CN112342428A - 一种dzr铜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DZR铜，其由如下质量百分含量的成分组成：Cu 61.5％～63.5％、Pb＜0.18％、Fe 0.03％～0.15％、Sn≤0.15％、Al 0.6％～0.8％、Ni＜0.15％、Sb＜0.1％、As 0.09％～0.17％、Bi＜0.01％、其它杂质＜0.03％、以及Zn余量。本发明人通过对DZR铜中的铜、砷和锌元素的含量进行了调整，并加入了铁和铝元素，同时对影响较大的杂质金属元素的含量进行控制，最终优化筛选出上述配方。上述配方的DZR铜具有优异的抗脱锌性能，且质量稳定性好。
Description
技术领域
本发明属于冶金材料技术领域，具体涉及一种DZR铜及其制备方法。
背景技术
应力腐蚀和脱成分腐蚀是黄铜在长期使用过程中最主要的腐蚀；其中，脱成分腐蚀是铜合金脱成分腐蚀中最典型的一种，是指锌元素有脱离母体被水带走的可能，接触水的组件从表面延伸到内部就有出现蜂窝状微小空洞的危险，从而影响黄铜产品的寿命。脱成分腐蚀可伴随应力腐蚀过程同时发生，也可单独发生。
脱锌有两种形式：一种是层状脱落型脱锌，呈均匀腐蚀的形式，对材料使用相对危害性小；另一种是纵深栓状发展型脱锌，呈坑状腐蚀形式，使材料强度明显下降，危害性较大。
DZR铜俗称耐腐蚀黄铜，因其在合金元素中含有一定量的砷(As)，对脱锌过程有良好的抑制作用，在淡水和海水中均有良好的耐蚀性。然而，现有常用DZR铜的抗脱锌性能和质量稳定性仍有待提升。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种DZR铜及其制备方法。
为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：
一种DZR铜，其由如下质量百分含量的成分组成：Cu 61.5％～63.5％、Pb＜0.18％、Fe 0.03％～0.15％、Sn≤0.15％、Al 0.6％～0.8％、Ni＜0.15％、Sb＜0.1％、As0.09％～0.17％、Bi＜0.01％、其它杂质＜0.03％、以及Zn余量。
本发明人通过对DZR铜中的铜、砷和锌元素的含量进行了调整，并加入了铁和铝元素，同时对影响较大的杂质金属元素的含量进行控制，最终优化筛选出上述配方。上述配方的DZR铜具有优异的抗脱锌性能，且质量稳定性好。
配方中，若Cu的含量低于61.5％，会导致黄铜的抗脱锌效果较差，容易造成锌脱落；若Cu的含量高于63.5％，会对浇铸造成影响，流动性不好，容易产生收缩渗漏。而控制Pb的含量不超过0.18％，可保证产品达到国家标准要求，满足水龙头等领域的使用要求。若Fe的含量低于0.03％，会导致黄铜无法进行细化处理；若Fe的含量高于0.15％会导致铸件抛光后产生杂质点。若Sn的含量高于0.15％会使铸件产生气孔和杂质点。Al的加入可增加铜液的流动性，并在铜液表面形成氧化铝，防止锌挥发，而当Cu的含量为61.5％～63.5％时，0.6％～0.8％的Al含量可使上述效果较好。Ni的含量低于0.15％，可使黄铜的组织好，抛光杂质减少。Sb的含量低于0.1％，可使黄铜的质量稳定性较好。在黄铜中加入0.09％～0.17％的As可防止黄铜脱锌，在黄铜制品表面形成坚固的保护膜，提高黄铜的耐蚀性。若As过量会导致黄铜产生脆性化合物Cu3As，并分布在晶界上，降低黄铜塑性。Bi过量会导致呈连续脆性薄膜分布在黄铜晶界上，既产生热脆性，又产生冷脆性，对黄铜的危害性极大。本发明控制其它杂质的含量在0.03％以下，可保证黄铜铸件质量的稳定性。
优选地，所述DZR铜由如下质量百分含量的成分组成：Cu 62.42％、Pb＜0.18％、Fe0.05％、Sn≤0.15％、Al 0.62％、Ni＜0.15％、Sb＜0.1％、As 0.129％、Bi＜0.01％、其它杂质＜0.03％、以及Zn余量。
本发明还提供了一种所述DZR铜的制备方法，其包括如下步骤：
(1)备料：按配方成分称取纯度≥99.9％的紫铜、0#锌锭、铝锭、铅锭、合金铁、铝硼合金、铜砷合金、65#黄铜边料和A级黄铜糠；
(2)熔炼：将备好的原材料按顺序投入熔炉中熔炼，先将65#黄铜边料、1/2量的锌锭、2/3量的铝锭、合金铁和铝硼合金投入熔炉熔解，熔解后加入清渣剂搂出灰渣，然后再将A级黄铜糠投入熔炉熔解，熔解后加入清渣剂搂出灰渣，然后再将紫铜投入熔炉熔解，最后投入剩余的锌锭、铝锭、铅锭和铜砷合金进行熔解，熔解后加入精炼剂，升温到980～1050℃保温25～35min进行除气除杂处理，在升温过程中保持炉内铜水翻滚均匀，熔炉升温到1080℃出铜水浇铸铜锭；
(3)成型打磨：将铜锭自然冷却后进行表面打磨处理，使表面光滑，包装入库，制得DZR铜。
优选地，所述步骤(2)中，从原材料投料到出炉的时间控制在110～130分钟。控制在该时间，可确保组元完全合金化。
