粉0.4M-2.4W，燒結(jié)活化劑鋅粉2%-4%，粘結(jié)劑硬脂 酸鋅1%，余量為黃銅粉。黃銅粉中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為銅 (Cu)53.5%-70.0%，鋁(A1)0.40/0，鎂(Mg)4.30/0，錳(Mn)0.20/0，鈰(Ce)0.080/0，其余 為鋅(Zn)及總量不大于0.05。/。的雜質(zhì)。燒結(jié)活化劑鋅粉含混合稀土2%-5%，混合 稀土的質(zhì)量比是55%的鈰和45%的鑭。
行星式球磨架混粉，球料質(zhì)量比10丄混料時(shí)間6小時(shí)，混粉后立即壓制。 燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充分去除粘 結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完后快速冷 卻到室溫本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1) 實(shí)現(xiàn)了易切削黃銅的無(wú)鉛化，合金成分中不含鉛，對(duì)環(huán)境友好。
2) 合金的熱加工性能良好，能進(jìn)行紅沖加工。合金有良好的切削加工性能。
3) 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，粉末冶金法適合于大規(guī)模批量生產(chǎn)，生產(chǎn)加工成本低。
4) 生產(chǎn)工藝可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(0053.5%，鋁(A1)0.4。/。， 鎂(Mg)4,3n/。，錳(Mn)0.2。/。，鈽(Ce)0.08n/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的65%。
實(shí)施例2:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(Cu)53.5。/。，鋁(A1)0.4。/。， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%,粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的67%。
實(shí)施例3:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(01)53.5%，鋁(A1)0.4。/。， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,燒結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的66%。 實(shí)施例4:燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(0!)53.5%，鋁(A1)0.4。/。， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2,/。，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,燒 結(jié)活化劑鋅粉2%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的64%。實(shí)施例5:燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(0059%，鋁(A1)0.4M， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4M，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉4%,余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的68%。實(shí)施例6:燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(0059%，鋁(A1)0.4"/。， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分 為1.0%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉4%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì)量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度840'C，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的70%。 實(shí)施例7:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(01)59%，鋁(A1)0.4W， 鎂(Mg)4，/。，錳(Mn)0.20/0，鈽(Ce)0.080/),其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉4%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度840'C,燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的69%。
實(shí)施例8:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(01)59%，鋁(A1)0.4M， 鎂(Mg)4.3。/()，錳(Mn)0.2。/0，鈰(Ce)0,08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的67%。
實(shí)施例9:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(Cu)65。/。，鋁(A1)0.4。/。， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4M，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱一直到燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以
便充分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度840'C，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒 結(jié)完后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃 銅的切削性能相當(dāng)于HPb59-l的66%。 實(shí)施例10:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(01)65%，鋁(A1)0.線， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉4%，余量為黃銅粉末。釆用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的68%。
實(shí)施例11:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(Cu)65。/。，鋁(A1)0.4。/。， 鎂(Mg)4.3。/c)，錳(]\411)0.2%，鈽(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的67%。
實(shí)施例12:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(Cu)65。/。，鋁(A1)0.4M， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4M，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的65%。 實(shí)施例13:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(01)70%，鋁(A1)0.4M, 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4M，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉2%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的64%。
實(shí)施例14:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(01)70%，鋁(A1)0.4。/0， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2n/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度840'C，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的66%。
實(shí)施例15:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(Cu)70。/。，鋁(A1)0.4M， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08。/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6%，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉3%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度840'C，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的
切削性能相當(dāng)于HPb59-l的65%。 實(shí)施例16:
燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅粉的成分(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))，銅(01)70%，鋁(A1)0.40/0， 鎂(Mg)4.3。/。，錳(Mn)0.2。/。，鈰(Ce)0.08n/。，其余為鋅(Zn)及總量不大于0.05%的 雜質(zhì)。配粉時(shí)BN粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4n/。，粘結(jié)劑硬脂酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，燒 結(jié)活化劑鋅粉2%，余量為黃銅粉末。采用行星式球磨架混粉，球料比10:1 (質(zhì) 量比)，球磨前按粉末總質(zhì)量的10%放入球磨珠，球磨時(shí)間為6小時(shí)，混粉后立 即壓制。燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，以便充 分去除粘結(jié)劑。燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間5小時(shí)。燒結(jié)氣氛為氫氣氛。燒結(jié)完 后快速冷卻到室溫。通過切削實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的 切削性能相當(dāng)于HPb59-l的63%。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅，其特征在于各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為銅48.0％-70.0％，鋁0.3％-0.4％，鎂4.0％-4.3％，錳0.1％-0.2％，鈰0.08％-0.11％，鑭0.01％-0.03％，BN粉0.4％-2.4％，其余為鋅及總量不大于0.05％的雜質(zhì)，其中黃銅粉及鋅粉的粒度都小于或等于74μm；BN粉的粒度小于或等于2μm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅，其特征在于所述的BN 粉為六方氮化硼粉。
3. —種制備如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅的方法，其特征在 于黃銅粉中各合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為銅53.5%-70.0%，鋁0.4%，鎂 4.3%，錳0.2%,鈰0.08%,其余為鋅及總量不大于0.05%的雜質(zhì)，按質(zhì)量分?jǐn)?shù) 將以下各種的粉末混合在一起B(yǎng)N粉為0.4%-2.4%，燒結(jié)活化劑鋅粉為2%-4%, 粘結(jié)劑硬脂酸鋅1%,其余粉末為黃銅粉，在混合粉中加入混料球，球料質(zhì)量比 10:1，然后將混合粉與混料球一起放在行星式球磨架混粉，混料時(shí)間6小時(shí)，混 粉后立即壓制，再進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱 時(shí)間5小時(shí)，以便充分去除粘結(jié)劑，燒結(jié)溫度84(TC，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)，燒結(jié)氣 氛為氫氣，燒結(jié)完后快速冷卻到室溫，得到無(wú)鉛易切削黃銅產(chǎn)品。
全文摘要
一種燒結(jié)無(wú)鉛易切削黃銅及其制備方法，本發(fā)明黃銅中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為銅 48.0％-70.0％，鋁 0.3％-0.4％，鎂 4.0％-4.3％，錳 0.1％-0.2％，鈰0.08％-0.11％，鑭 0.01％-0.03％，BN粉 0.4％-2.4％，其余為鋅及總量不大于0.05％的雜質(zhì)。各種粉末和粘結(jié)劑按以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)比配好BN粉 0.4％-2.4％，燒結(jié)活化劑鋅粉 2％-4％，粘結(jié)劑硬脂酸鋅1％，余量為黃銅粉末。先用行星式球磨架混粉，球料質(zhì)量比10∶1，混料時(shí)間6小時(shí)，混粉后立即壓制；然后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)工藝為從室溫開始加熱至燒結(jié)溫度，加熱時(shí)間5小時(shí)，燒結(jié)溫度840℃，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)，燒結(jié)氣氛為氫氣氛，燒結(jié)完后快速冷卻到室溫。本發(fā)明合金成分中不含鉛，對(duì)環(huán)境友好，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，粉末冶金法適合于大規(guī)模批量生產(chǎn)，生產(chǎn)加工成本低。
文檔編號(hào)C22C9/04GK101624667SQ20091004408
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者章四琪, 胡振青, 許傳凱, 黃勁松 申請(qǐng)人:路達(dá)(廈門)工業(yè)有限公司