一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管及其制造方法，本發(fā)明的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：鋅1%～7%，錫0.5%～7%，硅0.5%～6%，磷0.05%～0.25%，錳0.01%～0.15%，余量為銅。本發(fā)明采用連鑄連軋的生產(chǎn)工藝，省去了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中坯錠處理和退火擠壓步驟，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，大大降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的合金管材采用硅元素替換傳統(tǒng)銅合金中的鉛元素，不含鉛，避免了由于鉛的使用所帶來(lái)的環(huán)境污染，有利于環(huán)境保護(hù)，本發(fā)明提供的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管完全能夠取代含有鉛元素的錫青銅管材。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金管生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，以及這種合金管的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的錫青銅材料為了實(shí)現(xiàn)其易切屑性能往往會(huì)添加鉛元素，含鉛的錫青銅具有較高的耐磨性和良好的可加工性，纖焊和焊接性能好，主要用于制造航空、汽車(chē)及其他工業(yè)部門(mén)中承受摩擦的零件并進(jìn)行必要的焊接。但是由于鉛的特性，在進(jìn)行熱加工時(shí)，極易產(chǎn)生熱脆性，因此只能進(jìn)行冷加工，降低了合金管的可加工性，并且鉛對(duì)環(huán)境具有很大的危害，隨著環(huán)保意識(shí)的明顯提高，含鉛元素的青銅合金已經(jīng)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外高端市場(chǎng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種不含鉛，可加工性強(qiáng)的環(huán)保銅基合金管，以及這種合金管的制造方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鋅1%~7%，錫0.5%~7%,硅 0.5% ~6%，磷 0.05% ~0.25%,錳 0.01% ~0.15%,余量為銅。
[0006]進(jìn)一步地，各組分的重量百分?jǐn)?shù)配比如下:鋅2%~6%，錫1.5%~6%，硅1%~5%，磷0.05%~0.25%,錳0.01%~0.15%,余量為銅。
[0007]進(jìn)一步地，各`組分的重量百分?jǐn)?shù)配比如下:鋅3%~5%，錫2.5%~5%，硅2%~4%，磷0.05%~0.25%,錳0.01%~0.15%,余量為銅。
[0008]進(jìn)一步地，各組分的重量百分?jǐn)?shù)配比如下:鋅:4.5%，錫:4%，硅:3%，磷:0.2%，錳:
0.08%，余量為銅。
[0009]進(jìn)一步地，所述無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管的制造方法，包含以下步驟:
[0010]I)按照配比將銅、磷、錫、鋅、硅、錳置于工頻電爐內(nèi)，加熱至1250°C~1300°C完全熔化后，降溫至1200°C。
[0011]2)將完全熔化的合金液體充分?jǐn)嚢韬螅谄渖厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，并保溫。
[0012]3) 1200°C保溫1.2~1.5小時(shí)后，從電爐內(nèi)取出樣品，采用直讀光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行三到五次成分檢驗(yàn)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)。
[0013]4)進(jìn)一步保溫40~60分鐘后，重新升溫至1300°C，并開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)合金管材。
[0014]5)用箱式退火爐對(duì)銅管進(jìn)行退火處理。
[0015]6)將退火完成后的合金管材用超聲波探傷儀對(duì)合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0016]更進(jìn)一步地，步驟2)中所述攪拌采用石墨棒。[0017]更進(jìn)一步地，步驟2)中所述石墨粉的厚度為11~13cm。
[0018]更進(jìn)一步地，步驟4)中所述工頻電爐的振動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率為I次/秒。
[0019]更進(jìn)一步地，步驟4)中所述的合金管材的外徑為①55mm，內(nèi)徑為OlOmm，長(zhǎng)度為4000mmo
[0020]更進(jìn)一步地，步驟5)中所述退火處理的退火溫度為200~300°C，退火時(shí)間為20~30分鐘。
[0021]采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明將傳統(tǒng)鉛元素替換為硅元素，按照鋅、錫、硅、磷、錳、銅一定的成分配比，適當(dāng)?shù)臏囟?，通過(guò)連鑄連軋的生產(chǎn)工藝完成合金管材的生產(chǎn)，能夠完全取代含有鉛元素的錫青銅合金管材。并且本發(fā)明采用連鑄連軋的生產(chǎn)工藝，省去了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中的坯錠處理和退火擠壓步驟。因此本發(fā)明不僅獲得了可替代現(xiàn)有含鉛錫青銅的無(wú)鉛環(huán)保合金材料，而且縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，大大降低了生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]實(shí)施例1，一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鋅:2%，錫:
0.5%，硅:4.5%，磷:0.25%，錳:0.01%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進(jìn)行以下步驟:`
[0025]將各組分按配比稱(chēng)好，并置于工頻電爐內(nèi)加熱至1250°C熔化后，用石墨棒攪拌均勻，并在其上覆蓋12cm厚的高純度鱗片狀石墨粉，防止氧化，保溫I小時(shí)，檢測(cè)合金成分是否在規(guī)定范圍內(nèi)，檢測(cè)完成并合格后，繼續(xù)保溫40分鐘左右，重新升溫至1300°C，開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)外徑為055mm，內(nèi)徑為O IOmm,長(zhǎng)度為4000mm的合金管材，在200°C下對(duì)金屬管材進(jìn)行退火處理，退火時(shí)間為20分鐘，退火完成后用超聲波探傷儀對(duì)合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，合格品進(jìn)行包裝運(yùn)輸，不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0026]將所得無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管進(jìn)行耐磨性及硬度試驗(yàn)，測(cè)試其物理性能，所得結(jié)果如表1所示。
[0027]實(shí)施例2，一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鋅:1%，錫:7%，硅:1.5%，磷:0.1%，錳:0.1%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進(jìn)行以下步驟:
[0028]將各組分按配比稱(chēng)好，并置于工頻電爐內(nèi)加熱至1290°C熔化后，用石墨棒攪拌均勻，并在其上覆蓋Ilcm厚的高純度鱗片狀石墨粉，防止氧化，保溫1.3小時(shí)，檢測(cè)合金成分是否在規(guī)定范圍內(nèi)，檢測(cè)完成并合格后，繼續(xù)保溫50分鐘左右，重新升溫至1300°C，開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)外徑為055_，內(nèi)徑為
OIOmm,長(zhǎng)度為4000mm的合金管材,在260°C下對(duì)金屬管材進(jìn)行退火處理,退火時(shí)間為25分鐘，退火完成后用超聲波探傷儀對(duì)合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，合格品進(jìn)行包裝運(yùn)輸，不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0029]將所得無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管進(jìn)行耐磨性及硬度試驗(yàn)，測(cè)試其物理性能，所得結(jié)果如表1所示。
[0030]實(shí)施例3，一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鋅:4.5%，錫:4%，娃:3%，磷:0.2%，錳:0.08%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進(jìn)行以下步驟:
[0031]將各組分按配比稱(chēng)好，并置于工頻電爐內(nèi)加熱至1300°C熔化后，用石墨棒攪拌均勻，并在其上覆蓋13cm厚的高純度鱗片狀石墨粉，防止氧化，保溫1.5小時(shí)，檢測(cè)合金成分是否在規(guī)定范圍內(nèi)，檢測(cè)完成并合格后，繼續(xù)保溫60分鐘左右，重新升溫至1300°C，開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)外徑為Φ55_，內(nèi)徑為Φ IOmm,長(zhǎng)度為4000mm的合金管材,在300°C下對(duì)金屬管材進(jìn)行退火處理,退火時(shí)間為30分鐘，退火完成后用超聲波探傷儀對(duì)合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，合格品進(jìn)行包裝運(yùn)輸，不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0032]將所得無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管進(jìn)行耐磨性及硬度試驗(yàn)，測(cè)試其物理性能，所得結(jié)果如表1所示。
[0033]實(shí)施例4，一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鋅:6%，錫:
5.5%，硅:6%，磷:0.05%，錳:0.05%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進(jìn)行以下步驟:
[0034]將各組分按配比稱(chēng)好，并置于工頻電爐內(nèi)加熱至1290°C熔化后，用石墨棒攪拌均勻，并在其上覆蓋Ilcm厚的高純度鱗片狀石墨粉，防止氧化，保溫1.3小時(shí)，檢測(cè)合金成分是否在規(guī)定范圍內(nèi)，檢測(cè)完成并合格后，繼續(xù)保溫40分鐘左右，重新升溫至1300°C，開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)外徑為Φ55_，內(nèi)徑為Φ IOmm,長(zhǎng)度為4000mm的合金管材,在250°C下對(duì)金屬管材進(jìn)行退火處理,退火時(shí)間為30分鐘，退火完成后用超聲波探傷儀對(duì)合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，合格品進(jìn)行包裝運(yùn)輸，不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0035]將所得無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管進(jìn)行耐磨性及硬度試驗(yàn)，測(cè)試其物理性能，所得結(jié)果如表1所示。