本发明制备方法中，原料的选用、时间的控制和投料顺序是控制DZR铜中杂质含量的关键，若不按上述投料顺序进行，会导致产品的杂质含量偏高，影响DZR铜的镜面抛光效果。此外，熔炼工序中，在升温过程中保持炉内铜水翻滚均匀可使DZR铜的晶粒更细且更均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过对DZR铜的配方以及制备方法进行优化，获得了具有更好抗脱锌性能、以及质量稳定性更好的DZR铜。
附图说明
图1为实施例1的DZR铜在进行脱锌试验后的金相显微镜图；
图2为对比例1的DZR铜在进行脱锌试验后的金相显微镜图。
具体实施方式
下面将结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中使用的原料均可通过商业途径获得，所使用的方法如无特别指明，均为本领域的常规方法。其中，实施例中使用的清渣剂和精炼剂为DZR铜制备中常规使用的清渣剂和精炼剂。
实施例1
一种DZR铜，其由如下质量百分含量的成分组成：Cu 62.42％、Pb 0.04％、Fe0.05％、Sn 0.04％、Al 0.62％、Ni 0.03％、As 0.129％、以及Zn余量。
该DZR铜的制备方法包括如下步骤：
(1)备料：按配方成分称取紫铜(纯度为99.9％)、0#锌锭、铝锭、铅锭、合金铁、铝硼合金、铜砷合金、65#黄铜边料和A级黄铜糠；
(2)熔炼：将备好的原材料按顺序投入熔炉中熔炼，先将65#黄铜边料、1/2量的锌锭、2/3量的铝锭、合金铁和铝硼合金投入熔炉熔解，熔解后加入清渣剂搂出灰渣，然后再将A级黄铜糠投入熔炉熔解，熔解后加入清渣剂搂出灰渣，然后再将紫铜投入熔炉熔解，最后投入剩余的锌锭、铝锭、铅锭和铜砷合金进行熔解，熔解后加入精炼剂，升温到1030～1050℃保温30min进行除气除杂处理，在升温过程中保持炉内铜水翻滚均匀，熔炉升温到1080℃出铜水浇铸铜锭。本步骤从原材料投料到出炉时间控制在120分钟，原材料投料熔解90分钟，精炼处理30分钟。
(3)成型打磨：将铜锭自然冷却后进行表面打磨处理，使表面光滑，包装入库，制得DZR铜。
对比例1
一种DZR铜，其由如下质量百分含量的成分组成：Cu 59.99％、Pb 2.54％、Fe0.50％、Sn 0.97％、Al 0.02％、Ni 0.40％、As 0.17％、以及Zn余量。
该DZR铜的制备方法同实施例1。
性能测试
测试条件：将实施例1制备的DZR铜样品放进75℃的氯化铜测试溶液中，淹没浸泡24h，取出并吹干，然后垂直于测试面进行镶嵌、研磨、抛光，在金相显微镜下观察并测量测试面的脱锌深度。测试结果如下表及附图1～2所示：
注：平均脱锌深度的测试数值在100以下为合格。
从上表测试结果可看出，相比于对比例1，本发明实施例1的DZR铜具有更优的抗脱锌性能，质量稳定性好。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (4)
1.一种DZR铜，其特征在于，由如下质量百分含量的成分组成：Cu61.5％～63.5％、Pb＜0.18％、Fe 0.03％～0.15％、Sn≤0.15％、Al 0.6％～0.8％、Ni＜0.15％、Sb＜0.1％、As0.09％～0.17％、Bi＜0.01％、其它杂质＜0.03％、以及Zn余量。
2.如权利要求1所述的DZR铜，其特征在于，由如下质量百分含量的成分组成：Cu62.42％、Pb＜0.18％、Fe 0.05％、Sn≤0.15％、Al 0.62％、Ni＜0.15％、Sb＜0.1％、As0.129％、Bi＜0.01％、其它杂质＜0.03％、以及Zn余量。
3.如权利要求1或2所述的DZR铜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)备料：按配方成分称取纯度≥99.9％的紫铜、0#锌锭、铝锭、铅锭、合金铁、铝硼合金、铜砷合金、65#黄铜边料和A级黄铜糠；
(2)熔炼：将备好的原材料按顺序投入熔炉中熔炼，先将65#黄铜边料、1/2量的锌锭、2/3量的铝锭、合金铁和铝硼合金投入熔炉熔解，熔解后加入清渣剂搂出灰渣，然后再将A级黄铜糠投入熔炉熔解，熔解后加入清渣剂搂出灰渣，然后再将紫铜投入熔炉熔解，最后投入剩余的锌锭、铝锭、铅锭和铜砷合金进行熔解，熔解后加入精炼剂，升温到980～1050℃保温25～35min进行除气除杂处理，在升温过程中保持炉内铜水翻滚均匀，熔炉升温到1080℃出铜水浇铸铜锭；
(3)成型打磨：将铜锭自然冷却后进行表面打磨处理，使表面光滑，包装入库，制得DZR铜。
4.如权利要求3所述的DZR铜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，从原材料投料到出炉的时间控制在110～130分钟。
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| CN118600259A (zh) * | 2024-05-28 | 2024-09-06 | 鹤山市金益铜业有限公司 | 一种抗脱锌铜锭及其制备工艺 |
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