本發明專利技術提供了一種高Sn無Pb錫青銅合金，其由以下組分組成：15-20質量％的Sn、5-7質量％的Zn、0.8-2.3質量％的Si，余量為Cu及不可避免的雜質。該青銅合金力學性能與傳統含Pb普通Sn含量的青銅合金材料相比，強度、硬度和拉伸率等力學性能得到明顯改善，同時符合無Pb的環保要求。本發明專利技術還涉及一種采用該高Sn無Pb錫青銅合金來制備管材的方法及通過該方法制備的管材。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術設及一種高Sn無Pb錫青銅合金、利用該錫青銅合金制造管材的方法及通 過該方法制造的管材。
技術介紹
錫青銅是WSn為主要合金元素的青銅，含錫量一般為3~14質量％，其具有較高 的力學性能、耐磨性能和耐蝕性，易切削加工，針焊和焊接性能好，收縮系數小，無磁性等優 點，廣泛用于彈性元件和耐磨零件的制造。 現有的錫青銅材料為了實現改善切屑性能往往會添加化元素，但化及含化化合 物對人體有毒，攝取后主要膽存在骨骼內，部分取代憐酸巧中的化，不易排出。中毒較深時 引起神經系統損害，嚴重時會引起鉛毒性腦病。因此，隨著環保意識的明顯提高，國內外市 場日益要求開發新型不含鉛元素的青銅合金。 錫青銅的凝固范圍大，枝晶偏析嚴重；凝固時不易形成集中縮孔，體積收縮很小； 鑄錠中易出現Sn的逆偏析，嚴重時鑄錠表面可見到白色斑點β相析出），甚至出現富Sn顆 粒，運種現象被稱為錫汗（tinsweat)，運導致了高Sn含量錫青銅的發展受到阻礙。
技術實現思路
陽0化]鑒于此，本專利技術人進行了大量研究后提出，通過將傳統錫青銅中的Pb元素替換為Si元素，并提高Sn元素的含量，W-定比例配合化、Sn、Si、化成分，同時配合鑄造方法 和工藝條件的改進可減輕高Sn含量錫青銅的逆偏析，在保證錫青銅的力學性能的前提下， 得到新型無化錫青銅合金。 具體地，本專利技術通過W下技術方案實現了所述專利技術目的： 其具體生產步驟如下： 根據本專利技術的一個實施方式，提供了一種高Sn無Pb錫青銅合金，其由W下組分組 成：15-20質量％的Sn、5-7質量％的化、0. 8-2. 3質量％的Si,余量為Cu及不可避免的雜 質。 根據本專利技術的一個優選實施例，提供了一種高Sn無化錫青銅合金，其中所述Si 的含量為0.8-1. 5質量％。 根據本專利技術的一個實施方式，提供了一種采用如上所述的高Sn無化錫青銅合金 制備管材的方法，其包括W下步驟： 步驟一：按照上述配比稱量電解銅、Sn、化、Si,并將其置于電爐內，加熱至 1250-1300°C使其完全烙化，之后在下1200°C進行保溫； 步驟二：對完全烙融的合金烙體進行充分攬拌后，在該合金烙體上面覆蓋高純度 鱗片狀石墨粉，并在1200°C下進行保溫； 步驟Ξ:保溫1. 2-1. 5小時后，檢測所述烙體成分W確定其是否符合要求，若不符 合要求，調整相應的元素含量并再次檢測，直至所述烙體成分符合要求； 步驟四：對確定所述烙體成分符合要求之后，并在1200°C下繼續保溫40-60分鐘， 并再次升溫至130(TC之后，開啟工頻電爐的振動裝置，采用水平連鑄方法鑄制備空屯、合金 管材； 陽01引步驟五：對銅管進行擠壓前退火，退火溫度為150-180°c，退火時間為30-40分 鐘； 步驟六：采用光錠機對退火后的毛巧銅管進行表面加工后，采用2000噸雙動擠壓 機對所述空屯、合金管材進行多次擠壓，得到半成品空屯、錫青銅合金管材； 步驟屯：對所述半成品空屯、錫青銅合金管材進行裂痕及氣孔探傷，將不合格產品 甄別出將其回爐； 步驟八：采用高精度車床對探傷完成后的合金管進行表面車削加工并進行切割和 去毛刺處理。 根據本專利技術的一個實施例，上述方法中，步驟一中的電爐為工頻電爐，并處于氣氣 氛保護下。 根據本專利技術的一個實施例，上述方法中，步驟二中進行上述攬拌所采用的工具為 特制石墨工具。 根據本專利技術的一個實施例，上述方法中，步驟二中所述高純度鱗片狀石墨粉的厚 度為10-12畑1。 根據本專利技術的一個實施例，上述方法中，步驟四中所述振動裝置的振動頻率為1 次/秒。 根據本專利技術的一個實施例，上述方法中，步驟五中進行所述擠壓前退火采用的是 箱式退火爐。 根據本專利技術的一個實施例，上述方法中，步驟五中進行所述探傷采用的是超聲波 探傷儀。根據本專利技術的一個實施方式，提供了一種采用如上所述的高Sn無化錫青銅合金 材料，并通過如上所述的方法所制備的管材。 本專利技術通過Si、Zn、Sn和化元素的配合使用，并結合鑄造、熱處理和加工工藝，克 服了Sn在錫青銅合金中容易逆偏析的缺陷，得到了一種力學性能優異的高Sn無化錫青銅 合金，其可W替代傳統的含化錫青銅而使用。【附圖說明】 圖1為本專利技術的青銅合金管材的制備過程流程圖。【具體實施方式】 具體地，本專利技術通過W下步驟獲得了如下表1所示的不同成分的青銅合金管材： 步驟一：按照下表1所示的質量配比將電解銅、Sn、化、Si置于氣氣氛保護下 的工頻電爐內，加熱至1250-1300°C使其完全烙化后在1200°C下進行保溫。 步驟二：用特制石墨工具將完全烙化的合金烙體充分攬拌后，在其上面覆蓋厚度 約為10-12cm的高純度鱗片狀石墨粉W防止其氧化并在1200°C下繼續保溫。 步驟Ξ:保溫時間1. 2-1. 5小時后，用德國進口斯派克直讀光譜儀對從爐內取出 的樣品進行Ξ到五次成分檢驗，W確定其合金成分在考慮到誤差的情況下處于下表1規定 范圍之內，如果不符合則調整元素含量重復此步驟直至成分符合要求。 步驟四：在1200°C下進一步保溫40-60分鐘后，重新升溫至1300°C，升溫的同時開 啟工頻電爐的振動裝置，振動頻率為1次/秒；采用水平連鑄方法鑄制成外徑為0160mm， 內徑為080mm，長度為500mm的空屯、合金管材。 步驟五：用箱式退火爐對銅管進行擠壓前退火，退火溫度為150-180°C，退火時間 為30-40分鐘，W消除鑄造應力便于擠壓。 步驟六：用光錠機對退火后的毛巧銅管進行表面加工，加工為表面光潔直徑0 155mm內徑為085mm，長度為500mm的空當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高Sn無Pb錫青銅合金，其特征在于，由以下組分組成：15?20質量％的Sn、5?7質量％的Zn、0.8?2.3質量％的Si，余量為Cu及不可避免的雜質。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陸海榮，孫飛，趙勇，
申請(專利權)人：蘇州天兼新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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