[0036]實(shí)施例5，一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鋅:7%，錫:2%，硅:0.5%，磷:0.15%，錳:0.15%，余量為銅。其制造工藝流程如圖1所示，依次進(jìn)行以下步驟:
[0037]將各組分按配比稱(chēng)好，并置于工頻電爐內(nèi)加熱至1300°C熔化后，用石墨棒攪拌均勻，并在其上覆蓋12cm厚的高純度鱗片狀石墨粉，防止氧化，保溫1.5小時(shí)，檢測(cè)合金成分是否在規(guī)定范圍內(nèi)，檢測(cè)完成并合格后，繼續(xù)保溫50分鐘左右，重新升溫至1300°C，開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，振動(dòng)頻率為I次/秒，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)外徑為Φ55_，內(nèi)徑為Φ IOmm,長(zhǎng)度為4000mm的合金管材，在280°C下對(duì)金屬管材進(jìn)行退火處理，退火時(shí)間為25分鐘，退火完成后用超聲波探傷儀對(duì)合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，合格品進(jìn)行包裝運(yùn)輸，不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
[0038]將所得無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管進(jìn)行耐磨性及硬度試驗(yàn)，測(cè)試其物理性能，所得結(jié)果如表1所示。
[0039]表1無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管性能對(duì)比表
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管，其特征在于，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:鋅1%~7%，錫 0.5% ~7%，硅 0.5% ~6%，磷 0.05% ~0.25%,錳 0.01% ~0.15%,余量為銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金棒，其特征在于，各組分的重量百分?jǐn)?shù)配比如下:鋅2%~6%，錫1.5%~6%，硅1%~5%，磷0.05%~0.25%,錳0.01%~0.15%,余量為銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金棒，其特征在于，各組分的重量百分?jǐn)?shù)配比如下:鋅3%~5%，錫2.5%~5%，硅2%~4%，磷0.05%~0.25%,錳0.01%~0.15%,余量為銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金棒，其特征在于，各組分的重量百分?jǐn)?shù)配比如下:鋅:4.5%，錫:4%，硅:3%，磷:0.2%，錳:0.08%，余量為銅。
5.一種無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管的制造方法，其特征在于，包含以下步驟: 1)按照配比將銅、磷、錫、鋅、硅、錳置于工頻電爐內(nèi)，加熱至1250°C~1300°C完全熔化后，降溫至1200 C ； 2)將完全熔化的合金液充分?jǐn)嚢韬螅诤辖鹨荷厦娓采w高純度鱗片狀石墨粉以防止其氧化，并保溫； 3)1200°C保溫1.2~1.5小時(shí)后，從電爐內(nèi)取出樣品，采用直讀光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行三到五次成分檢測(cè)，以確定其合金成分在規(guī)定范圍之內(nèi)； 4)進(jìn)一步保溫40~60分鐘后，重新升溫至1300°C，并開(kāi)啟工頻電爐的振動(dòng)裝置，采用連鑄連軋的方法生產(chǎn)合金管材； 5)用箱式退火爐對(duì)銅合金管進(jìn)行退火處理； 6)將退火完成后的合金管材用超聲波探傷儀對(duì)合金管進(jìn)行裂痕及氣孔探傷，以挑出不合格產(chǎn)品進(jìn)行回爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管的制造方法，其特征在于，步驟2)中所述攪拌采用石墨棒。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管的制造方法，其特征在于，步驟2)中所述石墨粉的厚度為11~13cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管的制造方法，其特征在于，步驟4)中所述工頻電爐的振動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率為I次/秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管的制造方法，其特征在于，步驟4)中所述合金管材的外徑為OSSmm,內(nèi)徑為①I(mǎi)Omm,長(zhǎng)度為4000mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鉛環(huán)保銅基合金管的制造方法，其特征在于，步驟5)中所述退火處理的退火溫度為200~300°C，退火時(shí)間為20~30分鐘。
【文檔編號(hào)】C22C9/10GK103555991SQ201310589435
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】陸海榮, 孫飛, 趙勇 申請(qǐng)人:蘇州天兼金屬新材料有限公司